Plasmahøyttaler - Plasma speaker

Plasmahøyttaler

Plasma høyttalere eller ionophones er en form for høyttaler som varierer lufttrykket via et høyenergi elektrisk plasma i stedet for en fast diafragma . Forbundet med utgangen av en audioforsterker , plasma høyttalere variere størrelsen av en plasmaglødeutladning , koronautladning eller elektrisk lysbue som da fungerer som et masseløst strålingselement, skape trykkbølger i luften som lyttere oppfatte som lyd . Teknikken er en evolusjon av William Duddells " sangbue " fra 1900, og en innovasjon knyttet til fremdrift av ion -thruster -romfartøyer .

Begrepet ionofon kan også brukes til å beskrive en transduser for å konvertere akustiske vibrasjoner i plasma til et elektrisk signal.

Effekten drar fordel av to unike prinsipper: For det første får ionisering av gasser deres elektriske motstand til å falle betydelig, noe som gjør dem til ekstremt effektive ledere , som lar dem vibrere sympatisk med magnetfelt . For det andre har det involverte plasmaet, selv et felt av ioner , en relativt ubetydelig masse. Etter hvert som strømfrekvensen varierer, forblir mer motstandsdyktig luft mekanisk koblet til og drives av vibrasjon av det mer ledende og hovedsakelig masseløse plasmaet, og utstråler en potensielt ideell gjengivelse av lydkilden.

Sammenligning med konvensjonelle høyttalere

Konvensjonelle høyttaler transducer design bruke inngangs elektriske frekvenser for å vibrere en betydelig masse: Denne driveren er koplet til en stiv høyttalermembranen - en membran som skyver luft ved respektive frekvenser. Men tregheten i massen motstår akselerasjon - og alle endringer i kjegleposisjon. I tillegg vil høyttalerkegler til slutt lide tretthet fra gjentatt risting av sonisk vibrasjon.

Dermed blir konvensjonell høyttalerutgang, eller enhetens troskap , forvrengt av fysiske begrensninger som er forbundet med utformingen. Disse forvrengningene har lenge vært den begrensende faktoren for kommersiell gjengivelse av sterke høye frekvenser. I mindre grad er kvadratbølgeegenskaper også problematiske; gjengivelsen av firkantbølger stresser mest en høyttalerkegle.

I en plasmahøyttaler, som medlem av familien med masseløse høyttalere , eksisterer ikke disse begrensningene. Føreren med lav treghet har eksepsjonell forbigående respons sammenlignet med andre design. Resultatet er en jevn, lineær utgang, nøyaktig selv ved ekstreme frekvenser utenfor ethvert hørbart område. Slike høyttalere er bemerkelsesverdige for nøyaktighet og klarhet, men ikke enorm kraft fordi plasmaer som består av små partikler ikke klarer å bevege store luftmengder. Så disse designene er mer effektive som diskanthøyttalere .

Praktiske hensyn

Tidlige plasmahøyttalerdesigner ionisert omgivelsesluft som inneholder gassene nitrogen og oksygen . I et intensivt elektrisk felt kan disse gassene produsere reaktive biprodukter, og i lukkede rom kan disse nå et farlig nivå.

Plasmatronics produserte en kommersiell plasmahøyttaler som brukte en heliumtank for å skaffe ioniseringsgassen. I 1978 designet Alan E. Hill fra Air Force Weapons Laboratory i Albuquerque, NM, Plasmatronics Hill Type I , en kommersiell helium-plasma diskant. Dette unngikk ozon- og nitrogenoksidene som ble produsert ved radiofrekvensnedbrytning av luft i en tidligere generasjon av plasma -diskanthøyttalere. Deres er også den eneste designen som er avhengig av den roligere utladningsmodusen i stedet for de mer vanlige lysbuer og koronautladninger . Men driften av slike høyttalere krever en kontinuerlig tilførsel av helium.

På 1950-tallet produserte den banebrytende DuKane Corporation den luftioniserende Ionovac , som ble markedsført i Storbritannia som Ionofon . For tiden er det fortsatt produsenter i Tyskland som bruker dette designet, så vel som et gjør-det-selv-design tilgjengelig på Internett.

For å gjøre plasmahøyttaleren til et mer tilgjengelig produkt, tilbød ExcelPhysics, et selskap i Seattle, og Images Scientific Instruments, et selskap i New York, sin egen variant av plasmahøyttaleren som et DIY- sett. ExcelPhysics -varianten bruker en flyback -transformator for å øke spenningen, en 555 timing -chip for å gi modulering og et 44 kHz bæresignal og en lydforsterker.

En flammehøyttaler bruker en flamme for sjåføren. Noen design fra 1950 -tallet bruker forbrenning av naturgass eller stearinlys for å produsere et plasma som deretter strømmer gjennom. Disse forbrenningsdesignene krever ikke høye spenninger for å generere et plasmafelt.

Noen ganger observeres en lignende effekt i nærheten av amplitude-modulerte radiosendere med høy effekt når en koronautladning (utilsiktet) oppstår fra sendeantennen, hvor spenninger i titusenvis er involvert. Den ioniserte luften oppvarmes i direkte forhold til det modulerende signalet med overraskende høy troskap over et stort område. På grunn av de destruktive effektene av (selvopprettholdende) utslipp kan dette ikke tillates å vedvare, og automatiske systemer stanser overføringen for et par sekunder for å slukke "flammen".

Se også

Referanser

[1] -Severinsen, Daniel & Sen Gupta, Gourab. (2013). Design og evaluering av elektronisk krets for plasmahøyttalere. Forelesningsnotater i ingeniørvitenskap og informatikk. 2. 1111–1116.

Eksterne linker