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[導(dǎo)讀]如果有一天,你發(fā)現(xiàn)你設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)始終工作不穩(wěn)定,特別容易受到干擾,還不停的發(fā)出毫無規(guī)律的蜂鳴聲,就連你的手放在不同的位置都會(huì)影響發(fā)出聲響頻率和大小,而且你窮盡各種方法都無法消除干擾,就要準(zhǔn)備放棄的時(shí),或許你可以換一個(gè)思路,這個(gè)易受干擾的不

如果有一天,你發(fā)現(xiàn)你設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)始終工作不穩(wěn)定,特別容易受到干擾,還不停的發(fā)出毫無規(guī)律的蜂鳴聲,就連你的手放在不同的位置都會(huì)影響發(fā)出聲響頻率和大小,而且你窮盡各種方法都無法消除干擾,就要準(zhǔn)備放棄的時(shí),或許你可以換一個(gè)思路,這個(gè)易受干擾的不穩(wěn)定電子設(shè)備可以變成一個(gè)樂器。在不接觸樂器的情況下,你便可以在空氣中演奏出玄妙的音符。從此你變迷上它,一發(fā)不可收拾。

▲ 演奏Theremin過程1

這個(gè)故事其實(shí)就是特雷門琴(Theremin)誕生的過程,樂器的名字是以它的發(fā)明者里昂·特雷門(Leon Theremin)命名的。

在早期無線電通信電子設(shè)備,由于器件性能限制,電路工作不太穩(wěn)當(dāng),如果手在天線附近就容易引起電路震蕩頻率不穩(wěn)定,影響通訊質(zhì)量。這本來會(huì)令電子工程師煩惱的事情,卻被特雷門捕捉到了靈感。

當(dāng)他聽到被干擾的通訊設(shè)備發(fā)出離奇超凡的微弱聲響時(shí),優(yōu)美神秘的聲音就像一股電流穿過他的脊髓神經(jīng)。同時(shí)他注意到,他的一只手可以影響通訊設(shè)備發(fā)出的音高,另外一只手可以影響聲音的強(qiáng)弱。于是他決定將這種嶄新聲音放大,使其成為聲音洪亮的樂器。于是,特雷門琴便誕生了。

▲ 特雷門和他的樂器-特雷門琴

特雷門琴主要有兩個(gè)金屬天線組成。右手靠近垂直的天線,可以控制樂器的頻率;左右靠近水平的天線可以改變樂器的強(qiáng)弱。無需直接接觸樂器,便可以隨著手掌的舞動(dòng),演奏出美妙的音樂。

特雷門在1928年將他的設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專利,開始被稱為"以太風(fēng)琴”(etherphone),意為“使用以太制作的樂器”,可憑空演奏的樂器。自從特雷門琴被發(fā)明之日起,就吸引了一大批粉絲。革命導(dǎo)師列寧也是一名特雷門琴演奏者。他曾經(jīng)訂購了600臺(tái)特雷門琴,分發(fā)到蘇聯(lián)各地。還令特雷門前往美國(guó)巡演,宣布電子音樂時(shí)代的到來。的確,特雷門琴是電子樂器的始祖。

▲ 特雷門的相關(guān)照片和視頻資料

特雷門在美國(guó)旅行的時(shí)候,還專門成立了一個(gè)音樂室,培訓(xùn)一些特雷門琴演奏者,可以給聽眾帶去這新穎的樂音。正當(dāng)一切都在順利進(jìn)行的過程中,已經(jīng)名聲外在的特雷門被命令回到蘇聯(lián),他的妻子、朋友都留在了美國(guó)。這其中的緣由在他后來的生平傳記《特雷門:以太音樂和間諜活動(dòng)》中披露。

在特雷門琴眾多演奏家中,有一位俄羅斯音樂神童克拉拉·洛克莫爾(Clara Rockmore),她本來不喜歡電子搖滾音樂,而是對(duì)經(jīng)典樂器小提琴非常癡迷。據(jù)說在五歲的時(shí)候便可以進(jìn)行出色演奏音樂了。后來由于手部受傷,不得不放棄演奏小提琴。之后她便迷上了特雷門琴那無形的琴弦了。作為特雷門鐘愛的弟子,洛克莫爾很快就成為一名世界頂級(jí)特雷門琴的演奏家,跟隨特雷門巡演美國(guó)。她用那空中的手指對(duì)音樂精準(zhǔn)把握,無人能比,震撼了每一位聽眾。

▲ 洛克莫爾表演特雷門琴

開始的時(shí)候,特雷門琴被用來演奏古典音樂,甚至計(jì)劃使用它那空靈的樂音來取代整個(gè)交響樂隊(duì)。但是隨著二次世界大戰(zhàn)落下帷幕,這個(gè)設(shè)想逐漸被人遺忘,新的一波電子樂音隨著戰(zhàn)火的遠(yuǎn)去,重新席卷了整個(gè)世界。這期間,只有少數(shù)特雷門琴的愛好者在他們音樂創(chuàng)作中使用它,在1960至1970年期間,偶爾出現(xiàn)過特雷門琴的短暫的流行?,F(xiàn)如今特雷門琴又逐漸被一些知名樂隊(duì)所采納。

▲ 配合交響樂演奏的特雷門琴???

