Плазменный динамик - Plasma speaker

Плазменный динамик

Плазменные колонки или ионофоны являются формой громкоговоритель который изменяет давление воздуха с помощью высокоэнергетического электрического плазма вместо твердого диафрагма. Подключен к выходу аудио усилитель, плазменные колонки различаются по размеру[1] плазмы тлеющий разряд, коронный разряд или электрическая дуга который затем действует как безмассовый излучающий элемент, создавая волны сжатия в воздухе, который слушатели воспринимают как звук. Техника представляет собой эволюцию Уильям Дадделл "поющая дуга" 1900 года и нововведение, связанное с ионный двигатель двигательная установка космического корабля.

Период, термин ионофон также может использоваться для описания преобразователь для преобразования акустических колебаний в плазма в электрический сигнал.

Эффект основан на двух уникальных принципах:[нужна цитата ] В первую очередь, ионизация газов вызывает их электрическое сопротивление значительно упасть, что делает их чрезвычайно эффективными проводники, что позволяет им сочувственно вибрировать магнитные поля. Во-вторых, задействованная плазма, сама по себе поле ионы, имеет относительно небольшую массу. Таким образом, при изменении частоты тока более устойчивый воздух остается механически связанным и приводится в движение вибрацией более проводящего и по существу[указывать ] безмассовая плазма, излучающая потенциально идеальное воспроизведение источника звука.

Сравнение с обычными громкоговорителями

Обычный громкоговоритель преобразователь конструкции используют входные электрические частоты для вибрации значительной массы: Водитель сочетается с жестким диффузор динамика - диафрагма, которая толкает воздух с соответствующими частотами. Но инерция присущий своей массе сопротивляется ускорение - и все изменения положения конуса. Кроме того, диффузоры динамиков со временем пострадают от растяжения. усталость от многократного сотрясения звуковой вибрации.[нужна цитата ]

Таким образом, обычный выход на динамик или верность устройства, искажается физическими ограничениями, заложенными в его конструкции. Эти искажения долгое время были ограничивающим фактором при коммерческом воспроизведении сильных высоких частот. В меньшей степени прямоугольная волна характеристики тоже проблемные; воспроизведение прямоугольных волн больше всего нагружает диффузор динамика.

В плазменной колонке, как член семейства безмассовые динамики, этих ограничений не существует. Низкоинерционный драйвер имеет исключительную переходную характеристику по сравнению с другими конструкциями.[нужна цитата ] Результат - ровный, линейный[нужна цитата ] выход, точный даже на экстремальных частотах за пределами слышимого диапазона. Такие динамики отличаются точностью и четкостью, но не огромной мощностью, поскольку плазма, состоящая из крошечных частиц, не может перемещать большие объемы воздуха.[нужна цитата ] Таким образом, эти конструкции более эффективны, чем твитеры.

Практические соображения

Ранние разработки плазменных колонок с ионизацией окружающей среды воздуха содержащие газы азот и кислород. В сильном электрическом поле эти газы могут образовывать побочные продукты реакции, а в закрытых помещениях они могут достигать опасного уровня.

Плазматроника произвел коммерческий плазменный динамик, который использовал гелий резервуар для подачи ионизационного газа. В 1978 году Алан Э. Хилл из Лаборатории вооружений ВВС в Альбукерке, штат Нью-Мексико, разработал Плазматроника Hill Type I, промышленный гелий-плазменный твитер.[2] Это позволило избежать озон и оксиды азота, производимые радиочастота разложение воздуха в плазменных твитерах более раннего поколения. Это также единственный дизайн, в котором используется более тихий тлеющий разряд режим вместо более распространенного дуга и коронный разряд. Но для работы таких динамиков требуется постоянная подача гелия.

В 1950-х годах новаторская корпорация DuKane выпустила ионизирующий воздухоочиститель. Ионовац, проданный в Великобритании как Ионофон. В настоящее время в Германии остаются производители, которые используют этот дизайн, а также дизайн, сделанный своими руками, доступный в Интернете.

Чтобы плазменный динамик стал более доступным продуктом, компания ExcelPhysics из Сиэтла и компания Images Scientific Instruments из Нью-Йорка предложили собственный вариант плазменного динамика в качестве Сделай сам Комплект. Вариант ExcelPhysics использует обратный трансформатор для повышения напряжения, a 555 чип синхронизации для обеспечения модуляции и частоты 44 кГц несущий сигнал, и аудиоусилитель.[3]

А пламя динамик использует пламя для водителя.[4] В некоторых конструкциях 1950-х годов используется сжигание природного газа или свечей.[нужна цитата ] для создания плазмы, через которую затем пропускают ток. Эти конструкции сгорания не требуют высокого напряжения для создания плазменного поля.

Подобный эффект иногда наблюдается вблизи мощных амплитудно-модулированный радиопередатчики, когда коронный разряд (непреднамеренно) происходит от передающей антенны, в которой задействованы десятки тысяч напряжений. Ионизированный воздух нагревается в прямом соответствии с модулирующим сигналом с удивительно высокой точностью на большой площади. Из-за разрушительного воздействия (самоподдерживающегося) разряда это не может продолжаться, и автоматические системы мгновенно отключают трансмиссию в течение нескольких секунд, чтобы погасить «пламя».

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ TY - JOURAU - Северинсен, DanielAU - Сен Гупта, GourabPY - 2013/07 / 01SP - 1111EP - 1116T1 - Проектирование и оценка электронной схемы для плазменного динамикаVL - 2JO - Лекционные заметки по инженерным наукам и информатике -
  2. ^ Hill Plasmatronics описано. Проверено 26 марта 2007 года.
  3. ^ https://techcrunch.com/2011/08/19/kickstarter-project-empowers-students-plays-the-mario-theme-with-plasma/
  4. ^ Re: Не могли бы вы найти исследование Re: Воспроизведение звука с помощью газового пламени и электрического тока

[1] -Северинсен, Даниэль и Сен Гупта, Гураб. (2013). Разработка и оценка электронной схемы плазменного динамика. Конспект лекций по инженерии и информатике. 2. 1111–1116.

внешние ссылки