Ионофон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ионофон (англ. Ionophone) или, в некоторых источниках, поющая дуга — плазменный громкоговоритель.

Еще в конце XIX века Вильям Дуддел заметил, что тембр звука «шипящей» электродуги изменяется в зависимости от частоты настройки LC-контура. Он же сделал в 1899 г. первый в мире клавишный электронный музыкальный инструмент «Поющая дуга» (англ. Singing Arc).

Практическое применение «дуге» нашлось в 1950-е годы, когда советские радиолюбители продемонстрировали «Звуковоспроизводящий агрегат с ионофоном»[1].

Существует два основных типа таких громкоговорителей — на основе коронного разряда (разряд возникает около одного электрода) и электродуговые (разряд возникает между двумя электродами).

Принцип излучения звука у обоих типов громкоговорителей одинаков — создается высокочастотный разряд, ток разряда модулируется звуковым сигналом, это вызывает объёмные пульсации в теле разряда, которые, в свою очередь, вызывают колебания окружающего разряд воздуха.

Главной особенностью является то, что плазменные громкоговорители не вносят в звук механических искажений, не подвержены различным акустическим резонансам и, поэтому, обладают недостижимым для других типов громкоговорителей качеством воспроизведения среднечастотного и высокочастотного диапазонов. Это обусловлено тем, что у ионофонов, по сути, нет диффузора, а масса подвижной системы исчезающее мала, так как она определяется массой воздуха занимаемого разрядом (плазмой). Поэтому главным их достоинством является качество звучания, получаемое амплитудной модуляцией, а их основными недостатками являются высокий уровень излучаемой мощности радиочастотных помех на частотах в десятки мГц и ионизация окружающего воздуха[2], также существенным недостатком является небольшой срок службы электрода (редко превышает несколько тысяч часов).

Ионофоны на основе коронного разряда выпускаются промышленно несколькими компаниями[3][4]. При этом они получили наибольшее распространение в качестве радиолюбительских конструкций, в которых, как правило, используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), а высокое напряжение на электродах получают с помощью повышающих высоковольтных трансформаторов[5][6]. Эти устройства создают существенно меньше радиоэлектронных помех, так как разряд в них возникает между двумя электродами в отличие от устройств на основе коронного разряда, а при правильно подобранных режимах работы электроды могут работать очень длительное время[7], но добиться качественного звучания нельзя, в силу невозможности передачи высоковольтным повышающим трансформатором широкополосного ШИМ-сигнала.

Реальной действующей альтернативой является устройство использующее амплитудно-импульсный принцип, совмещающий в себе качество первых и достоинства вторых, данный принцип запатентован[8].

Распространённым заблуждением о ионофонах является то, что их КПД низок. Отчасти это так, но применение современной элементной базы позволяет существенно улучшить КПД и снизить потребление электроэнергии до нескольких десятков ватт.

Ещё одним заблуждением является то, что плазменные громкоговорители производят озон во время работы, но на деле это невозможно. Озон термически неустойчив (разлагается при температурах выше 70 °C) и его образование невозможно при высоких температурах, сопутствующих электрическим разрядам, так как он разлагается быстрее молекулярного кислорода[9].

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Плоткин Е., Каратеев Б., Прютц В. Звуковоспроизводящий агрегат с ионофоном // Радио, 1959, № 12, С.18-22.
  2. Коронный разряд // Физическая энциклопедия
  3. CORONA Plasma Tweeter // LANSCHE AUDIO - Germany
  4. Ionic Plasma Tweeter Acapella TW 1S // Acapella.de
  5. 555 Audio modulated flyback | Kaizer Power Electronics
  6. Ионофон по-современному // РадиоКот
  7. Дуговой разряд // Физическая энциклопедия
  8. Электродуговой громкоговоритель // ntpo.com
  9. Озон // XuMuK.ru — Химическая энциклопедия