テルミンをつくっているのですがうまく動きません。

質問

http://www.ceres.dti.ne.jp/~theremin/
このサイトの製作資料にあるVer4の回路図を参考にして作り、配線は終わっています。

また一部の部品が見つからなかったので、以下のように代替しています。
3端子レギュレータS31850　→　TA4805S
抵抗1KΩ　→　1.1KΩ
コンデンサ5600pF　→　4700pF
バリキャップ1SV161　→　1SV230
トランジスタ2SC2412K　→　2SC1815

これで配線を終え、単3×4の6Vの電源を使ってスピーカにつないでも、音が鳴りません。
どこかが間違っているとは思うのですが、いかんせん知識がないためどこがおかしいのか見当もつかないので、誰か助言をいただけたらと思います。
今週中に仕上げないとまずいので、出来るだけ早く回答してもらえたら助かります。

回答No.4

inara1 · ベストアンサー

入力電圧が6V～12Vのとき、TA4805Sの出力電圧は4.775V～5.225Vなので、4.45Vというのは規格外ですね。でも、入力電圧が6Vと9Vで同じ出力電圧なのでいちおう動作していると思います。

1SV230の容量可変幅は、0～5Vの電圧を加えたとき 8.5pF～15pF程度です（データシート　http://pdf1.alldatasheet.jp/datasheet-pdf/view/29868/TOSHIBA/1SV230.html　２ページ左上の CV-VR特性）。オリジナル回路で使われてる1SV161のの容量可変幅は、0～5Vの電圧を加えたとき 15pF～40pF程度です（データシート　http://pdf1.alldatasheet.jp/datasheet-pdf/view/167316/TOSHIBA/1SV161.html　右下の CV-VR特性）。アンテナなしのほうの発振回路で、Q1とQ2に2SC1815を使った場合の発振波形を回路シミュレータで見てみると、発振周波数は以下のようになりました。
　　　可変容量ダイオードD1の容量が8.5pFのとき、1548kHz（1539kHz）
　　　可変容量ダイオードD1の容量が15pFのとき、1520kHz（1511kHz)
　　　可変容量ダイオードD1の容量が40pFのとき、1417kHz(1409kHz)
（ ）はC3を4700pFにしたときの発振周波数ですが、10kHz程度ずれるだけなので、C8も同じ容量なら問題ないです。電源電圧が4V～5Vの範囲では発振周波数はほとんど変わりません。R4とR10を1.1kΩに変えても問題ありません。発振周波数を確認するには、Q2とQ4のエミッタ-GND間をオシロスコープで見てださい（振幅は4.5Vくらいありますが、あまりきれいな波形ではないです）。

D1に1SV230を使った場合でも周波数可変幅は28kHzあるので大丈夫だと思いますが、問題はアンテナがついているほうの回路の発振周波数がどうなっているかです。アンテナがついているほうの発振回路の部品は、アンテナがついていないほうと同じですが、アンテナが長すぎると発振周波数の差が大きくなって、互いの周波数の差が可聴域から大きく外れる可能性があります。

まず初めに、アンテナ付の発振回路をアンテナなしで動作させてみて、２つの可変抵抗（VR1とVR2）を動かしたときに、発振周波数の差が数kHz変わることを確かめたほうがいいと思います（インダクタやコンデンサの値のばらつきで発振周波数は異なるはずですので）。それを確かめた後、アンテナ付の発振回路のほうに短いアンテナをつけてみて、手を近づけたときに発振周波数の差がどのように変わるかを見たほうが良いと思います（手を近づけても周波数差が100Hz以上変わらないときはアンテナをさらに長くしていく）。この回路は10pF程度の容量変化を使っているので、回路全体を金属ケースなどに入れてちゃんとシールドしないと、回路に手を近づけただけで発振周波数の差が可聴域から外れるようなことが起こるかもしれません。

回答No.5

inara1

＞オシロスコープを借りて調べてみたのですが、どうやら発振していないみたいです。C945に交換してみたのですが、それでもダメでした。
手持ちの回路シミュレータ（CircuitMaker）で見てみましたが2SC1815でもちゃんと発振します。テルミンとしても動作しています。

電源電圧が 4.45V のとき、発振回路のトランジスタの端子電圧（電源のGND（0V）を基準とした電圧）は、回路シミュレータでは以下のようになっています。デジタルテスターのDC電圧モードで測定してみてください。

