Ionophone ( eng. Ionophone ) o, en algunas fuentes, un arco de canto : un altavoz de plasma .
Ya a fines del siglo XIX, William Duddell notó que el timbre del sonido de un arco eléctrico "silbido" cambia según la frecuencia de sintonización del circuito LC . También fabricó en 1899 el primer instrumento musical electrónico de teclado del mundo " Singing Arc " ( Eng. Singing Arc ).
La aplicación práctica del "arco" se encontró en la década de 1950, cuando los radioaficionados soviéticos demostraron la "unidad de reproducción de sonido con un ionófono" [1] .
Hay dos tipos principales de tales altavoces: basados en una descarga de corona (se produce una descarga cerca de un electrodo ) y arco eléctrico (se produce una descarga entre dos electrodos).
El principio de emisión de sonido para ambos tipos de altavoces es el mismo: se crea una descarga de alta frecuencia, la corriente de descarga es modulada por una señal de audio, esto provoca pulsaciones volumétricas en el cuerpo de descarga que, a su vez, provocan oscilaciones del aire circundante .
La principal característica es que los altavoces de plasma no introducen distorsiones mecánicas en el sonido , no están sujetos a diversas resonancias acústicas y, por tanto, tienen una calidad de reproducción de las gamas de frecuencias medias y altas inalcanzable para otro tipo de altavoces . Esto se debe al hecho de que los ionófonos, de hecho, no tienen un difusor , y la masa del sistema móvil es extremadamente pequeña, ya que está determinada por la masa de aire ocupada por la descarga (plasma). Por lo tanto, su principal ventaja es la calidad del sonido obtenido por modulación de amplitud , y sus principales desventajas son el alto nivel de potencia radiada de la interferencia de radiofrecuencia a frecuencias de decenas de megahercios y la ionización del aire circundante [2] , también una desventaja significativa. es la corta vida útil del electrodo (rara vez supera varios miles de horas).
Varias empresas [3] [4] producen comercialmente ionófonos basados en descarga de corona . Al mismo tiempo, se usan más ampliamente como diseños de radioaficionados , en los que, por regla general, se usa modulación de ancho de pulso (PWM) y se obtiene alto voltaje en los electrodos usando transformadores elevadores de alto voltaje [5 ] [6] . Estos dispositivos crean significativamente menos interferencia electrónica, ya que la descarga en ellos se produce entre dos electrodos, a diferencia de los dispositivos basados en una descarga de corona, y con modos de funcionamiento seleccionados correctamente, los electrodos pueden funcionar durante mucho tiempo [7] , pero es imposible para lograr un sonido de alta calidad, debido a la imposibilidad de transmitir una señal PWM de banda ancha mediante un transformador elevador de alto voltaje.
Una alternativa real de trabajo es un dispositivo que utiliza el principio de amplitud-pulso, combinando la calidad del primero y las ventajas del segundo, este principio está patentado [8] .
Un concepto erróneo común sobre los ionófonos es que su eficiencia es baja. Esto es parcialmente cierto, pero el uso de una base de elementos moderna puede mejorar significativamente la eficiencia y reducir el consumo de electricidad a varias decenas de vatios.
En experimentos con un ionófono, debe tenerse en cuenta que en todas las formas conocidas de descarga eléctrica en un medio que contiene oxígeno, es posible la formación de ozono [9] , que pertenece al grupo de gases venenosos. Y dado que el aire también contiene nitrógeno, también es posible la síntesis de óxidos de nitrógeno tóxicos .