Hoje, o tipo mais comum de emissores de som nos alto-falantes é um alto-falante dinâmico. Drivers isodinâmicos e ainda menos frequentemente eletrostáticos são usados com menos frequência. Muitas pessoas estão convencidas de que os alto-falantes, como um tipo de alto-falante, esgotaram o recurso de desenvolvimento, e a evolução dos sistemas acústicos deve ser diferente.
Sabe-se que o princípio eletromecânico da reprodução sonora está longe de ser perfeito, devido ao aparecimento de conotações espúrias, ressonâncias e distorções. Ao mesmo tempo, estudos psicoacústicos de cientistas como Fletcher, Lincdyer, Aldoshin demonstram que a audição humana média é suscetível a alterações aparentemente insignificantes no volume (0,2 - 0,3 dB), cor tonal, é capaz de determinar pequenos atrasos entre os sinais (12). -15 μs). Por esse motivo, vários entusiastas acreditam que o futuro dos emissores de som, pelo menos, drivers de RF para ionofones.
Atualmente, um emissor de plasma (ionofone) permanece exótico para alguns audiófilos, além de radioamadores que estão experimentando a criação desse tipo de twitter. Neste artigo, apresentarei (aqueles que não estão familiarizados) com o princípio de operação de tais emissores, preste atenção à história dos “arcos cantantes”, descreva as vantagens e desvantagens, fale sobre o desenvolvimento independente e serial de ionofones e também compartilhe meus pensamentos sobre as perspectivas de aplicação em massa de tais emissores. em equipamento de áudio.
Princípio de ação: quando a membrana se torna redundante
O princípio do ionofone é o seguinte - a fonte de ondas sonoras é o espaço entre os eletrodos, no qual um arco elétrico ocorre quando uma corrente alternada de alta tensão (cerca de 10 kV - 15 kV) é aplicada, com uma frequência de cerca de 20 a 30 MHz. Durante a reprodução, a corrente de descarga é modulada por um sinal de áudio, devido ao qual há uma alteração no volume de ar ionizado entre os eletrodos - ondas sonoras são formadas.
Parece que isso
De fato, o ionofone soa como um raio, mas, diferentemente do último, esse processo pode ser controlado.
Existem dois tipos de ionofones que diferem na localização da ocorrência de descargas. O primeiro pressupõe a aparência de uma descarga de coroa perto de um elétron. No segundo, um arco formando uma onda sonora surge entre dois eletrodos. O tipo corona é comum na produção industrial de ionofones, o tipo arco é frequentemente usado em experimentos por entusiastas e na fabricação artesanal. Para aumentar a eficiência da radiação sonora, geralmente é usado o design acústico da buzina dos emissores.
Uma característica importante dos ionofones é que eles são usados, na maioria das vezes, para reproduzir o espectro de alta frequência. Ao tocar frequências médias e baixas, é necessário aumentar o espaço entre os eletrodos, portanto, para aumentar ainda mais a tensão.
Inovação esquecida do século XIX
Em 1900, o físico e inventor britânico William Duddel (Duddel) foi o primeiro a demonstrar a extração controlada de sons de um arco elétrico. Duddell usou um teclado de piano para controlar a fonte de alimentação. A invenção recebeu o nome alto "Singing Arc" e agora é reconhecida como um dos primeiros protótipos do sintetizador. O gadget impressionou o físico contemporâneo, mas não recebeu desenvolvimento.
Um emissor de som especializado baseado nesse princípio foi proposto por Siegfried Klein em 1946. Ele limitou o arco colocando-o em um pequeno tubo de quartzo conectado ao alto-falante. Uma descarga de coroa no emissor Klein é criada entre o ânodo (localizado no tubo de quartzo) e o cátodo (cilindro de metal) no qual o tubo do ânodo foi colocado.
Quando uma tensão de 10 kV (com uma frequência de 100 kHz) modulada por um sinal de áudio foi aplicada aos eletrodos, uma nuvem de ar ionizado surgiu ao redor do ânodo, que, quando compactada e expandida (como resultado da modulação), formou uma onda sonora. A temperatura que surgiu na região de descarga da coroa atingiu 1700 ° C - isto reduziu significativamente a capacidade de sobrevivência dos eletrodos. Para aumentar a praticidade dos emissores, Klein tentou usar platina e outros metais. Mais tarde, surgiu uma liga especial de cromo, alumínio e ferro, graças à qual foi resolvido o problema da estabilidade térmica dos eletrodos.Não menos um problema do ionofone de Siegfried Klein foi o apito característico que acompanhava o aparecimento de uma descarga de coroa. O som indesejado foi eliminado por um aumento múltiplo na frequência do gerador (até 20 MHz).
Durante a segunda metade do século passado, empresas como Plessely, Telefunken, Magnat, Audax, Fane Acoustics tentaram produzir ionofones em massa. Os desenvolvimentos mais bem-sucedidos na criação de ionofones são considerados tweeters seriais da Lansche Audio, Acapella e de nossos compatriotas Viger-Audio. Em particular, a Lansche Audio patenteou o emissor de corona que eles usam, que é vendido sob o nome comercial CORONA.