Q1、Q3のベース電圧 = 2.046V
Q1、Q3のコレクタ電圧 = 4.45V
Q1、Q3のエミッタ電圧 = 1.633V

Q2、Q4のベース電圧 = 1.633V
Q2、Q4のコレクタ電圧 = 4.45V
Q2、Q4のエミッタ電圧 = 1.305V

この電圧がかけ離れていなければ発振するはずです。発振の確認はトランジスタ（Q１～Q4）のエミッタのところで見てください（オシロのプローブのGNDは回路GNDに接続）。

お礼

回答ありがとうございます。

一人目の回答に「配線の配置も関係するかも」というような旨のものがあったので、参考サイトのピッチ基盤を参考に配線しなおしたところ、一応音が出るというところまで行きました。
でもやはりチューニングなどが微妙だったので、今までの回答を参考に調整してみようと思います。
何度も回答していただけてありがとうございました。

回答No.3

inara1

TA4805Sの出力に5Vが出ていることを最初に確認してください。TA4805Sのリード線配置は、向かって左から入力(6V）－GND－出力（5V）です（http://akizukidenshi.com/download/ta4805s.pdf）。

補足

回答ありがとうございます。
調べてみたところ、4.45V出ていたので、5V出てると考えても大丈夫かと思います。
念のため、ちょっと5Vに足りないので入力が足りないのかと思って9Vの電池を使って調べてみましたが、相変わらず4.45V出ていました。

回答No.2

inara1

回路が複雑なのでご質問文だけでは原因を特定できませんが、そもそもこの回路（http://www.ceres.dti.ne.jp/~theremin/pdf/circuit.pdf）は、トランジスタQ7の電流駆動能力が小さいのでスピーカを駆動できません（イヤホンやヘッドホンなら聞こえるかもしれません）。Phone Jackの出力をパワーアンプに入力すればスピーカを鳴らすことができるでしょう。パワーアンプはIC1個でできます。ここ（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00022/）のデータシート（http://akizukidenshi.com/download/njm386bd.pdf）の３ページにある推奨回路を組めばスピーカを鳴らせます。

オシロスコープがあると原因がはっきりすると思いますが、この回路は、Q1で発振させた周波数 f1 と、Q3でで発振させた周波数 f2 （アンテナに手を近づけると周波数が変わる）をQ5のエミッタに加えることで、周波数の差 | f1 - f2 |がQ5のコレクタに出てくるものです。この周波数の差が可聴域（50Hz-10kHz）に来ないと耳で聞いても音は聞こえません。オシロスコープがあれば、まず、VR1とVR2を中間位置にした状態で、Q2のエミッタの波形とQ4のエミッタの波形を観察して、100mVpp-1Vppくらいの振幅でちゃんと発振していることを確認し、その周波数が数kHz以内の差でほぼ等しくなるように、C2とC7を調節するのが良いと思います。それが終わったらQ5のコレクタに周波数の差が出ていることを確認します。Q6はバッファですから、Q5のコレクタのAC成分とQ6のエミッタのAC成分の波形は同じはずです。この後VR3で音の大きさを調整していますが、VRの位置によってQ7のエミッタに出てくる信号のAC成分が変われば（1Vppくらいの振幅）ちゃんと動作していることになります。

補足

回答ありがとうございます。
オシロスコープを借りて調べてみたのですが、どうやら発振していないみたいです。
参考サイトのReadMeに「ft100MHz以上」とあったので(C1815は80MHzでした)条件にあうC945に交換してみたのですが、それでもダメでした。
今は発振回路の配線チェックをしていますが、これと言って間違いは見つかりません・・・

回答No.1

来生 自然（@k_jinen）

学研の「大人の科学・テルミン」
http://otonanokagaku.net/magazine/vol17/index.html
を作って遊びましたが、この程度のおもちゃ？でも、人体との相互作用を含めての発振現象なので、調整ボリュームを含めて、「ほんとうに微妙な」調整が必要でした。
http://otonanokagaku.net/magazine/vol17/tuning/tuning.html
どのように作られているのかは不明ですが、配線の配置や長さ、人体との位置関係なども、微妙に影響するのかもしれません。

お礼

回答ありがとうございます。
もしそのせいで動かないのであれば、キットを頼ってみるのも手ですね。それでも調整が大変みたいですがorz