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Le signal audio est généré par un oscillateur hétérodyne à tubes électroniques. Deux signaux de fréquences élevées (l’un fixe à 170 kHz, l’autre variable entre 168 et 170 kHz) se combinent pour former un battement et fournir un signal audible, entre 20 et 20000 Hz1. L’effet de capacitance apporté par le corps de l’instrumentiste, à proximité des antennes, affecte la fréquence produite, tout comme une personne se déplaçant dans une pièce peut altérer la qualité d’une réception de radio ou de télévision. Cette caractéristique est mise à profit dans le thérémine, et la combinaison des deux mains, l’une contrôlant le volume et l’autre la hauteur de la note, permet d’obtenir des effets sonores insolites. Le thérémine, disposant d’un seul oscillateur, est un instrument monophonique. Son timbre, que l’on ne peut modifier, s’apparente de loin à celui de la voix humaine ou à celui de la scie musicale.

Le thérémine, theremine, theremin ou thereminvox est un des plus anciens instruments de musique électronique, inventé en 1919 par le russe Lev Sergeïevitch Termen (connu sous le nom de Léon Theremin). Composé d’un boîtier électronique équipé de deux antennes, le thérémine a la particularité de produire de la musique sans aucun contact physique de l’instrumentiste. Dans sa version la plus répandue, on contrôle la hauteur de la note de la main droite, en faisant varier sa distance par rapport à l’antenne verticale. L’antenne horizontale, en forme de boucle, est utilisée pour faire varier le volume selon sa distance par rapport à la main gauche.