Theremin“天线”如何工作？

我一直认为天线的形状很重要。垂直单极用于音调，水平环用于音量，以为这样可以最大程度地减少彼此之间的干扰。但似乎它们实际上在200-500 kHz的范围内工作更多。在这些频率下，好的天线将长数百米，并且每个天线使用不同的频率足以防止干扰。

另一方面，穆格Etherwave原理图具有一束与天线串联的线圈，这可能会延长电气长度？

我读过的大多数描述都解释说，是由于人的接地电容会使振荡器失谐，所以任何形状的金属都可以，因为它只是充当电容器的极板。

本页描述的内容有所不同，但我不了解：

超出4英寸（10厘米）RF外差时，“辐射电阻”的变化会引起间距变化。这是从俯仰天线辐射的总RF电磁功率除以流入俯仰天线的净电流​​的平方。音调场是双重电/磁平衡，而不仅仅是通常所称的电容场。

一些更多的解释在这里

它是否正确？电容说明有什么问题？

更多：

http://www.thereminworld.com/silicon_chip_theremin_modifications.html

线性化音高灵敏度-我发现高八度音阶被压缩得很厉害，而我想演奏的最高音符离天线太近，以至于无法获得精确的颤音。使响应线性化的一种方法是将电感器与天线串联。

http://www.dogstar.dantimax.dk/theremin/thersens.htm

LC调谐电路的性质部分抵消了这种影响，该电路的频率取决于电容的反平方根。我认为，这是主要原因，为什么基于单极（仅一个无功分量，即电容）的振荡器永远不会被占用。我以及可能还有许多其他人已经尝试了RC振荡器，以摆脱那些讨厌的线圈。即使是普通的NE555定时器也可以用于此目的。然而，在这样的电路中，振荡频率与电容成反比，而不是电容的平方根，并且“平方律”效应相应地差很多。从另一角度来看，RC电路的灵敏度（dF / dC）与1 / C2成正比，而在LC电路中则与1 / C1.5成正比。

Theremins使用外差混频器的事实与RF 无关。“天线”不是经典的射频意义上的天线。电容的解释是正确的。

电容器和Theremin'天线'

最简单的电容器类型是平行板电容器。这意味着电容器由两个金属板组成，这些金属板被某种称为电介质的材料隔开。这样的电容器的电容的计算公式是C =εA/ d，其中ε是介电常数的电介质的（ε≈8.8541878176..×10 ^ -12 F下空气/米）。

当您操作Theremin时，您的手是一只板（您的手已有效接地），另一只是天线，而两者之间的空气是电介质。当您移动手时，您会改变接地与天线之间的电容。两只手都会影响两个天线，因为它们就像两个平行的板一样工作，从而增加了总面积。

两根天线成直角，因为这可以减少左手对右天线的影响，反之亦然。例如，当您在音量天线上方上下移动手时，它与音高天线之间保持相对恒定的距离，因此，它对整体电容的贡献是恒定的（并且很小）。

操作理论

注/更新：有关振荡器的更详细说明，请参考FredM的答案。

两个天线电容器都是两个不同的复杂有源 LC振荡器的一部分。“ L”是指在磁场中存储能量的电感器。“ C”是指在电场中存储能量的电容器。在LC振荡器中，能量不断地在两者之间来回流动，从电势变为磁势。

音调振荡器的频率超出音频频率，因此无法直接使用。Theremin具有以固定频率运行的第三振荡器。音调振荡器和固定振荡器的输出被馈入外差混频器，得到的输出包括两个输入的和频和差频。总和频率甚至高于原始信号，因此它是无用的并被滤除。产生的信号是音频范围内的单个频率（加上谐波）。

音量振荡器的频率用于控制音频信号被放大多少。当您移动手时，频率会发生变化，因此放大器的增益也会发生变化，因此输出音量也会发生变化。

由于存在两种共同的拓扑结构，因此存在一些混淆，但是，在两种情况下，距离感应机制都是纯电容性的（电气/静电，在任何程度上都不是电磁的）

这两种主要拓扑是（a）一个LC谐振器，其L串联到天线，形成串联谐振电路。天线L比槽L大得多，而槽C比天线C大得多。通过LC谐振，天线C的变化被“转换”，从而引起这些变化（由于各自的调谐）天线和储能器的工作频率）转换成在储能器电感器上看到的“虚拟”可变电感-因此，在天线谐振器响应电容变化的同时，储能器（振荡器）的频率由可变电感控制-两者相互影响其他以改善音乐线性度的复杂方式。

（b）另一种常见的（劣等）拓扑是，储能电容器与天线电容直接并联，并且振荡器频率是简单的LC函数，并且非常非线性。

拓扑（a）的示例是Lev Termen设计的所有Theremins，Bob Moog设计的所有Theremins。类型（b）的例子包括Jaycar /硅芯片以及大多数在WWW上发现的简单垃圾。

还有其他不太常见的拓扑...

顺便说一句，本页顶部的“示意图”是最糟糕的“ b”型拓扑

虽然我认为第一种解释是“简单的”解释，但我认为第二种解释很有意义。正如@Kortuk在他的评论中所述，您正在天线的“近场”区域中工作。如果您将计算基于标准远场天线辐射方向图，则该区域的行为可能与预期不符。

在近场中，您有一个反应性近场和一个电阻性近场。无功近场是E和H场不断建立和坍塌的地方，能量没有离开天线，只是在两种不同的场类型之间交替出现。通过将手靠近天线，您可以有效地窃取这些领域中的某些功率。

我认为一个很好的比较是一对互感互感的电感。第二个电感器的互感使测得的电感在第一个电感器上发生变化。天线也发生了同样的情况。通过将手靠近天线，您将从该区域交变的E和H场中吸收了一些功率，从而改变了LC谐振回路所看到的电感/电容，并失谐了。振荡器。