ハイエンドサウンド:静電サウンドエミッター

こんにちは。 この記事は、サイトの主要なトピックとは一致していませんが、多くの人にとって興味深いものになると思いますし、誰かが自分の手で静電気を作ることを奨励するかもしれません。

私は高品質のサウンド再生のトピックに興味があり、ある程度の知識を得ることができ、あまり知られていないが非常に面白くてシンプルなテクノロジー-実際にはオーディオ技術、特にそれらはコメントで何度か言及されたが、誰も詳細には触れなかった。



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マーティンローガンCLX



静電スピーカーとは何ですか? これは、静電相互作用の原理に基づいた、型破りなサウンドエミッターの最も一般的なタイプの1つです。 その利点は、デザインが非常にシンプルであり、ダイナミックスピーカーでは実現できない音質であることです。 すべてのタイプのサウンドエミッターの歪みを最小限に抑えるのは静電気です。





静電スピーカーの歴史



静電気は1880年代にドイツで発明されましたが、正確な日付は不明です。 それ以来、純粋に機械的な蓄音機が使用されたため、最初の静電気は超音波を取得する実験で使用されました。 1915年になって初めて、純粋に機械的なサウンドではなく、電気機械的なサウンドの再生が始まりました。 その後、音の再生に静電気を使用する実験が始まりました。 1922年に真空管アンプが誕生し、映画館の音響用に最初の商用静電音響システムが作成されました。 当時、十分に強力な磁性材料はまだ開発されておらず、スピーカーの効率は静電気の効率よりも低かった。 すぐに、静電気は、当時はかなりの量で生成され始めました。 彼らのデザインは現代のものとはまだ異なっていました。ほとんどの場合、それらの静力学はシングルサイクルであり、理想からはほど遠い音を与えました。 1927年、ハンスヴォクトはプッシュプル静電音響エミッターを作成しましたが、これは今日までほとんど変わっていません。 しかし、すでに1930年に最初の十分に強力な強磁性体が作成され、ダイナミックサウンドエミッターが他のすべての技術をすぐに置き換えました。



最初の静電気の問題は、膜に適した材料が不足していたことで、通常はアルミ箔が使用されていました。 それには十分な強度と柔軟性がなく、さらに、名前の抵抗が低かったため、故障中にフィルムが燃え尽きるという事実につながりました。 最初の耐久性ポリマーフィルムは1950年代に登場し、すでに1953年にアーサージャンセンは最初の実用的な静電スピーカーの特許を取得しました。 ステレオの時代の始まりと同時に、静力学の復活が始まりました。 しかし、静音学は広く普及することはなく、多くのオーディオファンが残っています。 1957年、QUAD ESL 57(真のロングレバー)が登場しました。これは1981年まで製造され、最も普及した静電気の1つになりました。 1981年に、おそらく最も有名な静力学のESL 63に置き換えられました。ESL63は、このタイプのサウンドエミッターの問題の1つである狭い放射パターンを解決しました。



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クワッドESL 63



1982年、シカゴコンシューマーエレクトロニクスショーで、ゲールマーティンサンダースとロンローガンサザーランドは、ガレージに組み立てられたCLSシステムを発表しました-湾曲したパネルを使用して同じ問題をより簡単に解決しました。 彼らの開発は設計と建設の賞を受賞し、すぐに世界で最も有名な静電気のメーカーの1つであるマーティンローガンが登場しました。



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マーティンローガンCLS



フルサイズのスピーカーに加えて、静音は高周波エミッターとして従来のスピーカーの一部としても使用されます。 1980年代には、静電キーキーを備えたミュージックセンターでさえも製造されました。 静電ヘッドフォンがあります。 1960年、日本企業のスタックスは最初のヘッドフォンの生産を開始し、今日までほとんど唯一のメーカーです。 Sennheiser、AKG、Kossなどのヘッドフォンエンジニアリングのマスターは、時折静電ヘッドフォンを製造しました。これは、ラインナップで常に最高位を占めました。たとえば、伝説のSennheiser HEV-90は、約1万2千ドルのアンプとヘッドフォンのセットです。