早期的特雷門琴電路大都采用LC組成的高頻振蕩模擬電路來感應(yīng)手指與天線之間的位置。然后在通過一些頻率變換電路以及調(diào)制解調(diào)電路生成音調(diào)和強(qiáng)弱可變的音頻信號(hào)。學(xué)習(xí)無線通信專業(yè)的同學(xué)們很容易理解這些電路的原理。

▲ 早期特雷門琴電路原理

現(xiàn)在一些電子愛好者重新設(shè)計(jì)了特雷門琴電路,有的甚至不再使用電磁感應(yīng),而使用光電器件,甚至攝像頭來檢測(cè)手指位置,然后再合成聲音。下面是一些典型的電路。

▲ 使用數(shù)字門電路制作的特雷門琴
▲ 單片數(shù)字信號(hào)的特雷門琴電路
▲ 使用光敏器件制作的特雷門琴電路
▲ 使用單個(gè)反相器制作的特雷門琴

現(xiàn)在的一些開源特雷門琴電子套件又加入了單片機(jī),這使得特雷門的調(diào)試過程大大簡(jiǎn)化了。作為樂器演奏時(shí)的可靠性增加了。

▲ 基于Arduino的特雷門琴開源套件

我記得在十幾年前,在北京美術(shù)館觀看過一次特殊的美術(shù)展覽,其中的作品大都包含有一些電子器件,凌亂的擺放在展品周圍,配合著展品發(fā)出奇奇怪怪的身影和燈光。當(dāng)時(shí)我非常不解,搞不清楚這些不合格的電子線路為何被稱為藝術(shù)品。

好吧,這也許是看待事物的角度不同。也許你瞧不起的一些東西,在別人眼里確實(shí)那么的神奇。結(jié)交一些具有藝術(shù)氣質(zhì)的朋友也許會(huì)令你在沮喪的時(shí)候重新獲得歡喜。在哪一天,你真的不愿做電子工程師的時(shí)候,也許你可以選擇做個(gè)藝術(shù)家。就像下面這群手里拿著自己制作的特雷門琴的男男女女,心里充滿著無限的喜悅。

▲ 成功變成藝術(shù)家的電子工程師




公眾號(hào)留言


老師,我的TC264的主板都做好都有幾天了,它現(xiàn)在等信標(biāo)燈等的著急。

回復(fù):據(jù)我所知,新版信標(biāo)被“農(nóng)夫山泉”給鎮(zhèn)住了。它正努力在前來的路上。見下面的錄像。



老師您好,我想知道車模返回車庫(進(jìn)入車庫)是:1.倒車入庫 2.可以直接拐進(jìn)去,不用倒車將車頭朝外?

回復(fù):上面兩種方式,按照規(guī)則來說,都是允許。規(guī)則只要求最終車模的車輪停在車庫里即可。



老師,那個(gè)比賽時(shí)間是按通過起跑線到重新沖過起跑線的時(shí)間呢還是從出車庫到完全?;剀噹焖隳?因?yàn)橐?guī)則上有兩種說法 1.比賽時(shí)間是從車模 駛出車庫和返回車庫之間的時(shí)間差計(jì)算。2.比賽時(shí)間從車模沖過起跑線到重新回到起跑線為止?

回復(fù):賽道上的計(jì)時(shí)線圈是安放在車庫門口,所以計(jì)時(shí)應(yīng)該是從車模出庫,到車模進(jìn)庫的時(shí)間差。



老師您好!不知道您有沒有關(guān)注今天知乎熱榜第一,希望您可以寫篇文章談一談您所看到的清華現(xiàn)狀(我只相信您所說的)。讓我們這些清華園墻外的同學(xué)有個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)--是我們學(xué)生態(tài)度出了問題,還是教育出了問題?大如何看待自動(dòng)化系2020年大一C艸大作業(yè)?

回復(fù):根據(jù)你的提醒,我看了知乎上的討論的熱點(diǎn),很長(zhǎng)很長(zhǎng)的一個(gè)討論。我并沒有看全所有的議論主題,感覺更多的是旁觀學(xué)生在當(dāng)前疫情中借著雷人的話題抒發(fā)一些宣泄。


作業(yè)是否合適,如何準(zhǔn)確定位,需要基于已經(jīng)交流了大半個(gè)學(xué)期的班里的同學(xué)、老師以及教學(xué)內(nèi)容(教學(xué)三大要素)來判斷,只是看到局部容易產(chǎn)生偏頗的看法。


其實(shí),在我的課堂中教學(xué)中,為了滿足自己技術(shù)教學(xué)的癖好,考慮課堂互動(dòng)過程,處心積慮設(shè)計(jì)一些環(huán)節(jié)挑戰(zhàn)學(xué)生的智慧。有時(shí)也在想,這么復(fù)雜的課程教學(xué),值得嗎?


這不禁讓我想起想起在2017年年初,英國(guó)約克-圣約翰大學(xué) Adrian Brochett博士來清華做創(chuàng)新教學(xué)法(Innovative Pedagogy)的講座。最后被問及他理想中的老師角色是什么?Adrian博士思考了一下,他說他心目中理想的老師,就像在爬山時(shí),路邊碰到的一個(gè)同路人,他不時(shí)地給你指出他看到的那些山中的美景。我很贊同他這種“師生”共鳴的狀態(tài)。


最后我想問你們,難道不覺得今年智能車賽題也蠻具有挑戰(zhàn)性的嗎?

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