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Come funziona l'altoparlante elettrostatico?

Il concetto di base è molto semplice, tanto semplice quanto difficile ne è la costruzione.
Al crearsi di determinate circostanze, un diaframma di materiale inerte (mylar o similari) immerso fra due griglie, vibra. Le griglie sono di materiale conduttivo e ricevono il segnale audio proveniente dall'amplificatore, mentre la membrana è sottoposta ad una tensione continua di polarizzazione di valore piuttosto elevato. Al passaggio del segnale audio, la differente carica delle griglie, che sono di polarità opposta, si esprime attraendo o respingendo la membrana, così da cedere l'energia del movimento stesso alle molecole d'aria circostanti. Si generano così le onde sonore che si propagano in ambiente. Avendo una ridottissima massa in movimento si ha anche un'inerzia molto bassa e quindi la risposta ai transienti è eccellente e velocissima. Di conseguenza si ottiene una riproduzione sonora moto accurata e la raffinatissima varietà di vibrazioni di cui è capace il sistema si trasforma in una qualità d'ascolto straordinaria.

Come funziona l'altoparlante elettrostatico

Perché scegliere un altoparlante elettrostatico

Se si immagina un normale altoparlante dinamico come una sorgente puntiforme, avremo un angolo di propagazione delle onde sonore prodotte molto ampio. Cioè provoca una diminuzione del volume e della qualità sonora anche a breve distanza.

Immaginiamo ora il suono riprodotto da un altoparlante elettrostatico. Il segnale produce l'impronta sonora coinvolgendo una grande superficie piana che risponde conseguentemente con un'area di propagazione equivalente. Pertanto, a parità di distanza, il volume subisce un'attenuazione molto minore mantenendo una qualità d'ascolto elevata.

Possiamo concludere che:

Sistema d'altoparlanti tradizionale Sistema d'altoparlanti elettrostatico
Piccolo diaframma mobile, grandi variazioni di pressione, distorsione elevata. Zona di produzione sonora dipolare generata da grande diaframma mobile, piccole variazioni di pressione, bassa distorsione.
La diffrazione del cono è elevata e difficilmente controllabile. La diffrazione di una membrana piatta è minima e ha quindi possibilità di controllo maggiori.
La massa del cono è elevata con conseguente elevata inerzia. L'alta distorsione incide notevolmente sulla riproduzione di piccoli segnali musicali. Il diaframma è leggerissimo e di massa piccolissima. La distorsione è molto bassa e quasi ininfluente sui piccoli segnali musicali.
Il suono viene prodotto solo da un lato dell'altoparlante. La concezione push-pull genera un diagramma polare molto ampio, un vero suono Hi-Fi
Il movimento del cono si basa su di un campo magnetico (traferro/bobina mobile) quindi esistono problemi di magnetizzazione. L'unità elettrostatica lavora con l'apporto di un campo elettrico, quindi non esistono problemi di magnetizzazione.
Il sistema lavora a bassa tensione e ad alta corrente. Risposta ai transienti lenta. Il sistema lavora ad alta tensione e bassa corrente. Risposta ai transienti veloce.

La filosofia dei nostri elettrostatici

Alimentazione

Soddisfare lo standard internazionale di sicurezza alimentando gli altoparlanti elettrostatici a 220V AC è difficile. Attraverso molti anni di ricerca e sperimentazioni dirette sul campo, siamo giunti alla conclusione che un alimentatore 12V/0.15A può soddisfare pienamente la quantità di energia necessaria al funzionamento dei nostri diffusori e garantire la sicurezza del dispositivo. Le membrane realizzate sono ad alta efficienza e la potenza necessaria è inferiore a 2W.

L'applicazione di nanotecnologie alle nostre membrane

L'elemento mobile di un altoparlante elettrostatico richiede di essere trattato appositamente per poter vibrare alla presenza di un campo elettrico alternato.
Le nostre membrane sono state sviluppate per sostenere il rivestimento, studiato in ambito delle nuove nano-tecnologie, di uno speciale materiale che ha proprietà adesive superiori e qualità elettriche d'eccellenza. Il risultato ottenuto è una membrana in grado di vibrare con minori esigenze energetiche, risposte ai transienti più veloci, minore distorsione e qualità sonora senza pari.

Struttura della cella elettrostatica

Le griglie del sistema elettrostatico hanno due funzioni:

  1. devono gestire il suono che si genera fra di esse: il suono prodotto dalla membrana deve "uscire" oltre le griglie, quindi è necessario che queste ultime siano adeguatamente forate;
  2. le griglie sono anche gli elettrodi che servono per generare il campo elettrico alternato che stimola il movimento della membrana e devono quindi avere una buona conducibilità in tutta l'ampia zona del pannello. Devono inoltre poter reggere la foratura con uno spessore adeguato (ma lo spessore eccessivo ad alta frequenza può essere deleterio, quindi è necessario trovare l'equilibrio giusto) e i fori di risonanza devono essere fatti in modo che la griglia possa rimanere stabile.

È quindi la struttura della cellula che crea le migliori condizioni per avere ottime prestazioni audio, sia dal punto di vista della propagazione che della timbrica, la massima efficienza alla più bassa distorsione.

Tecnologia di protezione delle superfici

L'altoparlante elettrostatico può essere considerato come un condensatore che utilizza aria come mezzo conduttivo. Il suo stato di funzionamento è fortemente influenzato dalle condizioni ambientali (temperatura e umidità), principalmente perché:

  1. l'intensità del campo elettrico è influenzata dalle variazioni del coefficiente medio;
  2. la corrente di drain tra le griglie aumenterà ad alte temperature e alti livelli di umidità;
  3. la perdita di tensione di polarizzazione della membrana vibrante è fortemente influenzata dalle variazioni del mezzo (aria).

Si applica allora una speciale protezione superficiale alla membrana e alle griglie, che agisce come uno strato isolante contro temperatura e umidità. Inoltre, questa protezione, si comporta anche come un cut-off di corrente e tensione tra le due piastre e tra le piastre e la membrana stessa.
Pertanto, possiamo sostenere che i problemi esistenti nei tradizionali altoparlanti elettrostatici sono fondamentalmente risolti, gli altoparlanti sono quindi meno influenzati dall'ambiente consentendo anche una maggiore longevità di funzionamento.

Esiste un limite massimo riguardante la tensione di ingresso per tutti i diffusori elettrostatici, perché quando la tensione aumenta oltre un certo livello, il diaframma vibrante fra le griglie si può danneggiare. Maggiore è la tensione di ingresso massima consentita, maggiore è la potenza applicabile al diffusore. Basandosi sulla suddetta tecnologia di trattamento delle griglie e della membrana, il gap (tra griglia e diaframma vibrante) è di 1/3 inferiore a quello del tradizionale diffusore elettrostatico, ovviamente a parità di potenza applicata al diffusore. Migliorando quindi l'intensità del campo elettrico restringendo gli spazi fra gli elementi costitutivi del diffusore, si ottiene una minore escursione della membrana vibrante con conseguente minore distorsione, dando così al diffusore elettrostatico una maggiore efficienza e una risposta più rapida.

Tipologia di produzione

L'altoparlante elettrostatico tradizionale è costituito da un diaframma vibrante in pezzo unico. Rendere piatta e tesa una membrana estremamente sottile e di enorme superficie è molto difficile, per non parlare della applicazione di tecniche adeguate al raccordo con altri accessori.
Il nostro altoparlante elettrostatico invece adotta la cosiddetta "unità-tipo di produzione", ovvero una cella studiata appositamente per fare in modo che il singolo grande diffusore possa essere diviso in parti più piccole. Le dimensioni e la struttura di tutti i moduli sono attentamente controllati per conformità e precisione ed i raccordi sono montati automaticamente con apparecchiature di alta precisione per assicurare uniformità di montaggio e massima qualità produttiva.

Multi-unit complesso

Per ottenere un altoparlante elettrostatico full-range, abbiamo progettato unità di piccole e grandi dimensioni: le celle più grandi sono adibite alla riproduzione della gamma bassa delle frequenze mentre le più piccole sono destinate alle frequenze medie e acute.
Le dimensioni delle celle sono state ottimizzate attraverso ripetute simulazioni, calcoli e prove computerizzate, in modo da ottenere una riproduzione sonora delle varie frequenze ancor più conforme ai principi di acustica e di ascolto in alta fedeltà. La struttura complessa a celle sovrapposte, oltre ad avere un ottimo impatto visivo e di design, tende a far sì che la pressione sonora riflessa dal soffitto e dal pavimento della stanza sia meglio distribuita in ambiente migliorando notevolmente la diffusione verticale del sistema. Il campo sonoro che ne deriva si mostra più ampio e dinamicamente più reale, consentendo un ascolto rilassato e per nulla affaticante.