«Коронный» громкоговоритель

Радио 1957 №3

Громкоговоритель без движущихся частей, который мог бы превращать электрическую энергию непосредственно в звуковую, долгое время был мечтой конструкторов-акустиков. Такой тип громкоговорителя демонстрировался недавно в Англии. Принцип действия его основан на использовании явления движения воздуха при коронном разряде, возникающем между двумя электродами, к которым приложено высокое напряжение.

В сообщениях, помещённых в журналах, указывается, что созданию громкоговорителя предшествовала основательная работа по изучению явления коронного разряда. Это явление было исследовано для электродов различной формы и при разных расстояниях между ними. Опыты с парой электродов (один из которых был острый, а другой тупой) показали, например, что поток воздуха движется только от острого электрода к тупому. В дальнейшем к двум этим электродам был добавлен третий в виде гладкого кольца, коаксиально окружающего острый электрод (рис. 1, а). Оказалось, что такое кольцо, подобно управляющей сетке в электронной лампе (триоде), может регулировать ток короны, а следовательно, и интенсивность потока воздуха. Было обнаружено, что, изменяя в сравнительно небольших пределах «сеточный» потенциал кольца (величина потенциала кольца того же порядка, что и напряжение на основных электродах), можно производить глубокие изменения интенсивности потока воздуха.

«Анодные» характеристики такого «коронного триода», снятые при разных отношениях расстояний между основными электродами и «сеткой» и при различных напряжениях на электродах, имеют большое сходство с характеристиками обычного вакуумного триода.

В дальнейшем опыты производились с «триодом», у которого оба основных электрода были острые (рис. 1, б). Было обнаружено, что при подаче переменного напряжения низкой частоты на сетку воздух между электродами начинает пульсировать и становится источником звука. Если же сигнал на входе устройства отсутствует, то при соответственно выбранных величинах напряжения на электродах «триода» движения воздуха между электродами также не будет. Единичный «коронный триод», состоящий из двух острых электродов и одного кольцевого, был положен в основу конструкции громкоговорителя.

Однако громкость звука, воспроизводимого единичным триодом, оказалась слишком малой, поэтому возникла необходимость в каждом громкоговорителе соединять параллельно по нескольку таких элементарных триодов. В первой небольшой действующей модели громкоговорителя это было выполнено так. Острые электроды были присоединены тупыми своими концами к плоской металлической пластине, образуя с ней подобие щётки. Кольцеобразные электроды («сетки») были заменены плоскими пластинами с отверстиями, из которых выступали острия электродов. Зона, в которой происходит коронный разряд, определяется в таком громкоговорителе площадью пластин. В действующей модели она равнялась примерно 60 см². В качестве острых электродов были использованы иголки длиной около 12 см. Но реальная громкость, отдаваемая таким громкоговорителем, всё же оказалась ещё весьма малой, хотя звук и можно было слышать. Произвести какое-либо сравнение с некоторыми лучшими широкополосными громкоговорящими системами при этих условиях оказалось ещё невозможным.

В будущем, вероятно, удастся достигнуть улучшения отдачи и благодаря этому уменьшить размеры громкоговорителя.

Следует указать, что понятие об отдаче, представляющее обычно отношение мощности на входе громкоговорителя к акустической мощности на выходе громкоговорителя - преобразователя энергии, к «коронным» громкоговорителям неприменимо вследствие того, что обычные громкоговорители потребляют звуковую мощность, тогда как в «коронном» для управления потоком воздуха используется только напряжение. Электрическая энергия потребляется им только от источника постоянного тока.

Частотные искажения в «коронном» громкоговорителе гораздо меньше, чем в громкоговорителях с диффузором, резонанса на низших частотах не наблюдается.

Весьма благоприятным оказалось то, что в двухтактном соединении (рис. 1, в) при использовании глубокой обратной связи частотная характеристика может быть получена с исчезающе малыми искажениями. При двухтактном соединении внешние электроды к тому же оказываются под нулевым потенциалом, что также улучшает конструкцию.

«Radio and Television News», октябрь, 1956 г.