Ионофон – поющая дуга

Поющая дуга (ионофон)

Устройство входит в число высоковольтных игрушек с применением интегрального таймера 555. Достаточно интересная работа девайса может вызвать особый интерес не только среди радиолюбителей. Такой высоковольтный генератор очень прост в изготовлении и не нуждается в дополнительной настройке.
Основа — генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхеме 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

Nemo6587.jpgNemo6588.jpg

В этой статье будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.
Активных компонентов в схеме всего два — таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

NE555(1).jpg

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

98441529.jpg

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Принципиальная схема

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

ПлатаNemo7377.jpg

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Принципиальная схема

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор — использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типа ТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)
Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом
Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)
Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)
Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)
Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

Nemo7411.jpgNemo7412.jpg

tesla23-4(1).png

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.
Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант — использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.
В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой «дуговый» громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

Пение плазмы: туманные перспективы ионофонов

Сегодня наиболее распространённым типом звуковых излучателей в акустических системах является динамический громкоговоритель. Несколько реже применяются изодинамические и ещё реже электростатические драйверы. Многие убеждены в том, что динамики, как тип громкоговорителя, исчерпали ресурс развития, и эволюция акустических систем должна идти по другому пути.

Известно, что электромеханический принцип воспроизведения звука далеко не безупречен, что связано с появлением паразитных призвуков, резонансов, искажений. При этом психоакустические исследования таких ученых как Флетчер, Линкдайер, Алдошина демонстрируют, что среднестатистический человеческий слух восприимчив к, казалось бы, незначительным изменениям громкости на (0,2 – 0,3 дБ), тембральной окраски, способен определять короткие задержки между сигналами (12 -15 мкс). По этой причине некоторое количество энтузиастов считает, что будущее звуковых излучателей, по крайней мере, ВЧ-драйверов за ионофонами.

На текущий момент плазменный излучатель (ионофон) остаётся экзотикой для немногочисленных аудиофилов, а также радиолюбителей, экспериментирующих с созданием твиттеров этого типа. В этом материале я познакомлю (тех, кто не знаком) с принципом работы таких излучателей, уделю внимание истории «поющих дуг», опишу достоинства и недостатки, расскажу о самостоятельных и серийных разработках ионофонов, а также поделюсь своими мыслями о перспективах массового применения таких излучателей в аудиоаппаратуре.

Принцип действия: когда мембрана становится лишней

Принцип действия ионофона следующий – источником звуковых волн является зазор между электродами, в котором возникает электрическая дуга при подаче переменного тока высокого напряжения (около 10 кВ – 15 кВ), с частотой около 20-30 МГц. При воспроизведении ток разряда модулируется аудиосигналом, за счет чего происходит изменение объёма ионизированного воздуха между электродами — формируются звуковые волны.

Выглядит это так

Фактически, ионофон создаёт звук подобно разряду молнии, только в отличие от последнего этот процесс можно контролировать.

Существуют два типа ионофонов, которые отличаются локализацией возникновения разрядов. Первый предполагает возникновение коронного разряда около одного электрона. Во втором дуга, формирующая звуковой волны, возникает между двумя электродами. Коронный тип распространён при промышленном производстве ионофонов, дуговой чаще используется в опытах энтузиастов и кустарном изготовлении. Для повышения эффективности звукового излучения, как правило, используется рупорное акустическое оформление излучателей.

Важная особенность ионофонов состоит в том, что они используются, чаще всего, для воспроизведения высокочастотного спектра. При воспроизведении средних и низких частот нужно увеличивать зазор между электродами, следовательно, ещё больше поднять напряжение.

Основательно забытая инновация 19-го века

В 1900 году британский физик и изобретатель Вильям Даддел (Дуддел) стал первым, кто продемонстрировал контролируемое извлечение звуков из электрической дуги. Даддел использовал фортепианную клавиатуру для управления питающим током. Изобретение получило громкое название «Поющая дуга», и сейчас признано, как один из первых прообразов синтезатора. Гаджет впечатлил современников физика, но не получил развития.

