Uživatel:Hornyvo1

Z HPM wiki
Přejít na: navigace, hledání

Obsah

Elektrostatické reproduktory

Elektrostatický reproduktor
Elektrostatické reproduktory
Final 400i elektrostatic loudspeaker
A.Janszen's Loudspeaker
The basic construction of an elektrostatic loudspeaker
principiální schéma
Typical frequency response
Graf závislosti akustického tlaku na vzdálenosti
BenQ Trevolo - první přenosný elektrostatický reproduktor











Historie

Zájem o elektrostatické reproduktory v posledních letech hodně stoupá, ale princip, na kterém elektrostatické reproduktorů pracují, je znám od 20. let 20. století. Tento princip se používal zejména u kondenzátorových mikrofonů, které měly v počátku velký úspěch. Vysvětlení proč elektrostatické reproduktory neprorazily na trh už dříve je jednoduché. V předvélečné době nebyly dostatečně dobré materiály pro jejich výrobu a tak se potýkaly s celou řadou vad, například docházelo k nežádoucím výbojům. Reproduktory měli nízkou účinnost a materiály, ze kterých byly vyrobeny podléhaly oxidaci. Bylo velmi obtížné vyrobit velmi tenkou membránu, která by byla spolehlivá.

Okolo roku 1930 nastupují elektrodynamické reproduktory a díky jejich jednoduché konstrukci, robustnosti a nízkým výrobním nákladům se staly velmi populární. Elektrostatické repoduktory upadly na řadu let do zapomnění. Na trh se dostávají až po roce 1950, jelikož bylo objeveno mnoho nových materiálů, zejména plastů. Také vzrostl zájem veřejnosti o vysokou kvalitu zvuku. Elektrostatické reproduktory jsou schopné reprodukovat věrohodněji střední a vysoké frekvence. Díky tomu se znovu dostaly na trh, ale jejich cena byla velmi vysoká, jako je tomu i dnes.


Princip

Elektrostatické reproduktory pracují na principu působení elektromagnetického pole přímo na membránu. Jsou vysokoimpedančním zařízením. Základní konstrukce reproduktoru se skládá ze dvou elektrod a jedné velmi tenké membrány (2-20 μm). Tato membrána je vyrobena z plastu a potažena vodivým materiálem, nejčastejí se používá grafit. Membrána je umístěna mezi elektrodami a na ní přiveden náboj prostřednicvím vysokého napětí nejčastěji 2-3 kV. V praxi se připojuje sériově rezistor mezi stejnosměrný napaječ a membránu. Mezi membránou a elektrodami je vzduchová mezera. Pro uchycení membrány se používají dvě metody. V prvním případě, který se používal dříve je membrána fixně uchycena na svých okrajích. V druhém případě, který dnes převažuje, je membrána uchycena v mnoha bodech po celém svém povrchu rovnoměrně. Díky tomu je možné vytvořit zakřivení, které je velmi důležité pro celkovou směrovost reproduktoru.

Vstupní signál je pomocí transformátoru převeden na napětí, které je obdobně velké jako na membráně. Toto napětí je přivedeno na elektrody, které jsou vůči sobě v protifázi. Společně vytvoří elektrostatické pole, které je úměrné vstupnímu signálu. Toto pole působí silou na membránu, která se pohybuje a vytváří zvuk. Je nutné dodat, že elektrody jsou mřížkového charakteru, aby se mohla akustická energie volně šířit a nevznikal přetlak uvnitř reproduktoru.



Vlastnosti

Elektrostatické reproduktory jsou velmi směrové. Vyzařovací charakteristika je podobná charakteristice vertikálního dipólu. Díky tomu ve stejných místnostech znějí jinak než elektrodynamické reproduktory. V dnešní době se vyrábějí zakřivené, aby nebylo tolik omezující umístění reproduktorů v místnosti. Na druhou stranu je větší směrovost lepší, jelikož nedochází k tolika odrazům. Úroveň akustického tlaku klesá o 6 dB s dvojnásobkem vzdálenosti. V blízké vzdálenosti klesá podle grafu 1.1. Elektrostatické reproduktory dokáží výborně reprodukovat střední a vysoké frekvence. Je to zapříčiněno nízkou hmotností membrány, která na rozdíl od elektrodynamických reproduktorů váží několik miligramů. Díky tomu je přenos energie mnohem přesnější a není nutné přidávat další prvky pro dobarvení a zkreslení zvuku. Odezva na vstupní signál je prakticky okamžitá. Díky možnosti nastavení napětí na membráně, existuje pouze jeden rezonanční bod, který je výrobcem nastaven obvykle pod 100 Hz. Harmonická zkreslení je až o dva řády nižší než u klasického reproduktoru.

Reprodukce nízkých frekvencí je značně omezena, jelikož pro přenos nízkých frekvencí je potřeba více energie, která se v praxi dá pouze zvětšit plochou membrány nebo její výchylkou. Obě tyto metody mají svá úskalí. V případě zvětšení membrány, nejsme schopni přesně kontrolovat reprodukci vysokých frekvencí a navíc jsme technologicky omezeni. Pro zvětšení výchylky platí totéž. Proto je obvyklé konstruovat reproduktor z několika membrán. Změnou velikosti a napětí lze optimalizovat kmitočtový rozsah membrány. Výsledkem je hladká odezva, protože každý panel funguje jako zářič s plným rozsahem, ale je i optimalizován pro určité frekvenční pásmo. Na trhu se také často objevují hybridní reproduktory, kde je pro reprodukci nízkých frekvencí použit klasický elektrodynamický reproduktor. V neposlední řadě je potřeba zmínit, že cena elektrostatických reproduktorů je velmi vysoká (80 000 Kč a výš).


Zdroje

https://en.wikipedia.org/wiki/Electrostatic_loudspeaker

http://gishnuzzzzz.blogspot.cz/

http://www.soundlab-speakers.com/principle.html

https://www.martinlogan.com/learn/electrostatic-loudspeaker-history.php

http://educypedia.karadimov.info/library/Electrostatic.pdf

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Nástroje