Desenvolvendo um ciclo sobre os critérios para a escolha de palestrantes, decidi continuar a história com uma história sobre emissores. Cada tipo será dedicado a um material separado, neste post vou falar sobre alto-falantes eletrostáticos.
Os sistemas eletrostáticos se destacam devido à baixa prevalência, alto custo e características únicas. Aqueles que ouviram acústica eletrostática sabem que a precisão da transmissão de som nesses sistemas é significativamente maior que a da maioria dos outros tipos de alto-falantes.
Tendo surgido nos anos 20 do século passado, o design dos eletrostatos evoluiu e atualmente é considerado um dos mais eficazes para a transmissão precisa de som (especialmente nas frequências média e alta).
Um princípio simples - tecnologia sofisticada
O princípio físico no qual a operação dos eletrostatos se baseia é bastante simples. As vibrações da frequência sonora são criadas por uma membrana ultrafina condutora (de 15 a 3 mícrons) (geralmente com alta resistência), à qual é aplicada uma tensão de alta tensão (até vários kV).
A membrana, interagindo com o campo elétrico dos estatores (que recebe um sinal sonoro de alta tensão com uma polaridade diferente para cada estator), emite ondas sonoras. Na maioria dos casos, chapas perfuradas de metal (aço ou alumínio) ou arame são usadas como estatores, a membrana é feita de filmes sintéticos ultrafinos. O princípio nos permite reduzir a distorção para quantidades extremamente pequenas e obter uma resposta de freqüência quase perfeitamente plana.
Apesar da aparente simplicidade, a implementação tecnológica dos princípios da acústica eletrostática é difícil de criar raízes na produção em massa. Os fabricantes dessas acústicas (sem contar os fones de ouvido) podem ser contados literalmente nos dedos das duas mãos. As razões para o baixo interesse de grandes players no mercado de áudio por eletrostatos são muitas, as principais são as seguintes: uma membrana cara, altos requisitos de montagem, a necessidade de usar amplificadores com um transformador de saída ou o uso de um transformador no design de alto-falantes. Como conseqüência de tudo isso, o custo do orador se torna digno de descrição nas fábulas de Krylov.
Um grande problema para sistemas eletrostáticos foi a reprodução de baixa. Como para um som completo na faixa de baixa frequência e baixo médio, é necessária uma área de emissor enorme (vários metros quadrados). Para resolver esse problema sem aumentar a área da membrana, os eletrostatos são equipados com emissores eletrodinâmicos adicionais e, consequentemente, cruzamentos para separar as bandas.
Uma breve história dos eletrostatos do século XIX até o presente
A maioria das fontes concorda que o próprio princípio de operação dos emissores eletrostáticos tem quase a mesma idade da eletroacústica, como um campo do conhecimento físico, e apareceu no final do século XIX. Pela primeira vez, esse dispositivo foi demonstrado na Exposição Elétrica de Paris em 1881.
As tentativas de criar um alto-falante eletrostático começaram antes mesmo da Grande Guerra (Primeira Guerra Mundial). Desde a década de 1920, é conhecido o uso de eletrostatos comerciais de ciclo único (com 1 estator) para soar em locais de concertos, salas de reunião, locais ao ar livre para eventos públicos, além de tocar música em cinemas silenciosos caros. Esses alto-falantes foram usados com os primeiros amplificadores valvulados.
Os mais bem-sucedidos comercialmente (entre os anos 20 e 30) foram os primeiros alto-falantes eletrostáticos push-pull criados pelo engenheiro alemão Hans Vogt.
Esses alto-falantes foram utilizados nos cinemas para filmes sonoros até o final dos anos 30. O principal problema dos alto-falantes desse tipo na época era a baixa capacidade de sobrevivência, devido ao uso de papel de alumínio de baixa resistência (eles também experimentaram papel de ouro e vários outros condutores), que tendiam a queimar durante a avaria. O desenvolvimento de ferromagnetos (respectivamente, alto-falantes eletrodinâmicos) e a falta de materiais eficazes para a criação de membranas interromperam o desenvolvimento de eletrostatos até os anos 50.
O próximo marco no desenvolvimento de eletrostatos foi o aparecimento de lavsan, que era o material mais adequado para a membrana. Em 1953, Arthur Jansen recebeu uma patente para um novo tipo de emissor eletrostático, e já em 1957 apareceu o eletrostato de maior duração QUAD ESL57, cuja liberação durou até 1981. Os projetos originais foram oferecidos por Williamson e Reed.
