En elektrostatisk högtalare ( eng. ElectroStatic Loudspeakers ESL ) är en typ av ljudsändare ( högtalare ) där ljud skapas med hjälp av ett membran placerat i ett elektrostatiskt fält . Kan ha utmärkta ljudkvaliteter: extremt låg koefficient för icke-linjär distorsion (mindre än 0,05%) .
Högtalare använder ett tunt platt membran (membran), vanligtvis en plastfilm belagd med ett ledande material (som grafit ), placerad mellan två elektriskt ledande galler (stator), som är en metallplåt med hål (eller sträckt tråd), med en liten luftspalt mellan membran och stator. Membranet samverkar med statorns elektrostatiska fält .
Det kan finnas en eller två statorer placerade på olika sidor av membranet, och membranet kan ha låg resistans eller hög resistans. För att fungera med låg distorsion måste membranet arbeta med en konstant laddning på sin yta snarare än en konstant spänning . Detta uppnås genom en eller båda av två metoder: en ledande beläggning av membranet väljs och appliceras på ett sådant sätt att det ger det en mycket hög ytresistivitet , och/eller ett högvärdesmotstånd kopplas i serie mellan högspänningen källan och membranet (motståndet visas inte). Den senare metoden introducerar dock fortfarande distorsion eftersom laddningen kommer att flöda genom membranet till en punkt närmast "rutnätet" eller elektroden, vilket ökar kraften som förflyttar membranet, detta kommer att inträffa vid ljudfrekvensen, så för en praktisk högtalare membranet behöver högt ytmotstånd ( megaohm per kvadrat) för att minska laddningsflödet.
I den vanligaste versionen sträcks ett högresistansmembran mellan två statorer. Membranet hålls i mittläget på grund av elasticiteten.
En ljudsignal med hög amplitud (genom en upptrappningstransformator ) matas, i motfas , till de främre och bakre gittren (statorer) . Som ett resultat uppstår ett enhetligt elektrostatiskt fält mellan statorerna, proportionellt mot ljudsignalen. Detta orsakar uppkomsten av en Coulomb- kraft som verkar på det laddade membranet och förskjuter det, som ett resultat av dessa vibrationer flyttar luften på båda sidor om det.
Eftersom fältet är enhetligt - det verkar jämnt på hela membranet, och själva membranet har en extremt låg massa, tack vare detta uppnås höga akustiska egenskaper: en icke-linjär distorsionskoefficient (THD) på mindre än 0,05%, bra impulssvar, platt frekvenssvar .
I nästan alla elektrostatiska högtalare drivs membranet av två galler, ett på varje sida, eftersom kraften som verkar på diafragman från ett galler skulle vara oacceptabelt icke-linjär, vilket resulterar i harmonisk distorsion. Att använda rutnät på båda sidor eliminerar den spänningsberoende delen av icke-linjäriteten, men lämnar den laddningsberoende (attraktionskraften) delen. Resultatet är en nästan fullständig frånvaro av harmonisk distorsion.
I en av de senaste utvecklingarna appliceras en ljudfrekvensspänning på membranet, och en konstant spänning appliceras på gittren (de så kallade Transparent Sound Solutions ).
Sådana högtalare tillverkas av endast ett fåtal företag och priset är ganska högt .
Membranet är oftast tillverkat av polymerfilmer ( lavsan , mylar ), polyesterfilm (2-20 mikron tjock) med exceptionella mekaniska egenskaper, såsom polyetentereftalatfilm .
Statorerna ska skapa ett så enhetligt elektriskt fält som möjligt, samtidigt som de sänder ljud. Lämpliga gallerkonstruktioner är därför perforerade metallplåtar, spänd trådram etc.
Vid basen av det akustiska systemet med elektrostatiska högtalare finns en upptrappningstransformator och en högspänningskälla (men samtidigt mycket liten, det vill säga inte farlig, ström).