Специализированный звуковой излучатель на основе этого принципа в 1946-м году предложил Зигфрид Клейн. Он ограничил дугу, поместив её в небольшую кварцевую трубку, которая соединялась с рупором. Коронный разряд в излучателе Клейна создаётся между анодом, (находящимся в кварцевой трубке) и катодом (металлическим цилиндром), в который была помещена анодная трубка.

При подаче на электроды напряжения 10 кВ (с частотой 100 кГц), модулированного аудиосигналом, вокруг анода возникало облако ионизированного воздуха, которое при сжатии и расширении (в результате модуляции) формировало звуковую волну. Температура, возникавшая в области коронного разряда, достигала 1700 оС — это существенно снижало живучесть электродов. Для повышения практичности излучателей Клейн пытался использовать платину и другие металлы. Позже появился специальный сплав хрома, алюминия и железа, благодаря которому проблема термической устойчивости электродов была решена.Не меньшей проблемой ионофона Зигфрида Клейна был характерный свист, сопровождающий появление коронного разряда. Нежелательный звук был устранён многократным увеличением частоты генератора (до 20 МГц).

В течение второй половины прошлого века попытки серийного выпуска ионофонов были у таких компаний как Plessely, Telefunken, Magnat, Audax, Fane Acoustics. Наиболее успешными разработками, при создании ионофонов, считаются серийные твиттеры компаний Lansche Audio, Acapella и наших соотечественников Viger-Audio. В частности Lansche Audio запатентовали, применяемый ими коронный излучатель, который продаётся под коммерческим названием CORONA.

Читайте также  Уличная широкополосная телевизионная антенна

Достоинства и недостатки идеальных высоких

Принцип действия ионофона акустически привлекателен отсутствием подвижных частей и мембраны. Это позволяет избавиться от переходных искажений, проблем с резонансами и прочих неприятностей, характерных для электромеханических излучателей. Теоретически, ионофоны не должны искажать звук, а АЧХ этих излучателей абсолютна равномерна. Тесты ионофонов демонстрируют предельно низкий уровень искажений, недостижимый для других типов излучателей, а также способны воспроизводить высокие частоты далеко за пределами возможностей человеческого слуха (до 150 кГц).

При всей массе достоинств, ионофоны пока (а возможно и в дальнейшем) не получили широкого распространения. Причина в целом ряде недостатков устройств этого типа. Главной проблемой является безопасность драйверов, т.к. для создания дуги необходим ток высокого напряжения. Немаловажен термический фактор, температура ионизированного воздуха может достигать 2000 oC, что, в случае определённых видов брака и нарушений условий эксплуатации, может стать причиной пожара.

Ионизация воздуха в процессе работы излучателя с образованием озона чревата появлением головной боли, раздражением слизистой глаз и верхних дыхательных путей. При этом, вопреки расхожему мнению, озон не является главной проблемой, так как O3 неустойчив при высоких температурах и разлагается на О2 и атомарный кислород. В серийных устройствах для поглощения и расщепления озона применяются специальные керамические катализаторы.
Очень существенным недостатком является высокая себестоимость драйвера, для производства которого, помимо серьёзной технологической базы, необходимы достаточно дорогие сплавы и материалы.

Энтузиасты, приручающие плазму

Многочисленные радиолюбители и приверженцы DIY-разработок активно создают собственные ионофоны с 50-х годов 20-го века по сию пору. Эти смелые разработчики презирают опасности, связанные с токсичностью озона, поражением током высокого напряжения и прочими незавидными сложностями ионофоностроения. Например, советские конструкторы Е. Плоткин, Б. Каратеев и В. Прютц создали АС с ионофонами в качестве ВЧ-излучателей, которая получила первую премию на XVI Всесоюзной выставке творчества радиолюбителей.
You Tube наводнён видеоматериалами, в которых экспериментаторы делятся своими успехами.

Наиболее впечатлившее меня DIY-устройство, из увиденных в роликах об ионофона, создано пользователем с ником jmartis2.

В сети великое множество схем и описаний DIY-ионофонов, генераторы которых созданы на базе микросхем, кремниевых транзисторов и радиоламп. Некоторые радиолюбители выкладывают подробные руководства с эскизами разводки печатных плат, особенностями распайки и т.п. Многие радиолюбители создают ионофоны на базе микросхемы NE555.
Прилагаю оригинальную схему стерео ионофона, созданного на базе этой микросхемы.

