Lo Ionophone





Se haicostruito il mio Tesla Coil, avrai notato che la scarica a corona è sì molto bella e calda, ma si muove vorticosamente facendo un rumore caratteristico, che è la prima cosa da eliminare per fare un buon tweeter. Molti sostengono che il rumore svanisce solo se la bobina di Tesla viene accordata sui 20 - 30MHz: non è del tutto corretto. Infatti è vero che innalzando la frequenza lo sfrigolio si trasforma in un soffio sempre più debole, ma ciò funziona solo con scarichine di qualche millimetro, poiché scintilloni di 30 o 40mm tornano ad essere molto rumorosi.
L'unico modo per fare una scarica silenziosa è il brevetto IONOPHONE di Sigfried Klein (credo risalga agli anni '50, ma non ne sono tanto sicuro).











Klein realizzò la sua scarica tramite un elettrodo di platino coassiale ad tubo di quarzo

in questo modo viene scaldata più aria a temperatura superiore (rispetto ad una scarica in aria libera) e la scarica stessa è isolata dall'esterno. I vantaggi sono

  • La scarica non vibra, resta quasi perfettamente ferma ed il rumore è annullato. Permane soltanto un leggero soffio, ma è quasi impercettibile a camera di combustione calda.
  • Lo IONOPHONE può essere accoppiato ad una trombetta aumentando così la pressione acustica a livelli piuttosto alti
  • Si risolve anche il problema dell'Ozono. Infatti la scarica a corona, in aria libera, produce una certa quantità di Ozono perfettamente avvertibile "a naso", ma innalzando la temperatura (sul mio esemplare ho stimato 150 - 200°C) questo gas si decompone nuovamente in innocuo Ossigeno.

Grazie allo IONOPHONE, il mio primo tweeter lavora a 1,5MHz, ha una scarica di una ventina di millimetri (in assenza di segnale), produce pressioni acustiche piuttosto elevate (intendiamoci, non si avranno mai volumi da stadio, ma per un ascolto in casa c'è già di che litigare con i vicini) e, soprattutto, ha una frequenza di taglio di circa 800Hz che permette un facile interfacciamento con qualsiasi woofer tradizionale.

Come costruire uno IONOPHONE?
Per una versione home-made servono

  • un tubetto di pyrex del diametro di 12 - 15 mm e lungo 35 - 40mm: si ricava segando una lampada alogena tubolare, non è facile, ma chiedendo ad un vetraio si dovrebbe poter fare un bel lavoro
  • un tondino in acciaio inox (diametro 3mm) da appuntire ad un'estremità.
  • un distanziale in teflon
  • un distanziale in acciaio inox

Nella foto seguente una vista d'insieme dei vari componenti pronti per essere assemblati:

L'elettrodo è incastrato dentro il distanziale di acciaio (ho usato un pezzeto di alluminio da cucina per favorire il bloccaggio) e ho avvolto qualche giro di nastro di carta per fare spessore (e garantire il successivo bloccaggio delle parti con tubetto termorestringente).
Il tutto deve essere assemblato in modo che l'elettrodo spunti per circa un centimetro dentro il tubo di vetro:

Infine con un pezzo di tubetto termorestringente si bloccano le varie parti e si ottiene un perfetto IONOPHONE artigianale.

Mi raccomando non usare colle (né Attack, né le varie bicomponenti, né le colle a caldo) perché

  • si squagliano con le alte temperature
  • sono pur sempre conduttive (anche se di poco) e l'alta tensione va a scaricarsi su di esse carbonizzandole in pochi secondi
  • se anche non bruciano, sono fonte di inaccettabile distorsione (perché "tirano" la scarica in una certa posizione impedendole di muoversi liberamente).

Quindi, nel dubbio, metti un secondo strato di termorestringente. Attenzione che il termorestringente è conduttivo (lo so, è strano, ma con 150kV anche resistenze enormi tirano correnti non più trascurabili), quindi fai in modo che la punta dell'elettrodo stia almeno 6 -7 mm oltre il bordo del termorestringente.

Infine occorre mettere a massa il vetro: è sufficiente avvolgere attorno all'estremità libera qualche giro di filo smaltato ben teso e collegarlo a massa. Anche questo filo può costringere la fiamma, quindi è necessario che la scarica stia tutta dentro il tubo e che fra la punta dell'elettrodo e l'anello di massa ci siano almeno 25mm.


Una camera di combustione così fatta, senza altri orpelli, garantisce un'emissione omnidirezionale molto coinvolgente, ma ha un suono un pochino "nasale", forse dovuto alla lunghezza del tubo (devo studiraci sopra, non escludo che ci saranno ulteriori articoli in merito). D'altra parte accorciare il tubo non è possibile perché la scarica deve essere completamente contenuta all'interno del tubo pena l'insorgere di udibili distorsioni. Inoltre l'anello di massa non deve toccare la scarica (ma solo le frange più lontane), altrimenti la lunghezza della scarica viene imposta e, al limite, si annulla qualsiasi emissione audio.


L'unico modo per eliminare l'efetto nasale è l'uso di una trombetta: la si recupera facilmente da un tweeter piezoelettrico, basta avere un po' di pazienza ed adattarla. Personalmente ho montato la camera di combustione su un ritaglio di basetta millefori (ovviamente privata delle piazzole) fissato poi con dei distanziali inox alla trombetta.

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