Введение
Электромеханический аппарат для генерации электрических музыкальных нот
Тонный диск (или тон-колесо) – это простой электромеханический аппарат, используемый для генерации электрических музыкальных нот в электромеханических органах, таких как орган Хаммонда, и в телефонии для генерации слышимых сигналов, например, сигнала вызова. Он был разработан Таддеусом Кахилом для телармониума около 1896 года и запатентован в 1897 году. Он был повторно изобретен Рудольфом Голдшмидтом примерно в 1910 году для использования в радиоприемниках с лампами накаливания в качестве гетеродинного осциллятора (BFO) для преобразования сигналов непрерывной радиотелеграфии (кода Морзе) в слышимые.
Описание
Сборка тоновых колёс состоит из синхронного двигателя переменного тока и соответствующей коробки передач, которая приводит в движение серию вращающихся дисков. Каждый диск имеет заданное количество гладких выступов на ободе; они генерируют определённую частоту, когда диск вращается вблизи считывающего устройства, состоящего из магнита и электромагнитной катушки. По мере приближения каждого выступа к считывающему устройству, он временно концентрирует магнитное поле вблизи него, тем самым усиливая магнитное поле, проходящее через катушку, и индуцируя в катушке ток посредством электромагнитной индукции. Когда выступ проходит мимо, этот эффект концентрации уменьшается, магнитное поле слегка ослабевает, и в катушке индуцируется ток противоположного направления. Таким образом, частота тока в катушке зависит от скорости вращения диска и количества выступов. Обычно катушка соединяется с усилителем через сеть переключателей, контактов, резисторных блоков и трансформаторов, которые можно использовать для смешивания колеблющегося тока, представляющего ноту из одной катушки, с аналогичными токами из других катушек, представляющих другие ноты. Таким образом, одна основная частота может быть объединена с одной или несколькими гармониками для получения сложных звуков. Тоновые колёса были впервые разработаны и использованы в непрактичном Telharmonium примерно в 1896 году, а позже – в оригинальных органах Hammond. Утечка сигнала между тоновыми колёсами происходит в органах Hammond и в аналогичных ситуациях, когда большое количество тоновых колёс приводит к тому, что считывающие устройства улавливают сигналы от колёс, отличных от предназначенных для них. Это заставляет орган добавлять хроматизмы к играемым нотам. В некоторых видах музыки это нежелательно, но в других стало важной частью звучания Hammond. В некоторых цифровых эмуляциях органов Hammond утечка сигнала между тоновыми колёсами является настраиваемым параметром.
Раннее использование
Тоновый круг был независимо изобретен Рудольфом Голдшмидтом в 1910 году как генератор разностных частот в ранних радиоприемниках для того, чтобы сделать слышимыми сигналы непрерывной радиотелеграфии (кода Морзе), до появления электронных ламп.