Storia elettrostatica dell'altoparlante

Alla fine del 1800, ogni diffusore era considerato esotico. Oggi, molti di noi danno per scontato le meraviglie della riproduzione del suono.

Era il 1880 prima che Thomas Edison avesse inventato il primo fonografo. Questo era un diaframma caricato a tromba che era eccitato da uno stilo di riproduzione. Nel 1898, Sir Oliver Lodge inventò un altoparlante a cono, che definì un "muggito telefono", che era molto simile ai convenzionali altoparlanti per altoparlanti a cono che conosciamo oggi. Tuttavia, Lodge non aveva alcuna intenzione per il suo dispositivo di riprodurre musica perché nel 1898 non c'era modo di amplificare un segnale elettrico! Di conseguenza, il suo oratore non aveva nulla da offrire oltre i grammofoni acustici del periodo. Fu solo nel 1906 che il Dr. Lee DeForrest inventò il tubo a vuoto del triodo. Prima di questo, un segnale elettrico non poteva essere amplificato. L'altoparlante, come lo conosciamo oggi, dovrebbe essere seguito allora, ma non è così. Sorprendentemente, erano passati quasi venti anni prima che ciò accadesse.

Nel 1921, il disco fonografo tagliato elettricamente divenne una realtà. Questo metodo di registrazione era di gran lunga superiore al disco tagliato meccanicamente e possedeva quasi 30 dB di gamma dinamica. Il grammofono acustico non può iniziare a riprodurre tutte le informazioni su questo nuovo disco. Di conseguenza, sono stati necessari ulteriori sviluppi negli altoparlanti per far fronte a questo nuovo straordinario supporto di registrazione.

Nel 1923, Bell Telephone Laboratories prese la decisione di sviluppare un sistema di riproduzione musicale completo costituito da un fonografo elettronico e un altoparlante per sfruttare il nuovo supporto di registrazione. Bell Labs ha assegnato il progetto a due giovani ingegneri, Chester W. Rice e Edward W. Kellogg.

Rice e Kellogg avevano un laboratorio ben attrezzato a loro disposizione. Questo laboratorio possedeva un amplificatore valvolare da vuoto con 200 watt inediti, un'ampia selezione dei nuovi dischi fonografici tagliati elettricamente e una varietà di prototipi di altoparlanti che Bell Labs aveva collezionato negli ultimi dieci anni. Tra questi c'erano il cono di Lodge, un altoparlante che utilizzava aria compressa, un diffusore a scarica corona (plasma) e un altoparlante elettrostatico.

Dopo poco tempo, Rice e Kellogg avevano ristretto il campo dei "concorrenti" fino al cono e all'elettrostato. Il risultato determinerebbe il modo in cui le generazioni future farebbero riferimento agli altoparlanti come "convenzionali" o "esotici".

L'elettrostato di Bell Laboratory era qualcosa da vedere. Questo enorme diffusore bipolare era grande come una porta. Il diaframma, che stava iniziando a marcire, era fatto di un intestino di maiale ricoperto di foglia d'oro fino per condurre il segnale audio.

Quando Rice e Kellogg iniziarono a suonare i nuovi dischi tagliati elettricamente attraverso l'elettrostato, rimasero sbalorditi e impressionati. L'elettrostato ha funzionato splendidamente. Non avevano mai sentito timbri strumentali riprodotti con tale realismo. Questo sistema suonava come vera musica piuttosto che la risonante e squillante resa del grammofono acustico. Immediatamente, sapevano che stavano partecipando a qualcosa di grosso. Il grammofono acustico era destinato a diventare obsoleto.

Grazie all'entusiasmo di Rice e Kellogg, hanno dedicato molto tempo alla ricerca del design elettrostatico. Tuttavia, hanno presto incontrato le stesse difficoltà che affrontano anche i designer; i diffusori planari richiedono una superficie molto ampia per riprodurre le frequenze più basse dello spettro audio. Poiché la direzione di Bell Labs considerava inaccettabili i diffusori di grandi dimensioni, il lavoro di Rice e Kellogg sull'elettrostatica non sarebbe mai stato utilizzato per un prodotto commerciale. Con riluttanza, hanno consigliato alla direzione della Bell di andare con il cono. Per i successivi 30 anni, il disegno elettrostatico rimase inattivo.

Durante la Grande Depressione degli anni '30, l'audio dei consumatori è quasi morto. Il nuovo diffusore amplificato elettricamente non ha mai ottenuto consensi, poiché la maggior parte delle persone ha continuato a utilizzare i suoi vecchi grammofoni acustici in stile Victrola. Prima della fine della seconda guerra mondiale, l'audio del consumatore ha visto pochi, se non nessun progresso. Tuttavia, durante la fine degli anni '40, l'audio ebbe una grande rinascita. All'improvviso ci fu un enorme interesse per i prodotti audio, e con ciò, una grande richiesta di componenti audio migliorati. Non appena il cono si è affermato, è stato sfidato dai prodotti sviluppati durante questa nuova rinascita.

Nel 1947, Arthur Janszen, un giovane ingegnere navale, prese parte a un progetto di ricerca per la Marina. La Marina era interessata a sviluppare uno strumento migliore per testare gli array di microfoni. Lo strumento di test aveva bisogno di un diffusore estremamente preciso, ma Janszen ha scoperto che i diffusori a cono del periodo erano troppo lineari in fase e risposta di ampiezza per soddisfare i suoi criteri. Janszen riteneva che gli elettrostati fossero intrinsecamente più lineari dei coni, così costruì un modello usando un diaframma di plastica sottile trattato con un rivestimento conduttivo. Questo modello confermò le convinzioni di Janszen, poiché esibiva una notevole linearità di fase e ampiezza.

Janszen era così entusiasta dei risultati che ha continuato la ricerca sull'altoparlante elettrostatico nel suo tempo libero. Presto pensò di isolare gli statori per prevenire gli effetti distruttivi dell'arco. Nel 1952, aveva un elemento tweeter elettrostatico pronto per la produzione commerciale. Questo nuovo tweeter ha presto suscitato scalpore tra gli appassionati di audio americano. Poiché l'elemento tweeter di Janszens era limitato alla riproduzione ad alta frequenza, spesso si è trovato utilizzato in combinazione con i woofer, in particolare quelli di Acoustic Research. Questi sistemi erano molto apprezzati da tutti gli appassionati di audio.

Per quanto buoni fossero questi sistemi, sarebbero presto superati da un altro diffusore elettrostatico.

Nel 1955, Peter Walker pubblicò tre articoli riguardanti la progettazione di altoparlanti elettrostatici in Wireless World, una rivista britannica. In questi articoli, Walker ha dimostrato i vantaggi dell'altoparlante elettrostatico. Ha spiegato che l'elettrostatica consente l'uso di diaframmi a bassa massa, di grandi dimensioni e guidati uniformemente sulle loro superfici da forze elettrostatiche. A causa di queste caratteristiche, gli elettrostati hanno la capacità intrinseca di produrre una larghezza di banda ampia, risposta in frequenza piatta con prodotti di distorsione non superiore all'elettronica che li guida.

Nel 1956, Walker appoggiò i suoi articoli introducendo un prodotto di consumo, l'ormai famoso Quad ESL. Questo diffusore ha immediatamente impostato uno standard di prestazioni per l'industria audio grazie alla sua incredibile precisione. Tuttavia, nell'uso effettivo, il Quad ha avuto alcuni problemi. Non poteva essere suonato molto forte, aveva una scarsa prestazione dei bassi, presentava un carico difficile a cui alcuni amplificatori non piacevano, la sua dispersione era molto direzionale e la sua gestione della potenza era limitata a circa 70 watt. Di conseguenza, molte persone hanno continuato a utilizzare altoparlanti con coni.

Nei primi anni '60 Arthur Janszen si unì alla compagnia di altoparlanti KLH e insieme introdussero il KLH 9. A causa delle grandi dimensioni del KLH 9, non aveva il numero di limitazioni sonore del Quad. Il KLH 9 potrebbe suonare in modo marcatamente più forte e con una frequenza inferiore rispetto al Quad ESL. Così è nata una rivalità.

Janszen ha continuato a sviluppare progetti elettrostatici. È stato determinante nella progettazione del modello Koss One, degli altoparlanti Acoustech e Dennesen. Roger West, il capo progettista della Janszen Corporation, divenne il presidente di Sound Lab. Quando la Janszen Corporation fu venduta, l'azienda produttrice di altoparlanti RTR acquistò metà degli strumenti di produzione. Questo strumento è stato utilizzato per realizzare i pannelli elettrostatici per il Servostatic, un sistema elettrostatico ibrido che è stato il primo prodotto di Infinity. Seguirono presto altre società; ognuno con le proprie applicazioni uniche della tecnologia. Questi includono Acoustat, Audiostatic, Beveridge, Dayton Wright, Sound Lab e Stax, solo per citarne alcuni.

I diffusori elettrostatici hanno progredito e prosperato perché effettivamente fanno ciò che Peter Walker ha affermato di voler fare. I limiti e i problemi riscontrati in passato non erano inerenti al concetto elettrostatico. Erano collegati alle applicazioni di questi concetti.

Oggi, queste limitazioni sono state risolte. I progressi nei materiali grazie al programma spaziale statunitense offrono ai progettisti la possibilità di sfruttare la superiorità del principio elettrostatico. Gli elettrostati di oggi utilizzano tecniche di isolamento avanzate o forniscono circuiti di protezione. Le scarse proprietà di dispersione dei primi modelli sono state affrontate utilizzando linee di ritardo, lenti acustiche, array di pannelli multipli o, come nei nostri prodotti, curvando il diaframma. Anche la gestione della potenza e la sensibilità sono state aumentate.

Questi sviluppi consentono al consumatore l'opportunità di possedere i prodotti con le casse acustiche più performanti mai costruiti. Peccato che Rice e Kellogg non siano mai stati in grado di vedere fino a che punto sarebbe stata presa la tecnologia.

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