离子高音（Plasma）详解

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本文摘自音响论坛特刊《喇叭专书》

「離子高音」

  离子高音英文是 Plasma Tweeter(或 Ionic Tweeter), Plasma也翻譯成「等離子」或「電漿」，视聽界習慣將 Plasma稱為電漿(電视)，音響界則習慣稱為離子。早在1923年Rice与Kellogg在貝爾實驗室進行音樂重播系統的實驗時，就已經有所謂的「電暈放電式」喇叭，其實就是離子高音。追溯到更早之前，1899年英國的物理學家 William Duddells(1872-1917)就把當時街上用的碳弧燈」( Arc Lamps，早年還沒有鎢絲所以還是用碳棒)的噪訊降低，利用電壓變化發出聲音，設計出一種樂器，稱為「會唱歌的電弧」( Singing arc)。不過其實它并不是真的唱歌，只是發出高低不同頻率的音，這項技術在1900年發表，成為後來離子高音的理論基礎。可惜離子高音的發展就此打住。1946年, Siegfried Klein才陸續提出關於利用尖端放電(Corona Discharge)原理的離子高音單體的專利申請。他在1954年發現用小型的石英管搭配號角可以有效地控制電弧，終於設計出實用的離子高音單體，並與美國的 DuKane公司合昨推出商業化的產品。在英國丶德國丶法國等地分别以 ionop Honelonovac. lono Fane等不同名字銷售。

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離子高音的原理並不複雜，就是利用二個電極之間所產生的高壓電弧去推動空氣(讓空氣膨脹)，而電弧的震動頻率丶大小取決於輸入音樂訊號的頻率與強弱。由於推動空氣的不是傳統振膜，而是電弧，理論上質量接近零,可以再生極高的頻域，而且反應速度特快。理論上，離子高音是非常理想的高音單體，但為什麼現在很少看到使用離子高音的喇叭呢?主要問題是，要让電極(通常是石英)產生電弧需要高壓，而高壓連帶產生高溫，使得電極很容易就損壞了。此外,電弧放電時會產生臭氧(O3)與笑氣(N2O，一氧化二氮)，在密闭聆聽空間中，可能会让人感觉不适。

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噴火龍


  1978年， Alan E. Hill 发明採用氦氣燃燒的方式來製造的離子高音單體，當時稱為 Plasmatronics Hill Type 1，這種供應氦氣的離子高音不會產生臭氧與笑氣，但因為要另外提供氦氣( Helium Gas)，所以也不流行。1993年，當時半導體的技術已經非常成熟, Siegfried Klein終於可以不需要用真空管來驅動離子高音，所以他改採 Bipolar Junction-Transistors(BJT)來製作離子高音的驅動器。他利用全新的技術為德國喇叭廠 Magnet設計了音響迷熟悉的「噴火龍」高音單體MP-02，它的外觀是一個以金屬網包起來的圓球,裡面就是電弧。由於它的發聲電弧比較大，所以不需要外加號角來提升效率，優異的高頻響應讓MP-02受到許多音響迷的高度推崇。



德國 Magnet 在 Siegfried Klein協助下推出的「噴火龍」高音單體MP-02

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要插電的高音單體

目前市面上比較常見使用離子高音的喇叭品牌大概就是 Lansche Audio與 Acapella。這二家的離子高音前面都加了號角與 Siegfried Klein早期的設計類似，利用號角來提昇效率，增加電弧發聲的音壓。Lansche audio所用的離子高音來自創立於稱1977年的德國Corona Acoustic,創始人是Otto Braun 。不過在1990年時, Otto Braun退休，把公司與技術賣 给Rudiger Lansche,這就是今天Lansche Audio喇叭使用Corona离子高音的由來， Rudiger Lansche先是在1990年成立Ingenieurburo Lansche,後來在2003年把公司名改為 Lansche Audio。不過，在此之前已經在2003年推出首款採用半主動式设计的旧版No.3，2008將 Corona离子高音重新修改，目前他們家的產品分為被動式(PASSIV)、半主動式( SEMIAKTIV)以及號角(HORN)三個系列，2015年在慕尼黑音響展首度間世的 Cubus MK2就是號角系列的產品，採用三音路設計，用了一个Corona離子高音，一個2吋压缩驱动器搭配500mm號角,加上一個18寸纸盆低音單體，结合了离子高音、號角中音、传统锥盆低音的設計非常獨特，頻寬可達到32Hz-150kHz，非常驚人。

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當年 Corona不僅生產自己的離子高音，也替人代工,生產不少型號,靈敏度大約在93到96dB之間。到了 Lansche audio接手後，Corona離子高音的靈敏度已經提升到99dB(1m/1W) 。Coronal的離子高音有一個特點，那就是把所有的震盪線路，高壓供應，真空管等都装在一個圆筒裡,圆筒的前端就是號角,成為一個整體的離子高音單體。Corona離子高音靠著內部8mm長的電弧發聲，這個電弧的面積只有傳統高音單體的五分之一，質量更只有傳統高音單體十萬分之一（空氣的重量）。

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離子高音加號角的奇特組合

   Acapella Audio Arts的Ion離子高音(Tw1S)一路從1970年代挺過來,可見成熟度非常高。這間公司是由 Alfred Rudolph與 Herman Winters两人於1978年創立,他們家的喇叭有兩大特點，一是高音採用離子高音單體,二是中音採用圓號角，這二項特點一直到今天都沒有改變。另外,他們宣稱他們的離子高音獲得歐盟認證對身體無害，音響迷可以放心。 Acapella之前的旗艦是 sphaeton，但由於太過巨大,所以已經停產,由 Sphaeron Excalibur取代，事實上它的設計也是傅承自 Sphaeron ，把原本的号角尺縮小一些,中音號角安置在底下，低音號角安置在上方，剛好跟 Sphaeron相反，而離子高音則放在二者之間,這三支單體以一支架固定，另外還有一個低音箱體，箱體内装着四個15寸低音单體。



Acapella的lon離子高音單體外觀

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這是 Acapella比較小的 Triolon ExcaliburMKⅢ,構造與大哥Sphaeron Excalibur非常像,低音柱裡面是4個10时低音單體

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No.8.2 是Lansche Audio的半主动式系列，也是他们家目前体型最大的旗舰喇叭，您看背后那两个46公分的低音单体多嚇人！

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冠廷离子高音

阻抗：6.4 Ω (最小5.6 Ω)
直径：8mm
灵敏度：98 dB/1W/1m
最大声压1m：115dB
输入电路：变压器
输入阻抗：10Ω平衡悬浮
电流隔离：有
臭氧产生：无
频带：±3db 1500Hz- 150KHz
尺寸：16 x 16 x 30厘米
调制器：真空管
重量：2公斤


冠廷音箱离子高音的先进之处是可以获得更宽的频率。

较大的直径尺寸和号角设计，使离子高音可以发出更低的频率

由于在输入端中没有使用任何元器件，没有物理材质的限制，因此可以发出更高的频率。

较短的号角口径，从而使得管径更不容易变形，失真更低，扩散角度也更宽。

由于有着有效的高电压震荡，因此可以获得更高的声压   

采用了一阶分频，可以提供更快的瞬态响应

隔离电路的使用，使得电路工作更加安全

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南京威虹音响现已成为 德国Lansche Audio 全线产品中国总代理，负责该品牌在中国地区的推广、销售及售后业务。


德国Lansche audio 中文名定为:冠廷