Teoría electrostática (ESL)

¿Por qué molestarse? Algunas personas (y la mayoría de los fabricantes de altavoces) se preguntan por qué cualquier persona haría altavoces electrostáticos cuando los convencionales son mucho más fáciles de diseñar y construir. Sería una pregunta tonta si los hablantes dinámicos ordinarios funcionaran mal, pero ese no es el caso. Para aplicaciones, la tecnología electrostática actual no se puede manejar bien (los subwoofers, por ejemplo, en extremo), incluso empleamos otros enfoques. Los conos y las cúpulas todavía tienen su lugar.

Donde sea posible, sin embargo, vamos electrostáticos. Es una raza especial de orador, capaz de una reproducción extraordinaria y convincentemente realista. En ciertos aspectos cruciales, los buenos altavoces electrostáticos son mejores que cualquier otra cosa disponible. Escuche a los electrostatos de MartinLogan, configurados adecuadamente en un buen ambiente, y la diferencia se notará de inmediato, sin necesidad de explicación.

Pero para aquellos que les gustaría entender, así como la experiencia, aquí está la historia de fondo. ¿Cómo funcionan los altavoces electrostáticos y cuáles son los beneficios? Igualmente importante, ¿cuáles son los problemas y qué ha hecho MartinLogan para superarlos? Entonces sabrá por qué hemos tenido tanto éxito con estos maravillosos oradores, mientras que casi nadie más lo intenta.

Cómo funcionan los parlantes electrostáticos

Un transductor electrostático tiene tres componentes básicos: estatores, diafragma y largueros (espaciadores), que se ensamblan como un sándwich. El diafragma es una película plástica ultraligera, impregnada con un material eléctricamente conductor y tensada entre los dos estatores, que son láminas de acero perforadas recubiertas con un aislante. Cuando el altavoz está funcionando, el diafragma se carga a un voltaje positivo fijo mediante una fuente de alimentación de alto voltaje, creando un fuerte campo electrostático a su alrededor. (Si ha estado pensando en por qué los altavoces electrostáticos tienen cables de alimentación, hay una razón).

Los estatores, mientras tanto, están conectados al amplificador del sistema de audio a través de un transformador elevador. Convierte la salida del amplificador a un par de señales de alto voltaje de igual intensidad pero con polaridad opuesta. Así que a medida que la carga en un estator se vuelve cada vez más positiva, la carga en el otro se vuelve más negativa exactamente por la misma cantidad. Debido a que las cargas similares se repelen y las cargas opuestas se atraen, la carga positiva del diafragma lo obligará a moverse hacia adelante o hacia atrás según las cargas del estator. Por ejemplo, cuando la carga del estator delantero es negativa y el estator trasero es positivo, el diafragma se tirará del frente y se empujará desde la parte posterior y, por lo tanto, se moverá hacia adelante. Cuanto más fuertes son las cargas en los estatores, mayor es el desplazamiento del diafragma. Así es como un transductor electrostático traduce una señal de audio eléctrica en movimiento del diafragma para producir ondas de sonido en la habitación.

Para ayudar a endurecer el panel (es muy importante que solo se mueva el diafragma) y para evitar que el diafragma se acerque demasiado al estator, se colocan tiras no conductoras llamadas largueros a intervalos a lo largo de la longitud de cada estator.

Ventajas electrostáticas ...

Los conductores en un altavoz convencional tienen diafragmas unidos a bobinas de cable, llamadas bobinas de voz. La corriente de un amplificador fluye a través de estas bobinas, creando un campo electromagnético fluctuante que interactúa con el campo de un imán permanente fijo para causar el movimiento del diafragma, y por lo tanto suena. La bobina de voz se adhiere a la periferia de una cúpula o al vértice de un cono, lo que significa que solo una pequeña parte del diafragma está realmente accionada; El resto tiene que seguir adelante. Si el diafragma no es perfectamente rígido, tenderá a flexionarse y resonar en algunas frecuencias, causando distorsión y respuesta desigual. Sin embargo, los diafragmas de tweeter, especialmente, deben ser ligeros para permitir una eficiencia adecuada y una extensión de alta frecuencia. Satisfacer estos dos requisitos teóricos simultáneamente es casi imposible con materiales reales.