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ゼンハイザーHEV-90



そして、私たちの国には何がありましたか? ソビエト連邦では、静力学は開発され、生産され、今も生産されていると言わなければなりません。 1977年、A.S。にちなんで名付けられたIRPAで ポポフは、最初の家庭用静電ASE-1を開発しました。



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ASE-1



残念ながら、単純なソビエト市民は、1988年に、フルサイズの25ASE-101と35AC-018のLFおよびMFセクションとHFパネルのハイブリッドであるダイナスティックAC 35ASDS-017のみに参加できました。 25ACE-101。



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25ACE-101



ソビエトの静音は最良の設計ではなく、音響トランスであり、さらに、25ミクロンの厚い金属化ダクロンフィルム(「フローラル」パッケージフィルム)を使用しました。これにより、歪みが増え、信頼性が低下しましたが、音質のためのスピーカー。 ソ連の崩壊後、25ACE-101が変更され、特に、膜に6ミクロンの高抵抗フィルムを使用し始め、「静的」と改名され、生産が継続されました。 非常に深刻なスピーカーであるStatic-2Mは、実際には単位量ではありますが、西部の静電型スピーカーよりも著しく低い価格(約4,000ドル)で生産されています。



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静的-2M



静電気の動作原理



読者はすでにそれがどんな種類の魔法の静電気であるかと思っていると思います。 :)実際、すべてがシンプルで独創的です。 物理学、帯電相互作用、反性的誘引などの静電相互作用の学校コースを思い出してください。 静力学の作用の根底にあるのはこの法則です。



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静電音響エミッタ



固定子の間-破損を防ぐ保護ワニスでコーティングされた穴あき金属板、薄い高抵抗膜は強力なポリマー材料で作られており、ほとんどの場合、lavsanが使用されます、それはポリエチレンテレフタレートでもあります。 高い(1-10 kV)分極電圧が膜に印加され、膜に電荷が発生します。 高電圧の音響信号が固定子に送信され、そのような電圧の単純な増幅器は開発されないため、調整には変圧器が使用されます。 この場合、膜は1つの固定子に引き付けられ、別の固定子からはじかれ始め、逆もまた同様です。 膜の動きは、ステータの開口部を通過する空気を駆動します。



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これが静電音響放射器の仕組みです



この設計には、高品質のサウンドを保証する2つの主な要素があります。

まず、固定子間の静​​電界はほぼ均一であり、膜全体に同じ力が作用し、膜全体が移動するため、高周波数のスピーカーとは異なり、すべての周波数で一定のピストンモードが保証されますディフューザーの「よじれ」が発生します。

第二に、フィルムの質量は同程度であり、通常、隣接する空気の質量よりも著しく小さいため、ほぼ完全に慣性がなくなります-音響信号は空気質量に直接伝達されると言えます。 スピーカーでは、可動部の質量は空気の質量よりもはるかに大きく、音声信号に「ペースを合わせません」。



コアでは、静電気は単なるコンデンサであり、低周波数では高抵抗、高周波数では低抵抗の容量特性を持ちます。 したがって、高音と低音で同じ音量レベルを得るには、はるかに多くの電力が必要です。これは、すべてが逆である古典的なスピーカーとは根本的に異なります。 (実際、静音の感度により、すべてが単純なものとはほど遠いですが、今ではそれに入るべきではありません。)したがって、すべてのアンプが静電スピーカーで動作できるわけではありません。

さらに、静力学全体の抵抗は、力学よりもはるかに高く、動作には高電圧が必要ですが、消費電流は比較的小さくなります。 したがって、ランプは静電気の理想的な候補です。デバイスも高電圧および低電流であり、真空管アンプは、トランスを使用せずに静電気に接続でき、音質を低下させます。 ほとんどの場合、トランスレス回路によると、ヘッドフォンアンプが作られていますが、高電圧トランジスタアンプも存在していると言わざるを得ません。 しかし、フルサイズのスピーカーには非常に高い電圧が必要であり、信頼性の高い家庭用アンプを作成することはほぼ不可能であり、個人の愛好家だけが生命のために怪物の真空管アンプを収集するリスクがないわけではありませんが、見返りに究極の音質を得ることができます



