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DIY 个（等）离子扬声器

（一）立项可行性分析

（等）离子扬声器是一种利用气体放电引发声波的新型扬声器。在欧洲已经形成了比较成熟的商品。它的突出优点是：振源极轻无谐振，发声纯净频带极宽（1KHZ—150KHZ）。目前正为一些有创新意愿的DIY友所关注。

先上几张商品化（等）离子扬声器的结构图。

ACAPELLA

COROMA  （LANSCHE使用）

咱们就从这些图来分析一下COROMA及ACAPELLA的特点及共同点：
1）使用电子管PL519（似乎也就是行扫描管）及高频螺旋线圈起焰，高频频率应是数十MHZ量级（可能是27MHZ）。
2）使用含陶瓷结构的金属辐射号筒。（灵敏度达到 90—100 DB / 瓦米 。）
3）克服环境污染的措施到位：使用良好的电磁屏蔽，及高频隔离。但并未采用惰性气体消除O3。
4）电源容量也就 200 瓦 左右。
能在欧洲国家里实现商品化，上CES展览会，咱们就姑且认为环境污染问题已能克服了，不必再为之忧虑不休了。

看起来这些实现硬件的条件，许多DIY胆机、DIY电子的朋友手中都具备。所以跃跃欲试者众。咱们HIFIDIY论坛里，已有些DIY电子的朋友拉出了电弧，取得了一些进展。火腿论坛（对高频更是行家了）有的烧友已搞了好几年了。国外的DIY友玩的就更多啦。所以不能算从零开始，可借鉴的电路及经验有的是。
等离子扬声器测试结果如何？没有查到上述商品单元的数据；但从公布的大功率（等）离子扬声器测试情况看，测试结果则有些出奇地好：

频响图。上半部的 相位—频率 图就属于出奇的好，一点湾也不打；下半部的 幅度—频率 图也很好，虽然可能有 +- 1DB 的起伏，但其变化十分平缓，全无寄生谐振的迹象。

再看它的瀑布图（CSD），似乎是令人吃惊的好了，在 0.04MS 的的区间内全线急速下落，干干净净。难怪写听感的主儿都在说它的声音清纯、靓丽云云。

从音箱驱动单元的角度看，DIY（等）离子扬声器的目的应当是出好声，只“能出声”是不够的。总是要讲究个性价比的。起始目标成本应当低于流行的进口品牌球顶绢膜高频单元；总体性能水平也应与之有一比才好，最好能超过它们。当性能上确有优势时，才能考虑提高或追加成本。这个目标现实吗？

现在设想，要DIY这玩艺儿，可以分成下面的几个方块进行。这些问题都是需要认真解决的：
1）高频火焰的准确操控。频率、电压、电流、稳定性。包括相关电路设计。
2）音频调制的方法及质量控制。（COROMA似乎是屏栅极调幅，ACAPELLA从结构图上看不出来，不能肯定。）
3）金属辐射号筒及电极的设计及相应的机加工。电磁屏蔽相关的机加工。
4）音频指标的测试及相应的综合调试。

看看国外大功率（等）离子扬声器的演示会。

这个DIY项目要上马的话也不能指望“立竿见影”一蹴而就。也要准备跑个马拉松。音箱坛子里下手玩电路的朋友不多（不建议初学者在准备不足时匆匆介入，毕竟要玩高电压，安全第一！），音响和胆机坛子里下手玩电路的朋友就多多了。可以结合起来发挥优势搞。

希望大家发表意见，亮亮各自所长及优势，看看能否群策群力搞起来。

 

等离子扬声器教程

此教程为等离子扬声器教程，具有较高的危险性。
危险性表现在以下几点：1.对人体造成触电危险 （功率大于100W时死亡几率明显增大）
2.对音频源例如手机造成损害甚至永久损害（请搞好隔离）
3.高温的电弧造成的严重烧伤（电弧核心温度高达13000℃）
4.电弧极易引起周围易燃物质的燃烧，容易诱发火灾，造成致命危险
5.高频大功率电磁辐射造成痴呆，增大得脑肿瘤的几率
6.高频大功率电磁辐射造成周围电器的失常工作，比如鼠标。
7。产生大量一氧化氮（会被空气氧化成二氧化氮，剧毒）和臭氧，对人体有害，请注意通风，以免中毒死亡。
8，此电路用到电解电容器，如果接反，会引起爆炸，碎片可能飞出划破动脉造成死亡。电解液具有腐蚀性，飞溅到眼睛里可能致盲。


简述：
离子扬声器是扬声器的一种却完全区别于普通扬声器，普通扬声器都是通过振膜的震动驱动空气发声，由于每种振膜都有自己的谐振频率这就不可避免的使发出的声音幅频特性变差——音频信号中频率与振膜谐振频率接近的成分最强，而那些频率远离谐振频率的成分将衰减，离得越远衰减的越厉害并最终完全被衰减掉，可见要想改善普通扬声器的发声性能必须解决扬声器的谐振问题。离子扬声器正是为了克服普通扬声器的这一弊病而设计的，它没有振膜通过直接驱动离子化的空气震动发声，所以理论上离子扬声器是扬声器中性能最佳的。
在一般的状态下，空气的分子量中性的、不带电。但经过高压放电后就成为带电的粒子，这种现象称游离化。把游离化的空气利用音频电压振动，则产生声波，这就是离子扬声器的原理。

用途：HIFI音响的高音单元

此图有些毛病，等会再说。先说一下原理。
这里的TL494集成电路输出一个方波，方波占空比和频率都可以调节。而之所以这个电路可以”唱歌“，主要是音频输入部分接的其实是占空比调节引脚，音频不断调解着方波的占空比，这个变化也就引起了电弧的变化，电弧的变化必然引起电弧核心温度的变化，也就引起了不同程度的空气膨胀变化，就成了所谓的”电弧音乐“。这种方式类似D类功放。
TL494输出频率计算
f=1/2RT *CT
有电路图可知，TL494的9脚和10脚是内部三极管发射极开路，所以原电路没有办法给场效应管IRF540的GS寄生电容放电。所以这样会造成很大的开关损耗，巨大发热，谈何效率。
本人经过研究设计了两款GS结电容放电电路，极其简单上图可实现的功能通俗地说就是：9脚有电流进入该线路输入端，Q2导通，Q1截止，MOS管GS电容快速充满电，Q4导通；9脚无电流进入该线路输入端，由于二极管D1的存在，Q2截止，Q1导通，由于偏置电阻R1仅仅有1KΩ，故Q1迅速将GS短路，完成放电。上图有点错误，不小心被我画成场效应管短路电源了那个Vcc12V那应该是高压包初级线圈而不是直接连到场效应管，绘图低级错误。

上图原理和上面那个电路类似，不过优点是只需要一个三极管。

如果不采用专门设计的GS电容放电线路，开关损耗会相当大。我们设计的时候要求选用GS电容尽量小的MOS管，可以减小开关损耗。很多人不加思考直接按那张图去制作离子扬声器，其后果就是发热超超超大，都可以烧水了。还有的人盲目加图腾，而不知道图腾直接加上去是一点用都没有的，PNP管相当于没用。


有的朋友可能要问了，为什么不能用三极管而非要用MOS管。这里没有说必须是场效应管，只是因为TL494的特点是输出电压高，电流较小，显然适合驱动MOS这种压控元件而不是三极管这种电流控制元件。而且场效应管功率更大，只是相对三极管更容易损坏。

关于高压包初级匝数和高压包供电电压，这里没有要求，只需要高压包输出电压大于10KV即可。为了确保音质，功率应该大些。
关于音源，最好用便宜手机之类的，而不要用电脑，做好保护，防止高压击穿手机造成巨大损失。手机推荐诺基亚的，诺基亚的耳机孔输出功率较大，适合作为此电路的音源。有条件的可以自己制作一个简单的8050功放来放大音频信号。

上面视频为本人的等离子扬声器视频，拍的很次，可能因为GS放点电路的电阻取值太大，导致放电放得不够“狠”，开关损耗还是比较大（但比那些直接模仿的人好很多很多，我的开机30分钟场效应管散热片微热）

朋友们直接按照那张TL494线路图制作即可，别忘了加上我的GS电容放电线路。当然你如果图省事用三极管代替场效应管也是可以的。。。

 

视频比较垃圾，我有时间重新拍一个，觉得电路没调试好，有破音。PS，功率越大越不容易破音，音质越好。功率再大可就不能用单管了哦。。。另外，有条件的还是上市电，初级匝数多绕些。市电的话达到大功率就比较容易，而且电流很小，对管子要求就低了。

这是KC的神之觉醒的电路图，采用110V到150供电，故Q4的电流较小，所以发热自然很低。有条件且有胆量的朋友可以试试。

再上几张图

 

懂行的都说说这个怎么着才能玩儿的起来

感觉这个做起来不容易啊

电路看来不复杂，就是开关电源，

这类DIY都是机械、结构比电子复杂

另外，看电路结构，这货估计没有上面吹的那么神

学习了！