- Teslahochtöner
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Ein Plasmahochtöner ist ein Hochtonlautsprecher ohne Membran. Die Schwingung wird durch eine Plasmaflamme erzeugt.
Obwohl er auch oft Teslahochtöner genannt wird, wurde der Plasmahochtöner weder von Nikola Tesla erfunden, noch gebaut. Er nutzt lediglich oft von Tesla erfundene oder geprägte Bauteile wie die Resonanzspule. Diese ist eine Teslaspule.
Andere Namen für Plasmahochtöner sind Plasmatweeter und Ionenhochtöner.
Inhaltsverzeichnis
Funktionsprinzip
Plasmahochtöner
Beim Ionenlautsprecher oder Plasmahochtöner wird die physikalische Eigenschaft der Luft genutzt, sich beim Erwärmen auszudehnen. Dazu wird mit einem Hochspannungsverstärker zwischen einer Messing-Anode und einer Messing-Kathode in einem Glasröhrchen ein leuchtendes Luftplasma erzeugt, dessen Volumen sich im Takt der Musik verändert.
Ionen-Hochtöner
Es werden auch Ionen-Hochtöner gebaut, die mit Hochfrequenz arbeiten, die Entladung wird von einer Wolframspitze direkt an die Umgebungsluft abgegeben. Der Ionenhochtöner für sich kommt theoretisch dem idealen Hochtonschallwandler sehr nahe, da seine Membran (Luft) so gut wie massefrei arbeitet und bei ihm auch keine Partialschwingungen (Verbiegungen) auftreten können, die zu den klanglichen Verfärbungen normaler Membranmaterialien führen. Ausgeführt ist der Hochtöner entweder als Rundstrahler (Magnat, entwickelt vom Physiker Dr. Siegfried Klein) oder mit einem Hornvorsatz für einen höheren Schalldruck (Version Corona usw.)
Ein Ionen-Hochtöner funktioniert nach einem ganz einfachen Prinzip. Ein Hochfrequenzoszillator wird amplitudenmoduliert. Dies macht man auch, um ein Tonsignal in die Sendefrequenz eines Rundfunksenders „einzubetten“. Allerdings wird die Hochfrequenz, die bei einem Radiosender über eine Antenne abgestrahlt würde, bei einem Plasmahochtöner in die Resonanzspule gegeben. Durch die Resonanzspule wird die Spannung auf 10-20 kV hoch transformiert, der Spannungsbauch liegt am Ende der Spule. Dort wird eine Elektrode angeschlossen. Durch die hohe Spannung an dieser Elektrode wird die Luft ionisiert, so stark, dass eine Plasmaflamme sichtbar wird. Diese Erscheinung aus ionisiertem Gas nennt man auch Koronaentladung.
Die Amplituden-Modulation erfolgt mit dem Musiksignal. Daher ist die Betriebsspannung des Oszillators vom Takt der Musik abhängig. Somit schwankt auch die Energie, die von der Resonanzspule über die Elektrode abgestrahlt wird und proportional dazu schwankt auch die Flammengröße.
Durch die Änderung des Volumens der Flamme, entsteht eine „Vibration“ und erzeugt einen Ton (beim normalen Lautsprecher würde hierfür die Membran vibrieren). Da die Flamme quasi keinerlei Widerstand hat, gibt es im Idealfall keine Störgeräusche, keine Klangverfälschungen durch Aufhängungen und kein Anlaufen der Vibrationen (Vor- und Nachschwinger).
Ein ähnliches Prinzip wird auch bei modulierten Teslatrafos benutzt. Auch mit ihnen kann ein Ton erzeugt werden.
Eigenschaften
Der lineare Frequenzgang ist messbar von 5000 Hz bis 100.000 Hz (weiter gehen die üblichen Messmikrofone nicht; Schätzungen gehen bis 800.000 Hz). In der Praxis ist es allerdings schwierig, diesen Hochtöner mit derzeit verfügbaren Mittel- und Tieftonsystemen so zu kombinieren, dass ein homogenes und annähernd natürliches Klangbild entsteht. Problematisch an dieser Schallwandlungsmethode ist weiterhin, dass durch das starke, ionisierende Feld größere Mengen Stickoxide erzeugt werden, die in Wechselwirkung mit dem Luftsauerstoff Ozon bilden. Durch den Einsatz von Katalysatoren in modernen Konstruktionen lässt sich die bei älteren Systemen deutliche Geruchsbelästigung inzwischen fast vollständig vermeiden. Gesundheitliche Schäden – auch bei längerem Betrieb – sind dabei nicht zu erwarten.
Literatur
- Nikola Tesla: Meine Werke 6 Bde. Michaels-Verlag ISBN 3-89539-247-2
- Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9
- Wolfgang-Josef Tenbusch: Grundlagen der Lautsprecher. 1. Auflage, Michael E. Brieden Verlag, Oberhausen, 1989, ISBN 3-980-1851-0-9
Weblinks
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