По моим наблюдениям, основной проблемой радиолюбительских конструкций является живучесть электродов и «свист» дуги, что не позволяет использовать многие из этих разработок для высококачественного и длительного воспроизведения звука.

Будущее дугового звука

Из всего, что известно об ионофонах можно сделать достаточно печальный вывод. Идеальный твиттер ещё длительное время будет доступен только для ограниченного круга не бедных аудиофилов, а также для энтузиастов радиолюбителей, которые создадут его сами.

Массовое серийное производство этих излучателей начнется только тогда, когда инженеры найдут способ снизить их себестоимость. Кроме того, некоторые производители не станут вкладывать в ионофоны из прагматичного нежелания создавать новую производственную базу. Устраивающие потребителей динамики не требуют существенных вложений в освоение производства. Не берусь судить однозначно, но полагаю, что массовый выпуск ионофонов начнётся через несколько десятилетий, если это вообще произойдёт.

Ионофон или поющая дуга из строчного трансформатора

Приветствую, радиолюбители-самоделкины, а также все любители красивых высоковольтных разрядов!

Неотъемлемой частью любого кинескопного телевизора или монитора является высоковольтный трансформатор, служащий в схеме телевизора для создания высокого анодного напряжения для кинескопа. Строчные трансформаторы бывают двух видов — ТДКС и ТВС. Первые расшифровываются как трансформаторы диодно-конденсаторные строчные, они имеют в своём составе встроенный умножитель, а потому имеют на выходе большее напряжение, чем ТВС. ТВС же, в свою очередь, расшифровывается как трансформатор высоковольтный строчный, конструктивно он представляет собой ферритовый сердечник, на котором расположена высоковольтная обмотка, а также одна или несколько первичных. Напряжение на выходе такого трансформатора переменное, в отличие от ТДКС, который автоматически выпрямляет высокое напряжение на выходе за счёт встроенного умножителя. И те и другие трансформаторы представляют довольно большой интерес для всех любителей пускать высоковольтные дуги. Однако рано или поздно обычное пускание плазменных дуг надоедает, и хочется какого-то разнообразия. Здесь самое время вспомнить про ионофон — устройство, которое модулирует плазменную дугу аудиосигналом. Таким образом, с помощью ионофона можно воспроизводить, например, музыку с помощью. самой плазменной дуги. В некоторых литературных источниках такие устройства называются плазменными громкоговорителями. Конечно, громкость такого «громкоговорителя» будет совсем небольшой, но зато, в отличие от воспроизведения музыки на привычных динамиков, здесь нет никаких искажений, вызванных механическим перемещением диффузора — ионофон вообще не содержит каких-либо подвижных элементов. Одним словом, такое устройство стоит собрать как минимум для того, чтобы убедится, что это действительно работает. Наглядная схема для сборки представлена ниже.