Un diafragma electrostático, por otro lado, se maneja uniformemente sobre toda su superficie, por lo que no necesita ser rígido en absoluto, se puede hacer lo más ligero posible. (El diafragma de un electrostato MartinLogan es en realidad más liviano que el aire que mueve.) Eso, junto con el modo de operación push-pull con cancelación de distorsión del transductor, permite al diafragma rastrear hasta los detalles sonoros más delicados con absoluta precisión. También significa que el transductor puede operar en un rango de frecuencia excepcionalmente amplio sin tener que pasar a otro controlador. La interferencia acústica entre los conductores y el cambio de fase introducido por los filtros de cruce causan irregularidades en la respuesta de frecuencia que son particularmente perturbadoras en el rango medio o en los agudos más bajos, justo donde los cruces generalmente se ubican en altavoces convencionales.

Dispersión controlada. Otro atributo clave de un altavoz electrostático es su patrón de radiación naturalmente dipolar. Un verdadero transductor dipolo irradia con igual intensidad desde la parte frontal y posterior de su diafragma, pero las salidas están en la fase opuesta. Como resultado, las ondas de sonido que se desplazan hacia los lados se encuentran en el borde del altavoz y se cancelan. Eso y el tamaño relativamente grande de un panel electrostático típico hacen que la salida en los lados sea muy baja en relación con la de un altavoz convencional, que a su vez minimiza las reflexiones de las paredes laterales que tienden a confundir los detalles sonoros y las imágenes estéreo. Si bien la reducción de la salida a los lados contribuye a la sorprendente claridad con la que se reverberan los electrostáticos, la energía reflejada en la pared detrás del altavoz se abre y profundiza el sonido.

... y desafíos

Entonces, ¿por qué el mundo está girado sobre su cabeza? ¿Por qué no todas las compañías de altavoces hacen electrostática? Considere esta lista de problemas que debe enfrentar un diseñador de altavoces electrostáticos:

Dinámica. Hacer un transductor electrostático con la eficiencia y capacidad de salida que se da por sentado en los controladores electromagnéticos convencionales requiere campos electrostáticos muy intensos. Eso significa cargar los estatores y el diafragma muy espaciados a miles de voltios. Cuanto más cerca estén los elementos de carga opuesta y cuanto más fuertes sean las cargas, mayor será la probabilidad de una descarga eléctrica pirotécnica. Este arco entre el diafragma y el estator puede dañar seriamente tanto el altavoz como el amplificador que lo impulsa. Desafortunadamente, el diafragma se acerca al estator más exactamente en el momento en que la diferencia de carga entre ellos (y entre los dos estatores mismos) es máxima, ¡cuando una señal fuerte alcanza su punto máximo!

Bajo. A bajas frecuencias, a medida que las longitudes de onda aumentan en relación con el ancho del panel, las señales fuera de fase de los lados opuestos del diafragma tienden a envolverse y cancelarse entre sí. Así que, como todos los altavoces dipolos verdaderos (que no deben confundirse con los envolventes cuasi dipolos de los controladores convencionales), la electrostática es propensa a los bajos débiles. Aumentar el tamaño del panel ayuda con esto, así como con el problema de rendimiento / eficiencia discutido anteriormente, pero hay un límite práctico.

Dispersión de agudos. El otro lado de la moneda del tamaño de un panel: cuando un sonido tiene una longitud de onda que es pequeña en relación con el tamaño del diafragma del altavoz que lo reproduce, tiende a irradiar en un ángulo estrecho en lugar de dispersarse ampliamente en la habitación. Tal "transmisión" de alta frecuencia produce un punto dulce muy pequeño donde el oyente puede sentarse y escuchar el balance tonal adecuado y, a menudo, a una calidad de sonido seca y estéril. Dado que cada otra consideración empuja la electrostática en la dirección de paneles más grandes, la emisión de agudos es una preocupación importante.

Eh, tal vez deberíamos tirar algunos conos y cúpulas en una caja y llamarlo un día.

Triunfo de la tecnologia

Bueno, no, nunca hemos hecho eso, y no vamos a empezar ahora, porque los altavoces electrostáticos MartinLogan no sufren los problemas descritos anteriormente. No porque seamos magos, sino porque nos preocupamos lo suficiente por las cualidades que hacen que los altavoces electrostáticos sean especiales para trabajar muy duro para superar los diversos obstáculos. Solo vamos a llegar a los puntos altos aquí; Más detalles están disponibles en las descripciones de los productos individuales.

Recubrimientos de alta tecnología y estatores MicroPerf. Beneficiándose de nuestros sofisticados recubrimientos de diafragma y el avanzado aislamiento del estator aeroespacial, los paneles MartinLogan pueden soportar cargas excepcionalmente fuertes sin arco eléctrico. Además, los estatores MicroPerf de nuestros nuevos transductores XStat aumentan significativamente el área del diafragma expuesto (sin comprometer la rigidez del estator), lo que les permite ofrecer la dinámica y la extensión de baja frecuencia de los paneles tradicionales el doble de su tamaño.

Diseño híbrido. Si bien nuestras tecnologías de panel les permiten operar a frecuencias más bajas que cualquier otra cosa que no sea una electrostática tradicional extremadamente grande, no pueden reproducir los graves profundos con la misma eficacia que un altavoz convencional de tamaño similar. Nuestra solución es reproducir las frecuencias más bajas con un woofer dinámico de muy alta calidad. Esta siempre ha sido una propuesta delicada, dado que las tecnologías de los transductores y los patrones de radiación para los dos elementos de un altavoz electrostático híbrido son muy diferentes. (Un woofer dinámico se irradia omnidireccionalmente, mientras que un panel electrostático, al ser un dipolo, se irradia en un patrón de figura 8 aproximadamente). Además, otras compañías que han fabricado tales híbridos a menudo han exhibido algo parecido a un complejo de Napoleón, enfatizando la salida. del altavoz de graves en un esfuerzo aparente para demostrar su virilidad de altavoz. El resultado de esa estrategia equivocada es un bajo, turgente e invariablemente grueso, que oculta los detalles de rango medio, eliminando así una de las razones principales para comenzar con la construcción de un altavoz electrostático. Nosotros no hacemos eso. En su lugar, nuestros altavoces incorporan woofers de alto rendimiento, cruzados sobre paneles electrostáticos a través de redes cuidadosamente diseñadas y calculadas con precisión y hechas con componentes de alta calidad. Las bajas frecuencias de cruce, los cruces de fase y amplitud optimizados, y los woofers con amortiguación crítica aseguran una transición perfecta entre los dos tipos de controladores, lo que da como resultado altavoces que realmente ofrecen lo mejor de ambos mundos.

Paneles de líneas de origen curvilíneo. Los paneles electrostáticos CLS de MartinLogan son una solución elegante al problema de lograr el rango preferido de dispersión horizontal desde un controlador que tiene una gran área de superficie de diafragma. Nuestra técnica patentada de unión al vacío, adhesivos aeroespaciales y métodos de construcción arduamente desarrollados nos permiten construir paneles con una curvatura horizontal óptima, sin comprometer el rendimiento, la calidad del sonido o la integridad estructural. Al mismo tiempo, los paneles CLS mantienen una dispersión vertical relativamente limitada, lo que minimiza los reflejos no deseados en el piso y el techo. Y lo hacen de forma natural, sin recurrir a trucos como arrays de varios controladores o cuernos, que crean otros problemas propios.

No afirmamos que los hablantes de MartinLogan sean perfectos, solo que están más cerca de la perfección que cualquier otro que haya sido creado. Y estamos trabajando constantemente para mejorarlos. La prueba de la ingeniería está en la escucha. Te animamos a hacer una audición de nuestro trabajo; Creemos que encontrará una experiencia especial y gratificante.