静電気の特性



要するに、静的の次の利点をリストできます。

-ほぼ理想的な周波数応答と位相応答-設計は共振の最小値を決定します。

-非常に広い周波数範囲-実際、1つのエミッターは20 Hz〜20 kHzの全範囲で動作しますが、アンプに完全に負荷をかけます。

-十分に大きいサイズでは、静音は線形ソースとして機能し、それからの距離では、ボリュームはよりゆっくりと減少します-距離が2倍になると6 dB減少しますが、3だけ減少します。

-最も重要なことは、非常に低い歪みであり、ダイナミックエミッタよりも2〜3桁低く、アンプで発生する歪みと同程度です。

-シンプルなデザイン。 これは、自分で簡単に組み立てることができる数少ないエミッターの1つです。



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ESL 63歪みプロット



欠点もあります:

-放射の双極子性-静電気は両方向に同時に音を発します。 裏側からの信号が音に影響するため、たとえば壁に沿って恐ろしい部屋に置くことはできません。

-これは、反対側から放射される波が相互に排除されるため、少数の低周波を意味します。 これを処理するには、サイズを大きくするか、イコライゼーションを適用して感度を下げます。

-そして、感度はすでに大きくなく、ほとんどのダイナミックスピーカーよりも著しく低くなっています。 これは、変圧器の損失によって部分的に影響を受けますが、静電ユニット自体でさえ、変圧器から隔離されて、大きすぎません。 トランスフォーメーション比を上げることができますが、これによりサウンドが劣化し、アンプに負荷がかかります。 分極電圧を増加させることは可能ですが、この増加には限界があります-空気の電気的強度は制限され、一定のしきい値を超えると静電荷はそれ以上充電されなくなります-フィルムとステーター間で絶えず故障が発生します。

-高音域と中音域に焦点を絞ります。 これに苦労しているエンジニアリングソリューションがありますが、音質は低下します。

-最大体積は、膜と固定子の間のギャップと静的領域によって厳密に制限されます-これは体積変位の制限です。 ギャップが増加すると、感度が低下します。

-高い動作電圧、定電圧源と歪みを引き起こす変圧器、または高電圧増幅器の必要性。 結果として-低有病率と高コスト。

-静電気はほこりを引き付けます。 :)



しかし、実際には、これらすべての欠点はそれほどひどくはなく、美徳に勝るものはありません。 ほとんどの静電ヘッドフォンには、ほとんどの場合、このような問題はありません。

静電気に関する唯一の深刻な問題は、主に排他性に起因する莫大な価格です。 中国人でさえ、市場を崩壊させようとはせず、それほど高価ではない静電気を生み出さない。 ただし、日曜大工にはこのような問題はありません。

特徴



最も重要なこと-音質-についてはあまり署名しません。Webには多くのレビューやレビューがあります。 静音の主な特徴は非常に詳細であるため、すべての欠陥が出てくるため、多くの人がほとんどの録音を聴くのをやめますが、一方で、聞き取れないニュアンスが明らかになります。



ここにいくつかの写真があります:



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Staxヘッドフォン



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中国HEオーディオジェイドヘッドフォン



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そして彼らが中に持っているもの



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静電プラグStax SR-003



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スピーカーサウンドラボアルティメット



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クワッドESL 57



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キエフ・ヴァレリー・イワノビッチの自家製スピーカー



自家製



誰かが突然自分のヘッドフォンやスピーカーを作るための記事を作った場合-それのために行く! ネットワークには多くの情報があります。特に、 ここには Runetの基本情報アーカイブがあります。 これが静電気に関する長年の議論の始まりであり、その続きである研究です。 :)どうすれば手伝うことができますか。 すぐに別の記事を投稿します-静電ヘッドフォンの製造に関するレポートの翻訳と、私からの追加。



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