A verdadeira inovação para a acústica eletrostática foi a criação de Gale Martin Sanders e Ron Logan Sutherland, que, "contornando" a acústica eletrostática do design original na garagem, atraíram a Luz de Deus e mostraram as pessoas honestas no Chicago CES em 1982.
O resultado foi impressionante: a invenção se tornou a vencedora da exposição e os parceiros de desenvolvimento até hoje ganham dinheiro com a produção em massa de eletrostatos. Aliás, Martin Logan é merecidamente considerado um dos melhores fabricantes desses falantes.
Vantagens
Uma das principais vantagens dos alto-falantes eletrostáticos é o nível extremamente baixo de distorção. O THD não excede 0,5%, o IMD não excede 1%, a distorção de fase está praticamente ausente. Outra vantagem impressionante é que a resposta de frequência desigual dos eletrostáticos modernos está dentro de ± 3 dB. Ampla faixa de frequência (média de 100 Hz a 40.000 kHz). Alto-falantes com uma grande área de membrana podem lidar com baixo e médio.
Com exceção da sensibilidade relativamente baixa e, às vezes, do limiar mais baixo da faixa de frequência em relação à reprodução de som, os alto-falantes eletrostáticos praticamente não têm desvantagens e são comparáveis, talvez, apenas com ionofones.
Ideal para eletrostatos modernos, os alto-falantes ativos combinados (ES + baixo dinâmico) do Martin Logan Renaissance ESL 15A têm as características.
- Potência mínima recomendada, W: 20
- Potência máxima, W: 700
- Sensibilidade: 92 dB
- Impedância: 4 ohms
- Faixa de resposta de frequência: 22-21000 Hz (± 3 dB)
- Frequência de crossover: 300 Hz
- THD: menos de 0,1%
- IMD: menos de 0,5%
Desvantagens
- Custo astronômico: a maioria dos eletrostatos custa muito dinheiro. É digno de nota que há um russo e vários fabricantes chineses com sistemas relativamente baratos (dentro de 60.000 rublos), mas suas características são comparáveis a eletrodinâmica e isodinâmica pelo mesmo dinheiro;
- Sensibilidade relativamente baixa: raramente sobe acima de 85-87 dB, nem todos os principais modelos de eletrostatos podem se orgulhar de indicadores mais altos. 92 - 95 dB pode ser considerado um teto quase inatingível;
- A natureza dipolar do som: limita a liberdade de posicionamento dos alto-falantes, não permite colocar o sistema ao longo da parede;
- Limitar os limites máximos de volume pelo espaço entre a membrana e os estatores;
- Exigindo a amplificação, é necessário o UMZCH com um transformador de saída ou um transformador interno fornecido pelo projeto CA;
- Diretividade relativamente estreita do som;
- A atração de poeira reduz a estética da aparência;
- Alto-falantes não combinados com alto-falantes de baixa frequência de alto-falantes eletrostáticos são caracterizados por uma falta no espectro de baixa frequência;
Eletrostatos DIY não são um mito, mas um fato
A simplicidade do princípio de operação dos alto-falantes eletrostáticos abre oportunidades para o desenvolvimento independente. Duvido que você possa coletar eletrostatos facilmente, alcançando o nível de amostras seriais, mas as pessoas cujos braços crescem fora do corpo geralmente não passam tempo procurando maneiras fáceis.
De uma forma ou de outra, a experiência de garagem de Gale Martin Sanders e Ron Logan Sutherland mostra a viabilidade de um plano tão ousado. Quem sabe, talvez em 10 anos o console troque os eletrostatos de um dos leitores dessas linhas.
O usuário do KRIdas fornece recomendações muito valiosas sobre como criar independentemente um alto-falante eletrostático em
uma conferência de xbit .
Alguns pontos importantes sobre os quais o KRIdas escreveu:
- É necessário usar um filme com uma espessura não superior a 30 mícrons (é melhor cair na faixa de 3 a 15 mícrons)
- Como grades perfuradas, podem ser utilizadas chapas de aço ou alumínio com um diâmetro de furo de 3 mm e um passo de 4 mm.
- os espaços entre a membrana e os estatores devem ser de cerca de 3 mm
Bastante jeans
Nosso catálogo contém vários alto-falantes eletrostáticos. Nossos especialistas tentaram escolher o melhor do que existe no mercado desses dispositivos inflexíveis. A qualidade satisfará até os audiófilos mais exigentes. Eu aviso - os preços não apenas mordem, mas se esforçam para roer uma mão junto com um cartão de crédito.