В левой части схемы можно увидеть два разъёма, красный — плюс питания, чёрный — минус питания, напряжение должно составлять 12В. Схема в процессе работы будет потреблять довольно значительный ток, вплоть до 1-2А, а потому нужно выбрать источник питания с запасом по мощности, например, на 30-50Вт. На схеме также можно увидеть единственную микросхему — таймер NE555, которая служит для генерации прямоугольных импульсов заданной частоты. Эти микросхемы продаются в любом магазине радиодеталей и стоят в районе 10-30 рублей. В верхней левой части схемы можно увидеть радиатор, на котором закреплён мощный полевой транзистор — это важный элемент схемы, ведь именно он будет непосредственно управлять работой строчного трансформатора. Здесь можно использовать любые полевые транзисторы с током как минимум 5-7А и напряжением 100В, например, прекрасно подойдут IRF740, IRF630, IRFZ44, IRF3808 и другие аналогичные. Выводы транзистора обозначены как » G, D, S» что означает затвор, сток, исток соответственно. При подключении транзистора важно соблюдать цоколёвку, иначе схема не заработает. Транзистор нарисован на схеме на радиаторе не с проста — в процессе работы он будет довольно значительно разогреваться, а потому его необходимо разместить на радиаторе при первом же включении схемы. Радиатор не должен быть слишком маленьким, иначе он не справится с отводом тепла. В процессе работы допускается нагрев транзистора до 40-50°C, это безопасно. Между 7 и 8 выводами микросхемы можно увидеть подключенный подстроечный резистор, он нужен для настройки ионофона на максимальную эффективность, то есть максимальную длину высоковольтной дуги. Здесь можно применить любой подстроечный резистор или потенциометр сопротивлением 10 кОм, при этом одна из крайних его ножек соединяется со средней. Также на схеме можно увидеть два резистора, на 50 Ом и 1 кОм, от последнего зависит частота работы схемы, а потому важно соблюдать номинал. Резистор 50 Ом может варьироваться в пределах 10-100 Ом. Оранжевые конденсаторы на схеме — любые керамические или плёночные. При этом конденсатор, обозначенный как 103 имеет ёмкость 10 нФ, а 104 — 100 нФ, важно не перепутать. В правой нижней части схемы показан вход для аудиосигнала, то есть музыки. К схеме для воспроизведения можно подключать плеер, компьютер или телефон, при этом громкость будет регулироваться с самого источника звука, в целях упрощения схемы ионофон не содержит собственного регулятора громкости.

Читайте также  Недорогие декоративные кирпичи

Самая интересная часть конструкции — строчный трансформатор. Для этой схемы не подойдут трансформаторы ТДКС, так как их умножитель не позволит воспроизводить звук. Подойдут только ТВС, например ТВС-110ПЦ15 или другие подобные. Отличить по внешнему виду ТДКС и ТВС не составляет труда. Перед установкой ТВС на схему его нужно подготовить — удалить штатные первичные обмотки, их может быть несколько. Должен остаться лишь голый ферритовый сердечник на месте первичной обмотки, а вот высоковольтную вторичную наоборот нужно постараться не повредить. После этой процедуры на место родной первичной обмотки наматываем свою — она должна содержать 10-15 витков медного провода диаметров около 1 мм. Можно использовать как провод в изоляции, так и медный эмалированный провод. Важной намотать катушку аккуратно, чтобы витки не расходились в стороны, а плотно прилегали к сердечнику — это обеспечит максимальную эффективность. При необходимости обмотку можно зафиксировать термоклеем. К двум выводам новой самодельной обмотки подключается плёночный конденсатор на напряжение как минимум 100В, подойдут конденсаторы типа К73-17, ёмкость должна быть равна 330 нФ. Вместе с конденсатором обмотка подключается к схеме. Один вывод — к плюсу питания, второй — к стоку транзистора. Со штатной высоковольтной обмотки трансформатора снимается дуга, для зажигания и поддержания дуги нужно сделать разрядник — два электрода из толстой проволоки, расположенные на расстоянии 5-10 мм друг от друга. В процессе горения дуги эти два электрода будут сильно нагреваться, поэтому они должны быть тщательно очищены от лака или изоляции.

Всю схему можно собрать навесным монтажом, тем более, что на схеме в начале статьи наглядно показаны все соединения. При сборке схемы таким способом желательно соединять все компоненты как можно более компактно, не используя длинные отрезки проводов — это обеспечит стабильный запуск и работы схемы. Но также можно и изготовить плату, например, методом ЛУТ. Файл печатной платы для открытия в программе Sprint-Layout выложен в конце статьи.

Полевой транзистор можно установить на плату, не забыв прикрутить к нему радиатор, либо вывести с платы на проводах, как показано на фото выше. Также к плате подключается питание 12В двумя проводами и сам трансформатор — ещё два провода. Плёночный конденсатор можно расположить непосредственно около трансформатора, на выводах первичной обмотки. При размещении всех элементов конструкции важно следить за тем, чтобы высоковольтная обмотка трансформатора была подальше отнесена от остальных частей схемы — ведь попадание высоковольтной дуги, например, на микросхему непременно приведёт к выходу её из строя.

Несмотря на то, что высоковольтная обмотка ТВС не обладает достаточной мощностью, чтобы причинить вред человеку, пальцы совать в дугу категорически нельзя — это приведёт к моментальному ожогу, ведь температура плазменной дуги примерно равна температуре пламени. Желательно при касании высоковольтных проводов вторичной обмотки пользоваться пассатижами с диэлектрической ручкой. На картинке ниже можно увидеть собранный разрядник — он представляет собой изогнутую буквой «П» медную проволоку с разрывом по середине. Вся конструкция размещается на небольшой деревянной подставке.

Несколько слов о первом включении и настройке. При первом включении нужно контролировать нагрев полевого транзистора — если он нагревается быстро и слишком сильно даже на радиаторе, значит, где-то в схеме есть ошибка. Узнать о работоспособности схемы можно по характерному шелесту высокого напряжения, который будет исходить от трансформатора. При сближении высоковольтных выводов вторичной обмотки загорится дуга, которую можно будет «растянуть» на некоторое расстояние. Подключать источник аудиосигнала желательно только после того, как схема будет налажена. Также при это нужно следить за тем, чтобы выводы вторичной обмотки были подальше отнесены от аудиокабеля, ведь попадание высокого напряжения гарантированно выведет из строя любой телефон, компьютер или плеер. Единственная наладка схемы заключается в подстройке частоты работы — вращением подстроечного резистора нужно добиться максимальной длины дуги, производить эту настройку нужно лишь один раз после сборки схемы.

На картинке выше показаны импульсы, которые генерирует микросхема NE555, в данному случае они имеют частоту около 20 кГц. Если получится так, что частота будет лежать в слышимом диапазоне (меньше 20 кГц), то возможен лёгкий свист, исходящий от трансформатора — это нормально.

Собрав такую конструкцию можно запросто удивить друзей — ведь им будет очень трудно поверить, что звук воспроизводит всего лишь горящая плазменная дуга. Кроме того, данную конструкцию можно использовать как весьма антуражную зажигалку, ведь температуры дуги достаточно, чтобы поджечь бумагу или другие материалы. Удачной сборки!

Схема Ионофона — поющей дуги

Очередной интересный ознакомительный проект, связанный с высоким напряжением. Поэтому устраивайтесь поудобнее. В ходе ролика канала Aka Kasyan соберем одну очень познавательную конструкцию — “Ионофон”, или поющую другу. Возможно, многим это название ни о чем не говорит, но такие игрушки довольно популярны среди начинающих радиолюбителей. Радиодетали дешево можно купить в этом китайском магазине.
Мы привыкли к тому то что звук должен воспроизводиться с громкоговорителя или динамика. Ионофон же позволит воспроизводить тот же звук, используя ионизированный поток или же высоковольтную дугу.
И прямо сейчас вы услышите, как звучит музыка высоковольтной дуги.

На самом деле конструкция такой интересной игрушки довольно проста. Состоит из генератора в виде микросхемы NE55, силовой части в лице n-канального полевого транзистора и высоковольтного трансформатора от строчной развертки советского телевизора.

ionofon shema 2

Начнем с генератора. Микросхема NE55 работает в качестве генератора прямоугольных импульсов с возможностью аудио модуляций. Имеется возможность регулировки частоты в пределах 6-48 КГц с помощью подстроечного резистора на плате. Звуковой сигнал подается на пятой вывод микросхемы или вывод контроля через разделительный конденсатор. Позволяет это управлять длительностью выходных импульсов. Выход микросхемы нагружен полевым транзистором, раскачивающим высоковольтный трансформатор.

Схема ионофона

Схема ионофона

Полевой транзистор обязательно устанавливается на радиатор. Подойдут с током от 20 А и с расчетным напряжением выше 40 вольт. Желательно взять полевики на 100 вольт. Использовать можно доступные IRFZ44, 46, 48 или им подобные, можно и высоковольтные.

ionofon plata

А теперь перейдем к строчному трансформатору, подходящему для поющей дуги. В данном варианте схемы Ионофона это ТВС 110 ПЦ 15. Первым делом на свободную часть сердечника обмотаем 12 витков изолированного миллиметрового проводам. В принципе диаметр провода может быть от 0,7 до 1,5-2 мм. Потом нужно найти выход высоковольтной обмотки. Как правило, это обмотка с самым большим сопротивлением. Мультиметр в этом деле поможет. Либо можно скачать документацию в интернете, где все подробно показано. В случае аналогичных строчных трансформаторов один из выводов высоковольтной обмотки находится прямо на катушке — второй снизу. Определить его очень легко, поскольку к нему подключен провод в изоляции.
Далее подключаем два изолированных провода к контактам высоковольтной обмотки. Длина отрезков 15-20 сантиметров.

Поющая дуга

Поющая дуга

Потом собираем плату Ионофона и подключаем к ней строчный трансформатор. В качестве источника питания сойдет любой блок питания с напряжением от 5 вольт, с током от 2 А. Для наиболее эффективной работы схемы нужен источник питания с напряжением 10-12 вольт и с токам 2 А и выше. Можно питать поющую дугу и от аккумуляторов.

Читайте также  Помело – как почистить, польза или вред

IMG_7164

Звуковой сигнал подается от любого плеера, планшета или мобильного телефона, используя штатной разъем для наушников.
Ну а теперь и наслаждаемся зрелищем. Дуга не просто звучит, но и меняет форму. Это особенно заметно при низких частотах. Собирается на здоровье, но не забывайте о мерах безопасности! Еще схема для начинающих мастеров электроники.

Как собрать дома «поющую дугу» или по научному ионофон

В данном руководстве вы узнаете, как своими руками собрать одно очень увлекательное приспособление. Ионофон, или как ее в народе называют «поющая дуга». Несмотря на то что, многим данное название ни о чем не скажет, все же подобные игрушки невероятно популярны в среде начинающих радиолюбителей.
Мы все уже давно привыкшие, что звук с различных устройств воспроизводится благодаря стандартным динамикам. Но ионофон способен воспроизвести этот, же самый сигнал, за счет специального ионизированного потока.

В действительности в устройстве молодой радиолюбитель не увидит ничего сложного, ведь вся схема сделана из:

  • Генератора. Он представлен микросхемой NE555;
  • Силовой части, которая является мощным N-канальным полевым транзистором IRFZ44;
  • Высоковольтного трансформатора состоящего из строчной развертки старого советского телевизора Tr1

Схема

Разберем подробнее данную конструкцию. Микросхема NE555 является генератором прямоугольных импульсов с возможностью модуляции аудио. С помощью строчного резистора, который находится на плате, можно настраивать частоту в пределах от шести до 48-ми кГц.
Сам звуковой сигнал должен подаваться с помощью разделительного конденсатора на пятый вывод схемы. За счет этого можно контролировать продолжительностью импульсов. А полевой транзистор, нагружает выход микросхемы 555 и раскачивает мощный высоковольтный трансформатор. Он должен располагаться сверху на радиаторе. Для этой конструкции можно использовать полевики с силой тока от 20-ти ампер и с расчетным напряжением, превышающим 40 вольт. Но лучше воспользоваться транзисторами на 100V.

Что касается строчного трансформатора, то в нашем варианте используется ТВС110ПЦ15

ТВС110ПЦ15

Для начала свободная часть сердечника обматывается 12-ть раз заизолированным проводом в 1мм. Размер проводов в диаметре должен быть от 0,5-ти до двух мм.

Далее необходимо найти выход прочной обмотки с высоковольтного трансформатора. В большинстве случаев это бывает обмотка с наивысшим сопротивлением. Для того, чтобы ее отыскать можно воспользоваться мультиметром. Либо изучить данную схему:

изучить данную схему

Если у вас строчный трансформатор такой же, как тот, что на рисунке один из выводов высоковольтной обмотки расположен на катушке, второй снизу. Найти его достаточно просто, так как к нему подсоединен изолированный провод.

Следующим шагом подсоединяем два заизолированных провода к контактам обмотки. Каждый из них должен быть не менее 15-20 см в длину.

