Elektrostat

020815

Prinzip:
Elektrostatische Ladung ist schon seit der Antike bekannt, reibt man Bernstein, zieht der B. Papierschnipsel an. Klassischer Versuch im Physikunterricht: hängt man zwischen zwei großen (Kondensator-) Platten ein Holundermarkkügelchen an einem Faden auf und lädt eine Platte auf, wird das Kügelchen davon angezogen, die Platte berühren und Ladung aufnehmen. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an, also wird das Kügelchen sich wegbewegen, hin zur anderen Platte mit der Gegenladung, dort berühren und umgeladen, wieder zurück zur ersten Platte und so weiter hin und her pendeln.
Ersetzt man das Kügelchen durch eine geringfügig leitfähige Membran, die in der Mitte so gespannt wird, daß sie die äußeren Platten gerade nicht berühren kann (also sich nicht dadurch umladen kann), durchlöchert die äußeren Platten (damit der Schall durchtreten kann), ist der elektrische Schallwandler im Prinzip fertig.
In der Praxis wird mit einer Hochspannungskaskade die Mittelelektrode vorgeladen, damit zwischen den Gegenelektroden zentriert. Sobald eine Spannung auf die äußeren Elektroden kommt, ändern sich die Kräfteverhältnisse. Eine Seite zieht an, die andere stößt ab. Das Musiksignal wird mit einem Übertrager mit Mittelanzapfung hochgespannt.

Der klangliche Vorteil liegt in der Fläche mit gleichmäßigem Antrieb. Die gesamte Membran schwingt gleichmäßig hin und her, die Membran braucht nicht steif zu sein, weil die Antriebskraft nicht von einem Punkt ausgeht, sondern von der Fläche. Die Membran kann also ultraleicht sein, was dem Impulsverhalten zugute kommt. Damit der Schall nach außen dringen kann, werden die feststehenden äußeren Elektroden perforiert.

Typisches Beispiel für ein Speiseteil: Übertrager (im oberen Teil des Bildes) vervielfachen die Nutzsignalspannung auf bis etwa 100 V bis max 250V und eine Hochspannungskaskade (im unteren Teil des Bildes) stellt die Polarisationsspannung aus der Netzspannung her. Im gezeigten Beispiel Stax Kopfhörer
 

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