De techniek

Door het laaggedeelte van een elektrostaat te vervangen door twee goede woofers, is het mogelijk om met zeer bescheiden afmetingen een zeer kleuringvrij kastloos systeem te ontwerpen, waarbij de balans en de laagafval in grote mate manipuleerbaar zijn. Voor de woofer heeft Cees een duidelijke voorkeur voor Seas of Scanspeak producten. Om een kastloos systeem (of "open baffle"-principe) te kunnen toepassen, heb je twee woofers per kant nodig die samenwerken, zegt hij. Het gaat te ver om het geheel uit te leggen, maar komt het er in kort op neer, dat de gekozen opzet bij het punt waar de baffle het geluid van de achterzijde in fase weergeeft met de voorzijde, een rendement heeft van ruim 100dB bij een ingangssignaal van 2,83Volt op 1 meter. Het punt waar het maximale rendement beschikbaar is, ligt bij het open baffle systeem op 350 Hz, hieronder valt het 6dB per octaaf af. Een bruikbaar rendement blijft over op ongeveer 50 Hz en sluit aan bij het rendement van de elektrostatische ring-radiators. Door nu het oplopende rendement boven 50 Hz te compenseren, wordt op de genoemde frequentie een 1e orde netwerk toegepast, die de laagweergave recht maakt tot de eerder genoemde 350 Hz. Hierna zal de laagweergave als gevolg van de omlooptijd rond de baffle bij 350 Hz met 6dB/octaaf afvallen. De impedantie gaat daarmee helaas omlaag en zal gemiddeld 4 Ohm bedragen. Het grote voordeel van een open baffle is de totale afwezigheid van kastkleuring en het zeer vlakke frequentieverloop in het laag.

Om een puntbron te realiseren heeft Cees de elektrostaat gemaakt tot een ringradiator. Deze ringradiator is zo opgezet dat de schijnbare diameter van de stator evenredig toeneemt bij lagere frequenties en afneemt bij hogere frequenties. Om de “ringen” in het juiste frequentiegebied te laten werken, worden ze aangesloten achter een weerstandsnetwerk, dat samen met de eigen capaciteit van de elektrostaat het filter vormt. Om de elektrostaat te vervaardigen zijn twee geperforeerde platen ( met daarin het ringenpatroon) noodzakelijk, waartussen het geleidend gemaakte membraan wordt gespannen. Cees maakt altijd twee units tegelijk uit één opgespannen membraan. Daarmee bereikt hij dat in beide units de spanning op het membraan exact gelijk is. Daardoor zijn de akoestische eigenschappen identiek. Hoe de unit precies is opgebouwd, mag ik alleen zien als ik beloof erover te zwijgen; het zou de concurrent op foute ideeën kunnen brengen. Cees maakt de units niet langer zelf (behalve de prototypes), hij besteedt de fabricage uit aan een toeleverancier. De eindcontrole van elke unit wordt wèl door Cees uitgevoerd, evenals de controle van de elektronica. Naast de units zijn het filter en de hoogspanningsunit belangrijke onderdelen. Het filter is normaliter opgebouwd met ferrobar spoelen. Omdat de scheidingsfrequentie zo laag ligt, is een luchtspoel niet toepasbaar. Cees filtert zijn grote systemen al vanaf 50 Hz. In de hoogspanningunit wordt gebruik gemaakt van een stroomdetectie-circuit, dat de spanning op het membraan indien nodig corrigeert. In het kort uitgelegd: De lading van een elektrostaat neemt af als gevolg van toename van luchtvochtigheid , omgekeerd neemt de lading toe bij relatief droge lucht en hierdoor zou de tonale balans (ten opzichte van het woofersysteem) afhankelijk worden van specifieke weersomstandigheden. Door de stroom, die naar het membraan gaat, te meten en zo nodig te corrigeren, wordt het dus mogelijk de tonale balans van het gehele systeem constant te houden. Voor een “full range”elektrostaat is dat niet belangrijk; het hele audiospectrum neemt immers in rendement af of toe.

De filters en voeding zien er uit om door een ringetje te halen. Altijd doorgemetalliseerde printplaten, eerste klas onderdelen, perfect soldeerwerk; het karakter van de bouwer is te zien. Zorgvuldig, netjes, duurzaam. Grappig om te vermelden is het volgende. Een elektrostaat trekt stof aan, dat stof moet een keer van het membraan af. Bij de grote systemen is dit een kostbare operatie. Een ringradiator haalt u uit de baffle en u stuurt hem op naar de fabrikant, die de unit in een bad met onder andere gedestilleerd water dompelt. Vervolgens wordt de unit na reiniging uit het bad gehaald, men schudt de druppels eraf en laat hem drogen. Nadat de unit is getest en retour gezonden, kunt u hem terugplaatsen in de baffle en hij speelt weer een jaar of 10 zonder problemen. Wonderlijk? Met de Metrum Acoustics elektrostaat werkt het zo. Het advies is wel, dat u dit niet zelf probeert.




De Syncope kit

Om de Metrum Acoustics ringradiator elektrostaat voor een groter publiek aantrekkelijk te maken, heeft Cees de Syncope ontworpen. Hierbij stapt hij af van de dubbele woofer op een open baffle en gebruikt daarvoor in de plaats een kleine, stevige basreflexbehuizing met doorlopende baffle. Het geheel meet 85x23x28 cm. Een enkele 15 cm Scanspeak woofer vindt daarin een plekje. De 85 cm baffle is aanzienlijk langer dan de hoogte van de baskast, zodat de elektrostaat vrij naar achteren kan ademen. Uit experimenten is gebleken, dat een gesloten kast achter de elektrostaat zijn unieke eigenschappen tekort doet. De baffle wijkt naar achteren voor een correct fasegedrag en een juiste afstraling naar de luisterpositie. In de kast is plaats voor een stevige brace, dempingmateriaal, het filter en de hoogspanningsunit. Het filter bestaat voor het laag uit één luchtspoel en voor het hoog uit één MKP condensator. De woofer wordt nog met een simpel netwerk gecorrigeerd voor het verkrijgen van een constante impedantie en het 1e orde netwerk werkt geheel volgens de theorie. Een complete kit omvat twee Scanspeak 15W8530K00 woofers, twee SP-2113-S ringradiators, twee gereguleerde hoogspanningsunits met hoogdoorlaatfilter en een laagdoorlaatfilter. Daarnaast terminals en zilverbedrading.