Vantagens e desvantagens da alta ideal
O princípio do ionofone é acusticamente atraente devido à ausência de partes móveis e de uma membrana. Isso permite que você se livre de distorções transitórias, problemas com ressonâncias e outros problemas característicos dos emissores eletromecânicos. Teoricamente, os ionofones não devem distorcer o som, e a resposta de frequência desses emissores é absolutamente uniforme. Os testes de ionofones demonstram um nível extremamente baixo de distorção, inatingível para outros tipos de emissores, e também são capazes de reproduzir altas frequências muito além dos limites da audição humana (até 150 kHz).
Com todas as suas vantagens, os ionofones ainda não se espalharam. O motivo está em várias desvantagens de dispositivos desse tipo. O principal problema é a segurança do motorista, como Para criar um arco, é necessária uma corrente de alta tensão. O fator térmico também é importante, a temperatura do ar ionizado pode chegar a 2000 oC, o que, no caso de certos tipos de defeitos e violações das condições operacionais, pode causar um incêndio.
A ionização do ar durante a operação do emissor com a formação de ozônio é repleta de dor de cabeça, irritação das mucosas dos olhos e trato respiratório superior. Nesse caso, contrariamente à crença popular, o ozônio não é o principal problema, pois o O3 é instável a altas temperaturas e se decompõe em O2 e oxigênio atômico. Em dispositivos seriais para absorção e decomposição do ozônio, são utilizados catalisadores cerâmicos especiais.
Uma desvantagem muito significativa é o alto custo do motorista, cuja produção, além de uma séria base tecnológica, são necessárias ligas e materiais bastante caros.
Entusiastas de domadores de plasma
Inúmeros entusiastas de rádio amador e de bricolage criaram ativamente seus próprios ionofones dos anos 50 do século XX até hoje. Esses desenvolvedores ousados desprezam os perigos associados à toxicidade do ozônio, choque de alta voltagem e outras dificuldades não-viáveis na ionofonia. Por exemplo, os designers soviéticos E. Plotkin, B. Karateev e V. Prutz criaram alto-falantes com ionofones como emissores de alta frequência, que receberam o primeiro prêmio na 16ª Exposição All-Union de Radioamadores.
O You Tube é inundado por vídeos nos quais os experimentadores compartilham seus sucessos.
O dispositivo DIY que mais me impressionou nos vídeos no ionofone foi criado por um usuário com o apelido jmartis2.A rede possui muitos esquemas e descrições de ionofones de bricolage, cujos geradores são baseados em microcircuitos, transistores de silício e tubos de rádio. Alguns presuntos apresentam manuais detalhados com esboços do layout das placas de circuito impresso, características da fiação, etc. Muitos presuntos criam ionofones baseados no chip NE555.
Estou anexando um circuito de ionofone estéreo original criado com base neste microcircuito.
Para criar esse dispositivo, você precisará de:
1. Parte do retificador (ponte de diodo + capacitor eletrolítico de 3300uF 16V como um filtro para suavizar a ondulação)
2. Peça do gerador (dois microcircuitos NE555 + cintas para microcircuitos)
3. Um repetidor push-pull na saída dos microcircuitos para reduzir a carga neles.
4. A parte de comutação na forma de dois transistores de efeito de campo IRL3705n, um por canal.
5. Parte do indicador (LED + resistor limitador de corrente)
6. Transformador de corrente 220V ==> 14V 1.5A
7. Transformadores de alta tensão
Mais detalhes: cxem.net/tesla/tesla38.phpDe acordo com minhas observações, o principal problema dos projetos de rádio amador é a capacidade de sobrevivência dos eletrodos e o "apito" do arco, o que não permite o uso de muitos desses desenvolvimentos para reprodução de som de alta qualidade e longo prazo.
O futuro do som do arco
De tudo o que se sabe sobre os ionofones, pode-se tirar uma conclusão bastante triste. O twitter ideal estará disponível por um longo tempo apenas para um círculo limitado de audiófilos não pobres, bem como para entusiastas de rádio amador que o criarão por si mesmos.
A produção em série em massa desses emissores começará apenas quando os engenheiros encontrarem uma maneira de reduzir seus custos. Além disso, alguns fabricantes não investem em ionofones devido à relutância pragmática em criar uma nova base de produção. A dinâmica da satisfação do consumidor não requer investimentos significativos no desenvolvimento da produção. Não me atrevo a julgar sem ambiguidade, mas acredito que a produção em massa de ionofones começará em algumas décadas, se for o caso.
Ao criar uma publicação, foram utilizadas informações e materiais gráficos dos seguintes recursos:
www.arstel.com
steampunker.ru/profile/kotofeich
ldsound.ru
www.salonav.com
stereo-video.kiev.ua
viger-audio.ru
maxpark.com
cxem.net