Тоновое колесо или тоновое колесо — это простой электромеханический аппарат, используемый для генерации электрических музыкальных нот в электромеханических органных инструментах, таких как орган Хаммонда , и в телефонии для генерации звуковых сигналов, таких как звонок . Он был разработан Таддеусом Кэхиллом для телармониума около 1896 года и запатентован в 1897 году. [1] Он был заново изобретен около 1910 года Рудольфом Гольдшмидтом для использования в радиоприемниках до появления электронных ламп в качестве генератора частоты биений (BFO), чтобы сделать слышимыми сигналы непрерывной радиотелеграфии ( код Морзе ).
Сборка тонового колеса состоит из синхронного двигателя переменного тока и соответствующей коробки передач , которая приводит в движение ряд вращающихся дисков. Каждый диск имеет определенное количество гладких выступов на ободе; они генерируют определенную частоту, когда диск вращается близко к сборке звукоснимателя , которая состоит из магнита и электромагнитной катушки . [a]
Когда каждый выступ в колесе приближается к датчику, он временно концентрирует магнитное поле вблизи себя и, таким образом, усиливает магнитное поле, которое проходит через катушку, индуцируя ток в катушке посредством процесса электромагнитной индукции . Когда выступ проходит мимо, этот концентрирующий эффект снова уменьшается, магнитное поле немного ослабевает, и в катушке индуцируется противоположный ток. Таким образом, частота тока в катушке зависит от скорости вращения диска и количества выступов.
Обычно катушка подключается к усилителю через сеть переключателей, контактов, резисторных батарей и трансформаторов, которые могут использоваться для смешивания флуктуирующего 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 создания сложных звуков. Тоновые колеса были впервые разработаны и использовались в непрактичном Телгармониуме около 1896 года [2] , а затем в оригинальных органах Хаммонда .
Утечка тонового колеса происходит в органе Хаммонда и в подобных ситуациях, когда большое количество тоновых колес заставляет звукосниматели слышать другие тоновые колеса, кроме своих собственных. Это заставляет орган добавлять хроматику к проигрываемым нотам. В некоторых видах музыки это нежелательно, но в других это стало важной частью звука Хаммонда. В некоторых цифровых симуляциях органов Хаммонда утечка тонового колеса является параметром, устанавливаемым пользователем.
Тоновое колесо было независимо изобретено в 1910 году Рудольфом Гольдшмидтом как генератор частоты биений в ранних радиоприемниках, чтобы сделать слышимыми сигналы непрерывной радиотелеграфии ( азбуки Морзе ), до появления электронных ламп .