Электростатические наушники Stax - это не наш выбор!

Доброго времени суток, Датагорцы! Этот проект был создан по причине страстного желания послушать электростатические излучатели звука.
Я многократно читал интригующие и восторженные отзывы: точная передача, ровная частотная характеристика, объёмная сцена и т. д. и т. п. Надо ли говорить, что я заинтересовался электростатами.
Оказалось, что для работы электростатических наушников требуется еще и специальный высоковольтный усилитель, создающий напряжение поляризации.
У лидера индустрии, фирмы Stax, можно купить такой комплектик за скромную сумму от 80 до 300 тысяч рублей. Читая о Стаксах, я понял, что сейчас поддержать этого производителя как-то не готов. Поэтому я потратил некоторое время на поиск и изучение материалов по теме, а затем несколько вечеров на сборку.

Дальше — подробно об изготовлении комплекта электростатических наушников и высоковольтного усилителя.

↑ Приступим к наушникам

Приобретаем простые дешёвые наушники типа Philips SHP2000. В последующем именно они станут донорами корпусов.

Нужно выполнить следующие операции:

1. Разбираем наушники (аккуратней не повредите корпус ведь именно из-за него мы их и приобретали).

2. Демонтируем динамические излучатели. Аккуратно извлеките их. Внешне излучатели выглядят неплохо и, возможно, вы их примените в какой-нибудь другой конструкции. Должны получиться детали без механических повреждений, как на фото ниже.


3. Заготавливаем из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и диаметром 77 мм вот такие заготовки:


4. Из заготовок в соответствии с этим чертежом необходимо изготовить изоляторы:

Обращаю ваше внимание: изоляторов должно быть четыре, два по рисунку 1 и два по рисунку 2. вырез в изоляторе предназначен для пайки к внутреннему слою фольги токопроводящих проводников.

5. Когда изоляторы готовы, приступаем к плёнке (мембране).

↑ Мембрана

↑ Сборка изоляторов

Делаем последовательно:

1. Приобретаем китайское сито из нержавейки. Сито должно быть достаточно большое, чтобы получилось 4 круга диаметром 63 мм. Для начала разбираем сито и расправляем его, удаляя вмятины. Сито должно быть ровным!

2. Облуживаем сито по краю, как показано на чертеже далее. Ширина зоны лужения — 0,5…1,5 мм. Тут без применения ортофосфорной кислоты не обойтись. После лужения сита, его необходимо отмыть от остатков флюса. Я пользовался отмывкой «VIGON» на предприятии. По рекомендациям в интернете можно использовать смесь из равной пропорции спирта и бензина «Калоша». Я лично не пробовал, ничего сказать не могу.

3. Теперь припаиваем наше сито на изоляторы, используя канифоль, согласно чертежу ниже. После пайки канифоль довольно просто смыть спиртом. Перед тем как припаять неправильно посмотрите чертёж собранного изделия и только после этого приступайте к пайке. Фото готовых изоляторов с напаянным ситом ниже. Так как я делал первый раз, на фото показан провод, припаянный к внутренней фольге изолятора.


4. Теперь готовим эпоксидную смолу не более 3 гр. (больше не понадобится) добавляем в неё графитовый порошок, где-то 0,5-1 г. на 3 г. смолы.

5. Нанеся на изоляторы (2 шт. для разных каналов) по радиусу 31,5 мм (ориентировочно) исключая попадания в сквозные отверстия и внутрь излучателя излишков клея приклеиваем на уже высохшую, к тому времени мембрану. Можно сложить с обеих сторон мембраны изоляторы и стянуть изоляторы между собой винтами через отверстия. Но лучше оставить изоляторы до той поры, пока не затвердеет смола.

6. На следующий день или ранее, если смола достаточно затвердела, можно приклеивать на вторую сторону изоляторы согласно чертежу ниже:

На чертеже показано вид снизу на выемки в изоляторах. Обратите внимание до того, как приклеить!
Если видно, что мембрана несколько провисает, её можно натянуть, подув на неё горячим воздухом из фена (желательно контролируя термопарой температуру выходного воздуха). Равномерно прогревая мембрану, добиваемся равномерного натяжения без сборок (!).

↑ Финальная сборка

Припаиваем провода согласно чертежу ниже.

Монтируем излучатели в корпуса наушников согласно рисунку. В корпусе наушника вырезаем отверстие по размеру излучателя и монтируем при помощи термоклея. Вырезая отверстие, руководствуйтесь фотографией. К сожалению, фотографии промежуточного процесса у меня нет.

Нюанс! Для исключения замыкания проводников саморезами через монтажное отверстие, на саморезы надеваем изоляционные трубки.



Далее припаиваем провода (я припаивал МГТФ). На провода надеваем термоусадку и усаживаем. На конце провода распаиваем на любые удобные разъёмы, которые выдерживают напряжение 600-1000В (я распаял на разъёмы XLR). При моем поляризующем напряжении 800…900В разъёмы XLR не пробиваются. Ну, можно считать, что наушники готовы.

↑ Теперь дело за высоковольтным усилителем

Планировалось, что усилитель будет выглядеть вот так:

Но то, что получилось, смотрите далее, несколько отличается.
Изучил материалы по электростатам на сайтах audiodesignguide.com и dddac.de. Был и ещё ресурс, откуда я взял вот эту схему за основу:

Но, к сожалению, ресурс недоступен на данный момент и ссылку не могу привести.

Схема моего высоковольтного усилителя приведена ниже.

структуру умножителя напряжения на 2 или на 4 не привожу. Думаю, все найдут его схему в Сети при желании.

В схеме применены доступные элементы. Полевые транзисторы КП103Л вместо J271, вместо KSA1156 применил наши КТ9115, вместо лампы 6S4 применил 6Н23П (причина проста — высокое допустимое напряжение на аноде при закрытой лампе). Выходной каскад не собирал — хотелось очень услышать и оценить звук электростатов.
Да чуть не забыл: взамен биполярных транзисторов применил полевые КП902Б (были в наличии + имеют большую линейность, пусть и работают в токовом зеркале).
Печатная плата не разрабатывалась, все собиралось на макетной плате.

Резисторами в истоках КП103Л устанавливаем выходное напряжение относительно общего провода (желательно ноль Вольт). Диапазон напряжений возможен 0…20В, что на качество звука не влияет.
При исправных элементах схема заработает сразу. Подаём звук на вход и можно прослушивать. Амплитуда максимального выходного напряжения между выходами и статорами «+» и «-» должно быть в пределах 120В.

Недостатки текущей схемы:
— Наушники с зазором 1,5 мм с данной амплитудой играют не достаточно громко. Для данных наушников нужна амплитуда сигнала между статорами минимум 250…300В.
— На данной схеме получить амплитуду более 120в не представляется возможным по причине отсечки тока входных транзисторов (КП103Л) при амплитуде вход сигнала 0,7-1В (менее 0,7В отсечка не наблюдается и звук чистый).

↑ Набросок улучшенной схемы усилителя

В последующем, схема была мной переработана и разработана вот эта схема (для одного из статоров без инверсии сигнала)

Печатная плата ещё не разрабатывалась и не макетировалась. Как будет свободное время, обязательно поделюсь платами и наработками.

↑ Ну и теперь несколько слов о звуке:

Очень хорошая проработка сцены на стиле транс, был в восторге при прослушивании «The System of a Down» от ошеломительной реалистичности звучания большого барабана.
Сцена действительно развёрнутая, чувствуется и прослушивается каждый инструмент.

↑ Вывод

Все отзывы, которые я встречал в интернете, теперь подтвердились и потраченного времени не жаль.
Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации