електростатичен високоговорител

Електростатично високоговорител (електростатичен Колони ESL) - вид сирена, където звук е създадена от мембраната се поставя в електростатичното поле. Може да притежават отлични звукови качества: много ниско ниво изкривявания (около 0,05%)

През същия период на два патента Едуард Келог (Edward Washburn Kellogg, един от най-известните изобретателите на електродинамиката високоговорителя, посветени на дизайна на електростатични излъчватели (САЩ и Великобритания 1929-1934 години) са били докладвани. По-специално, той предложи идеята за сегментиране на електростатичен диафрагма говорител.

В годините 1955-1980 са патенти, който е описан по-емитери производствена технология осигурява високо ниво на изолация и защита на електрода от аварии. Така например, през 1955 г. и 1957 Питър Джеймс Уокър и Дейвид Теодор Нелсън Уилямсън регистрирани два патента (САЩ и Великобритания), където също е предложена технология за разделяне на секцията електрод за контролиране посока характеристики. Именно тези патенти са в основата на създаването на известната серия от електростатични високоговорители Quad широколентов компания.

През 1973 г. Уилям Райт предложи интересен патент, който предложи да се създаде електростатичен преобразувател в затворен корпус, запълнен с газ, което би довело до по-високо напрежение на изместване и по този начин да се увеличи чувствителността на предавателя. Канадската фирма Дейтън Райт през 80-те изпълняват и идея организиран газови електростатични системи широколентови освобождаване с XG1060 диапазон 38-18000 Hz (± 3 гб).

Въпреки, че въз основа на проекта на електростатични излъчватели са описани подробно в тези патенти, първите комерсиални модели се появяват само в края на 60-те години, тъй като значителни трудности при тяхното производство технология.

Принципът на работа на електростатични излъчватели

Мембраната взаимодейства с електростатично поле на статора, който е метален лист с отвори (или опъната жица). Статори може да бъде едно или две, и мембраната може да бъде нисък импеданс или висок импеданс.

В най-общ вариант висока устойчивост мембрана се поставя между две статори. Мембраната се подава високо напрежение по отношение на статора, статорите се доставя на сигнал голяма амплитуда (звуков сигнал на голямо напрежение). В резултат, между мембраната и статорите променлив електростатично поле придвижва мембраната. Полето действа равномерно върху цялата мембрана и мембраната има изключително ниско тегло, благодарение да се постигне висока производителност.

Съпротивление електростатичен високоговорител намалява линейно с честота. Така при ниски и средни честоти е равна на десетки ома, така високоговорители се използват с трансформатор.

Горна честотен диапазон електростатичен високоговорител ограничена от способността на усилвателя за работа на натоварване капацитивен и възпроизвеждане на ниските честоти - извън изместване на мембраната между две фиксирани електродите. Тъй като стойността на пропуските в текущия водещ е 1-1,5 мм, изместването на диафрагмата не може да бъде голяма и нивото на ниска честота радиация се определя главно от размерите на площта на електростатичен преобразувател (например, последният ESL модел 989 е с размери твърди Quad 1335h670h315 мм ). Въпреки това, твърде голяма площ на повърхността води до тесен големи sidelobes насоченост характеристика при високи честоти, следователно, обикновено широколентови електростатика конструирани като набор от отделни плочи за възпроизвеждане различни честотни диапазони.

Масови отвор електростатика значително по-малка от масата на подвижна система на динамичен високоговорителя, въздух маса в слой между диафрагмата и електродите в отворите електродните доста големи (маса на въздуха на единица площ от около пет пъти по-голяма от масата на самата мембрана на единица площ) и го забавя вибрациите диафрагма. Ето защо нивото на преходно нарушаване на електростатични емитери е значително по-малко в сравнение с конвенционалните високоговорители.

Един от най-сериозните проблеми в дизайна на електростатични високоговорители е повреда поради високите напрежения поради йонизация на слой въздух електрод и нарушена изолация.

Тъй като силата се дължи на електростатично взаимодействие е малък, трябва голямо отклонение напрежение (8-10 кВ), поради което има сериозни проблеми с производството на електроди. Електродите трябва да бъде много трудно (така че те не са на огъване вибрациите), но акустично прозрачна, че трябва да има достатъчен брой отвори на острите ръбове и че има максимален риск от повреда.

развитие технологии прилагане проводимо покритие върху повърхността на ръбовете на отвора е труден проблем. Електродите трябва да бъдат изключително гладка и еднородна повърхност за равномерно разпределение на заплащане. Често използвани метална плоча или перфорирана метална мрежа. Изолатори между мембраната и електродите трябва да осигуряват равномерно подравняване на мембраната по отношение на електродите (друго възникнат значителни изкривяване нелинейна) и да осигури изолиране на високо напрежение (до 10 кВ). Разбивката напрежения в такава представлява сериозна опасност.

По този начин, много фактори влияят на качествените параметри на звукови излъчватели: изборът на размери и материали за електродите, разстоянието между мембраната и електродите, еднородността на структура, изолация надеждността, технологията на прилагане проводими покрития, стойността на поляризиращо напрежение, и др. Все пак, въпреки технологичните проблеми, отне много години за своите решения в промишлен мащаб, има много фирми, които произвеждат и продължава да произвежда електростатични преобразуватели.

Предимства и недостатъци на електростатични високоговорители

Производителите са ръководени от безспорните предимства на електростатични високоговорители, преди електродинамиката в качеството на звука. Тази прозрачност и яснота, особено когато играят класическата музика, която може да се чуе през електростатични емитери не може да се получи с помощта на електродинамиката говорител. Това се дължи главно на факта, че светлината и тънка мембрана е с много по-ниска в сравнение с инерционна система подвижна говорител.

Както беше отбелязано по-рано, диафрагмата се движи електростатика по еднакъв електрическо поле, което води до липса на хармонично изкривяване (което са причинени от движението на бобината в пропастта на динамичен високоговорител, където той трябва да бъде изместена в неравномерно и асиметрична магнитно поле). И накрая, тънка мембрана е опъната и навлажнена слоеве на въздуха, така че за неприсъщи й изразени резонансни трептения типичните динамични диафрагми за високоговорители.

Въпреки това, заедно с безспорните предимства, електростатични говорители имат редица недостатъци. Тъй като преместването на мембраната е малък, има ниско проблем възпроизвеждане честота. Както вече споменахме, той изисква голяма площ, а това, от своя страна, изостря посока характеристика в средносрочен и високите честоти. В допълнение, тъй като диафрагмата излъчва и в двете посоки, това означава, че се разпространява и дипол, че е изключително критичен е инсталирането на електростатични излъчватели в стаята. И накрая, най-сериозните проблеми, свързани с координирането на тези излъчватели с усилвател, защото те представляват чисто капацитивен товар.

Електростатичен модел високоговорител

Водещ производител на най-добрите източници на емисии електростатични е била и остава британска компания Quad, който през 1936 г. основава Питър Уокър. Първоначално тя е разработване на акустика и усилватели за звук и производството на висока честота панделка датчиците за същия период, компанията е получила името QUAD (Качество звено Засилен вътрешен) стартира през 1949. През 1955 г. компанията започва да произвежда първия широколентов електростатичен говорител в света, който по-късно е обявен за ESL 57.

Много компании са се опитвали да копират тази структура, обаче, не е било възможно да се постигне такава яснота и прозрачност на звука. са разработени ESL за 57 специални усилватели :. Quad 303, след това 405 и т.н. емитер въпрос е продължило до 1985 г., са били продадени само 60 000 копия. репутация на този модел е толкова високо, че през 1978 г. компанията е носител на Кралската награда за постижения в областта на технологиите, които никога не са се случили преди в домашни аудио индустрията.

В момента на освобождаването на електростатични високоговорители и множество модели на говорители, свързани с тях 87 фирми, всички представени на пазара на повече от 250 модела. Трябва обаче да се отбележи, че по-голямата част от високоговорители са комбинирани (dinastaticheskie) модели, в които нискочестотна динамична връзка (често отделни бас единица - бас), и средата и висока честота на връзката - електростатично. Такива комбинирани системи имат по-голям динамичен обхват при ниски честоти, но преминаването от един вид емитер (електро) на другата (електростатични) създава много проблеми с хомогенността на тембъра. Например, компанията «Мартин Логан» високоговорителя «Ethos Преглед».

Сред производителите на електростатични излъчватели може да се отбележи такива известни компании като Telefunken, Isophon, Grundig (Германия), Sony (Япония), Кос, Infinity, ESS, Бевъридж, Мартин Логан (САЩ), BW (Великобритания). Всеки от тях е допринесъл за модернизацията на изграждането и усъвършенстването на технологията на електростатични излъчватели.

Как електростатични високоговорители: