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静電型(ESL)理論

なぜ悩むのでしょうか?従来のスピーカーは設計や生産がとても簡単なのに、なぜ静電スピーカーを作るのだろうと不思議に思う人も(ほとんどのスピーカーメーカーも)います。一般的なダイナミックスピーカーの性能が低いとしたら愚かな質問ですが、実際は、そうではありません。MartinLoganも現在の静電技術ではうまく処理できないアプリケーション(極端な例を挙げるとサブウーファー)には、他のアプローチを採用しています。コーンやドームスピーカーは今でもその役割を果たしています。

しかし、可能な限り静電技術を採用しています。静電スピーカーは特別な種類のスピーカーであり、並外れた説得力のあるリアルな再生を可能にします。ある重要な点において、優れた静電スピーカーは他のどのスピーカーよりも優れています。MartinLoganの静電スピーカーを、良い環境で正しくセットアップして聴いていただければ、その違いはすぐに明らかになるでしょう-説明は不要です。

しかし、経験だけでなく理解したい方のために、ここにバック・ストーリーがあります。静電スピーカーはどのように機能し、どのようなメリットがあるのでしょうか?それと同じくらい重要なのは、何が問題で、それを克服するためにMartinLoganは何をしてきたのかということです。そうすれば、他に殆ど誰も試していないような素晴らしいスピーカーで、なぜ私たちがこれほどの成功を収めているのかがわかるでしょう。

静電型スピーカーの動作原理

静電トランスデューサーは、ステーター、ダイアフラム、スパー(スペーサー)の3つの基本部品をサンドイッチ状に組み立てたものです。振動板は超軽量のプラスチックフィルムで、導電性材料を含浸させ、絶縁体でコーティングされた穴あき鋼板である2つのステーターの間に張られています。スピーカーの動作時には、高圧電源によって振動板が一定の正電圧に充電され、周囲に強い静電界が発生します。(静電スピーカーに電源コードがあるのはなぜかと思っていらしたら、これがその理由です)。

一方、ステーターは、昇圧トランスを介してオーディオシステムのアンプに接続されています。アンプの出力を、強度は同じですが、逆極性の高電圧信号に変換します。そのため、一方のステーターの電荷が正の値を増すにつれて、もう一方のステーターの電荷は全く同じ量だけ負の値を増していきます。同じ電荷が反発し、反対の電荷が引き合うため、ダイアフラムの正の電荷は、ステーターの電荷に応じて、ダイアフラムを強制的に前進または後退させます。例えば、前のステーターの電荷がマイナスで後ろのステーターの電荷がプラスの場合、振動板は前から引っ張られ、後ろから押されて前方に移動します。ステーターの電荷が強ければ強いほど、振動板の変位は大きくなります。このように静電トランスデューサーは、オーディオ信号を振動板の動きに変換して、部屋の中で音波を発生させます。

パネルの剛性を高め(ダイアフラムだけが動くことが非常に重要です)、ダイアフラムがステーターに近づきすぎないようにするために、スパーと呼ばれる非導電性の細長いストリップが各ステーターの長さに沿って幅方向に配置されています。

静電型のメリット

従来のスピーカーのドライバーは、ボイスコイルと呼ばれるワイヤーのコイルに振動板が取り付けられています。このコイルにアンプからの電流が流れることで、変動する電磁界が発生し、それが固定された永久磁石の磁界と相互作用して振動板の運動を起こし、音が発生します。ボイスコイルはドームの外周やコーンの頂点に取り付けられているため、実際に駆動されるのは振動板のごく一部で、残りの部分はそれに追従しなければなりません。振動板の剛性が高くないと、周波数によってはたわんで共振する傾向があり、歪みや不均一な反応の原因となります。しかし、特にトゥイーターの振動板は、十分な効率と高域の伸びを可能にするために、軽量である必要があります。これらの理論的な要求を同時に満たすことは、実際の材料ではほぼ不可能です。

一方、静電ダイアフラムは、その表面全体で均一に駆動されるため、剛性を持たせる必要は全くありません。(MartinLoganの静電ダイアフラムは、実際には空気よりも軽くなっています。) これは、トランスデューサーの歪みをキャンセルするプッシュプルモードの動作と相まって、振動板が最も繊細な音の細部まで絶対的な精度でトレースすることを可能にしています。また、トランスデューサーが他のドライバーとクロスオーバーすることなく、非常に広い周波数範囲で動作することを意味します。ドライバー間の音響的な干渉とクロスオーバーフィルターによってもたらされる位相シフトは、従来のスピーカーでは一般的にクロスオーバーが配置されているミッドレンジや低域の高音域に特に影響を与える周波数特性の不規則性を引き起こします。

制御された指向性。静電型スピーカーのもう一つの重要な特徴は、自然なダイポールの放射パターンです。真のダイポール・トランスデューサーは、振動板の前面と背面から同じ強度で放射しますが、出力は逆位相になっています。その結果、側面に向かって波打つ音波は、スピーカーのエッジで交わり、打ち消されます。このことと、一般的な静電パネルのサイズが比較的大きいため、従来のスピーカーに比べて側面からの出力が非常に低くなり、音のディテールやステレオイメージングを妨げる傾向のある側壁反射が最小限に抑えられます。側面への出力の低減は、エレクトロスタットが崇敬される驚嘆すべき明瞭さに貢献しますが、スピーカーの背後の壁で反射されたエネルギーが音を開放し、深みを増します。

静電型の課題

では、なぜ世界では覆されているのでしょうか?なぜ、すべてのスピーカーメーカーが静電スピーカーを作らないのでしょうか?静電スピーカーの設計者が直面する問題を考えてみましょう。

ダイナミクス:

従来の電磁ドライバーでは当たり前とされていた効率と出力性能を持つ静電トランスデューサーを作るには、非常に強い静電界が必要です。これは、間隔が狭いステーターとダイアフラムを数千ボルトに帯電させることを意味します。反対に帯電した要素が互いに近づき、その電荷が強くなればなるほど、花火のような放電が発生する可能性が高くなります。このような振動板と固定子の間のアーク放電は、スピーカーとそれを駆動するアンプの両方に深刻なダメージを与える可能性があります。残念なことに、振動板がステーターに最も接近するのは、振動板とステーターの間の電荷の差が最も大きくなる時、つまり大音量の信号がピークに達する時です。

低音:

低域では、パネル幅に対して波長が大きくなると、振動板の反対側からの位相のずれた信号が互いに巻き付いて打ち消し合う傾向があります。そのため、他の真のダイポールスピーカー(従来のドライバーによる準ダイポールサラウンドと混同されないように)と同様に、静電型は低音が弱くなりやすいのです。パネルサイズを大きくすることで、上述した出力/効率の問題と同様に、この問題を解決することができますが、実用的な限界があります。

高域指向性:

パネルサイズのコインの反対側:音の波長が再生するスピーカーの振動板のサイズに対して小さい場合、音は部屋の中に広く分散するのではなく、狭い角度で放射される傾向があります。このような高域の "ビーミング "は、リスナーが座って適切なトーンバランスを聞くことができる非常に小さなスイートスポットを生み出し、多くの場合、つまらない、痩せた音質になります。他の全ての考慮事項は、静電型をより大きなパネルの方向に推し進めるものなので、高音域のビーミングは深刻な問題です。

ええ、コーンとドームスピーカーをエンクロージャーに収めて、その日のうちに終わらせるべきかもしれません。

技術の勝利

でも私たちはそんなことをしたことがありませんし、今から始めるつもりもありません。MartinLoganの静電スピーカーは上記のような問題を抱えていないからです。私たちが魔法使いだからではなく、静電スピーカーを特別なものにしているクォリティに十二分に配慮にして、様々な障害を克服するために努力してきたからです。詳細は各製品の説明に記載されています。

ハイテク・コーティングとMicroPerfステーター:

高度なダイアフラム・コーティングと高機能の航空宇宙用ステーター絶縁のおかげで、MartinLoganのパネルはアークを発生させることなく、非常に強い電荷をサポートすることができます。さらに、新しいXStatトランスデューサーのMicroPerfステーターは、(ステーターの剛性を損なうことなく)ダイアフラムの面積を大幅に増加させ、従来のパネルの2倍のサイズのダイナミクスと低域の拡張を可能にします。

ハイブリッド設計:

当社のパネル技術により、従来の非常に大型の静電型以外のものよりも低域まで動作させることが可能になりましたが、従来の同サイズのスピーカーのように深みのある低音を効果的に再現することはできませんでした。私たちの解決策は、非常に高品質なダイナミック・ウーファーで低域を再現することです。ハイブリッド・スタティック・スピーカーの2つの要素のトランスデューサー技術と放射パターンが大きく異なることを考えると、これは常に厄介な課題でした。(ダイナミック・ウーファーは全方向に放射するのに対し、静電パネルはダイポールであるため、ほぼ8の字型に放射されます)。さらに、このようなハイブリッドスピーカーを製造してきた他社は、自分たちのスピーカーの逞しさを証明するために、ウーファーからの出力を強調しすぎて、ナポレオンコンプレックスのようなものをしばしば見せてきました。このような誤った戦略の結果として、中域のディテールが曖昧になるような太くて硬い低音が出てきて、そもそも静電スピーカーを作る主な理由の一つを消し去ってしまいました。私たちはそのようなことはしません。その代わりに、当社のスピーカーには非常に高性能なウーファーが搭載されており、最高品質のコンポーネントで作られた慎重に調整され、精密に計算されたネットワークを介して、静電パネルの上でクロスオーバーされています。低いクロスオーバー周波数、位相と振幅に最適化されたクロスオーバー、そしてクリティカルに抑制されたウーファーが、2種類のドライバー間のシームレスな移行を保証し、両者のメリットを活かしたスピーカーを生み出しています。

Curvilinear Line Sourceパネル:

MartinLoganのCLS静電パネルは、大きな振動板の表面積を持つドライバーから望ましい水平指向性の範囲を達成するという問題に対するエレガントな解決策です。当社独自のバキュームボンディング技術、航空宇宙用接着剤、そして根気よく開発した工法により、性能、音質、構造的完全性を損なうことなく、最適な水平方向の曲率を持つパネルを製造することができます。同時に、CLSパネルは比較的限定された垂直方向の指向性を維持し、床や天井での好ましくない反射を最小限に抑えます。また、マルチドライバーやホーンのように、それ自体に問題があるようなトリックに頼ることなく、自然にそれを実現しています。

私たちはMartinLoganのスピーカーが完璧だと主張しているわけではありません。私たちは常により良いものにするために努力しています。エンジニアリングの証は試聴の中にあります。私たちの作品をぜひ試聴してみてください。私たちは、あなたに特別で満足感が得られる経験をしていただけると信じています。

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