Следующий шаг
Далее необходимо собрать плату и подключить трансформатор.
собрать плату

собрать платусобрать плату

Для энергопитания можно использовать блок на 5V и 2А. Для наиболее оптимальной работы устройства необходим источник энергии с напряжением 10-12V и с силой тока от 2А.

Сигнал может подаваться любым воспроизводящим звук устройством (например телефоном). Причем используется стандартный разъём на 3,5мм как для обыкновенных колонок или наушников.

Все, любуемся результатом.

Как собрать дома «поющую дугу» или по научному ионофон?

Дуга способна не только звучать, но и менять свою форму при низких частотах.

В конце хотелось бы заострить внимание на том, что при любых экспериментах не стоит забывать о простейших правилах техники безопасности.

ПРИКРЕПЛЕННЫЕ ФАЙЛЫ – СКАЧАТЬ

Ионофон

Ионофон (англ.  Ionophone ) или, в некоторых источниках, поющая дуга — это плазменный громкоговоритель.

Более ста лет назад Вильям Дуддел заметил, что тембр звука «шипящей» электродуги изменяется в зависимости от частоты настройки LC-контура. Он же сделал в 1899 г. первый в мире клавишный электронный музыкальный инструмент «Поющая дуга» (англ.  Singing Arc ).

Практическое применение «дуге» нашлось в 1950-е годы, когда советские радиолюбители продемонстрировали «Звуковоспроизводящий агрегат с ионофоном» [1] .

До сих пор зарубежные фирмы конструируют промышленные плазменные динамики (иногда называемые плазмотвиттерами или плазмофонами) с широким диапазоном частот от 2…50 Гц до 70…250 кГц, низким уровнем гармоник 0,5 % и отсутствием переходных искажений. Однако их относят к разряду диковинок, опасаясь высокого напряжения, чрезмерной генерации озона и оксида азота, сверхнизкого КПД 0,5…1 %, сильных радиопомех.

Известны самодельные любительские конструкции ионофонов, выполненные на микросхемах, транзисторах, лампах [2] [3] [4] .

См. также

  • попробовать воспользоваться инструментом FIST: нажмите эту ссылку, чтобы начать поиск;
  • попытаться найти изображение на Викискладе;
  • просмотреть иноязычные варианты статьи (если они есть);
  • см. также Википедия:Источники изображений.

Примечания

  1. Плоткин Е., Каратеев Б., Прютц В. Звуковоспроизводящий агрегат с ионофоном // Радио, 1959, № 12, С.18-22.
  2. «Ионофон по-современному»
  3. Схема маломощного ионофона
  4. «Коронофон» (Corona-Phone, университет Villanova)
  • Добавить иллюстрации.
  • Звуковоспроизводящая аппаратура

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Ионофон» в других словарях:

ионофон — ионофон … Орфографический словарь-справочник

ионофон — (см. ион + . фон) генератор ультразвуковых колебаний, для излучения которых используется коронный разряд в газах. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009 … Словарь иностранных слов русского языка

ионофон — ионоф он, а … Русский орфографический словарь

Акустический излучатель — устройство для возбуждения звуковых волн в упругой среде (см. Звук). А. и. могут строиться на различных механизмах звукообразования, например на колебаниях твёрдых тел и поверхностей в упругой среде (Струна с декой, пластина, Мембрана и… … Большая советская энциклопедия

Громкоговоритель — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок … Википедия

Динамики — Громкоговоритель устройство для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько излучающих головок и, при необходимости, акустическое оформление, электрические устройства (фильтры,… … Википедия

Динамическая головка — Громкоговоритель устройство для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько излучающих головок и, при необходимости, акустическое оформление, электрические устройства (фильтры,… … Википедия

Трансформатор Тесла — Разряды с провода на терминале Трансформатор Тесла, также катушка Тесла[1] (англ.  … Википедия

протяжный звук — ▲ звук ↑ с, протяженность протяжный. свист. свистеть. насвистывать. свистать. просвистать. посвист. посвистывать. гудение. жужжание. ▼ гласные звуки. ↓ сопеть. пыхтеть. хрип. хрипеть. храп. храпун. храпеть. ГОЛОС ЧЕЛОВЕКА звонок. сонетка (устар) … Идеографический словарь русского языка

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: