Terugblik Project 159

Elektrostatische luidsprekers

door Tom Magchielse (©2004)

Een avondje klassieke audiotechniek wordt altijd goed bezocht, en deze avond was daarop geen uitzondering. Er was dan ook heel wat te beleven; zowel de historie van de elektrostaat als de theorie achter de werking en de problemen van het zelfbouwen kwamen aan bod. En er werden zelfgebouwde ESL's gedemonstreerd.

We begonnen met een historisch overzicht door Martin Goosen van Transtec. Jarenlange betrokkenheid als vertegenwoordiger van de Quad elektrostaten levert natuurlijk een schat aan ervaring. We leerden hoe men al patenten op een elektrostaat had in 1935, terwijl de juiste inzichten in de werking (constant charge) en de juiste materialen om ze te maken pas rond 1950 beschikbaar kwamen. En toen ze dan eindelijk gemaakt konden worden, rond 1955, moesten ze ook nog een hoog rendement hebben omdat de krachtigste versterkers uit die tijd rond de 15 watt konden leveren. Wat velen al vreesden werd ook bevestigd: met de betrouwbaarheid was het maar matig gesteld. Dunne folie, open constructies, lijm en hoogspanning, het is vragen om narigheid. Om die reden werden vele exotische constructies ook nooit geëxporteerd, de vrijwel zeker noodzakelijke service was een probleem. De lezing werd verlevendigd met goed gekozen muziekvoorbeelden uit de besproken periodes, weergegeven door een elektrostaat.

Tijdens de pauze kon naar verschillende zelfgebouwde ELS's worden geluisterd.

Na de pauze waren de zelfbouwers aan het woord.

Fré Jorritsma gaf een overzicht van de opbouw van de ESL, en van de problemen die ook nu nog aktueel zijn in elektrostatenland zoals grote panelen voor de lage tonen, bundeling in het hoog, de step-up transformator, folies en coating, hoogspanningsversterkers en correctiefilters, en nog veel meer.

Edo Hulsebos pakte de theoretische kant aan. Hij gebruikte een soort lijnbronmodel, dat een geluidsdruk in het verre veld produceert die met de afstand r verloopt als 1/sqrt(r). De stralingsweerstand hiervan varieert als sqrt(omega), en dit verloop moet worden gecompenseerd door het membraan op te delen in secties die de verschillende frequentiegebieden met verschillende sterkte weergeven. Voor het corrigeren van het 3dB/octaaf verloop zijn vrij veel secties nodig. De luidspreker die op basis hiervan was gebouwd was in de lobby te beluisteren en klonk prima.

Frank Verwaal gaf eveneens een goed doortimmerd technisch betoog , waarin de "formule van Walker" centraal stond. Deze stelt dat de geluidsdruk van een ESL eenvoudig volgt uit :

Een opmerkelijk eenvoudig verband, dat een perfecte weergave belooft bij stroomsturing! Bij spanningssturing loopt de weergave met 6 dB/octaaf op, hetgeen samen met de afstandsafhankelijkheid van 1/r wijst op een ander model dan dat van Hulsebos. Omdat er door tijdgebrek geen gelegenheid was om vragen te stellen, kon dit punt niet opgehelderd worden. Uw verslaggever vreest dat in het model van Hulsebos geen rekening is gehouden met het feit dat elk oppervlakte-element van een elektrostaat door de zeer geringe mechanische impedantie van het membraan zich niet als een monopool, maar als een dipool gedraagt. Zo is er toch nog een vraag gesteld!


Inmiddels is deze vraag als volgt per email beantwoord:

Er wordt in het verslag melding gemaakt van een discrepantie tussen een helling van +6dB/oct in mijn verhaal en een helling van +3dB/oct in het verhaal van Edo.

Dit verdient een toelichting:

De schijnbare discrepantie  komt doordat Edo het heeft over lijnbronnen. De helling van +3dB/oct is karakteristiek voor lijnbronnen . Een lijnbron heeft idealiter een oneindig grote hoogte, wat betekent dat je nooit (bij geen enkele afstand - hoe groot ook) in het verre veld komt. De +6dB/oct helling waar ik het over had treedt juist op in het verre veld. Bij lijnbronnen van praktische (eindige)  afmeting is er uiteraard wel een afstand waar het gedrag overgaat in verre veld gedrag. Voorbij die afstand geven ook deze bronnen een +6dB/oct helling. Als er drie minuten meer tijd beschikbaar was geweest had ik dit nog kunnen vertellen. Edo heeft beslist niet het dipoolkarakter verwaarloosd hoor, daarvoor weet-ie veel te goed waar hij over praat. De ontwerp-aanpak van Edo (en de meeste zelfbouwers) en die van mij verschillen dus hierin dat je bij een lijnbron probeert vooral niet in het verre veld te raken (want dan is de lijnbron blijkbaar niet hoog genoeg om als lijnbron te mogen worden opgevat), terwijl ik juist probeer om te zorgen dat de luisteraar wel in het verre veld zit. Daartoe moet ik bij stijgende frequentie het stralend oppervlak verminderen. Zie ook de discussie door Peter Baxandall in het loudspeaker and headphone handbook van John Borwick. Ik doe dat door een twee- of driewegsysteem te gebruiken.

Verder wil ik nog zeggen dat ik het een leuke en interessante avond vond.

Bedankt!

Met vriendelijke groet,

Frank


Hopelijk heeft deze avond de elektrostaat opnieuw onder de aandacht gebracht, en een aantal leden weer aan het denken gezet over de mogelijkheden van dit type luidspreker. Over de kwaliteit van de voordrachten hadden we in ieder geval niet te klagen.

En voor wie het allemaal nog eens uitgebreid wil bekijken zijn de beschikbaar gestelde presentaties hier voor download beschikbaar.

AESproject159FreJorritsma.pdf (2 MB)

AESproject159EdoHulsebos.pdf (1.4 MB)

AESproject159FrankVerwaal.pdf (1.5 MB)

De website van de elektrostatenvereniging vindt u op http://esl.hifi.nl