Re: DIY casque électrostatique

[Philippe_H]

Voici le schéma du "Circuit A" de Stax (début des années 1960):

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Les valeurs sont celles du circuit d'origine. Les résistances de 50k et 500k peuvent être remplacées par des 47k et 470k. Idem pour les condensateurs 50 nF => 47 nF et 220k log pour le potentiomètre d'entrée.

Le circuit de polarisation du diaphragme ne figure pas sur ce schéma.
Il faut + 200 V continus pour le "Normal Bias" (casques Stax à 6 broches) ou + 580 V continus pour le "Pro-bias" (casques à 5 broches Stax).
Le 200 volts continus peut s'obtenir à partir du + 520 volts de la HT. Il faut juste un pont diviseur.
La liaison au casque se fait avec une résistance de 4,7 à 10 M.
Plusieurs schémas sont possibles pour le circuit de polarisation. Le courant est extrêmement faible.

Philippe H.

[jlo]

n'est-ce pas Jean-Louis Haul (je ne suis pas sûr de l'orthographe). Je l'ai connu dans les années 70, c'était un passionné de l'électrostatique.

Bonjour Philippe, c'était peut-être moi à cette époque (Ohl et non pas Haul): on avait effectivement eu des contacts alors qu'au CNRS, je préparais un mémoire sur des hp électrostatiques à directivité imposée. Et il m'arrivait de fabriquer aussi des casques électrostatiques, mais je suis surtout resté sur les éléments théoriques sans les détails et la précision des réalisations de Philippe.
C'est amusant de tomber sur cette conversation mais quand il s'agit d'électrostatiques, je reste toujours curieux

[Philippe_H]

Bonjour Jean-Louis, bonjour à tous,

Les années ont passé mais l'électrostatique n'est pas mort et il y aura toujours des passionnés !

Je regrette de ne pas y avoir consacré davantage de temps.

Amicalement,

Philippe Hiraga.

[cfe69]

Bonjour Philippe,

JLH69 ? Je n'ai pas le souvenir du schéma.

Non JLH 69 c'est pour John Linsley-Hood 1969 il existe aussi une version 2005.

C'est un [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] pour enceintes à haut rendement qui fonctionne bien si l'alim et des dissipateurs sont bien calibrés...

Pas pour de l'électrostatique ni dédié à du STAX c'est pour cela que j'utilise un "energizer srd-7 mkII".
J'avais abandonné l'électrostatique en me séparant des EL63 car elles étaient jugées dangereuses pour des petites mains et j'y reviens car j'ai retrouvé la finesse de l'écoute à faible volume et des médiums naturels.

Dans le schéma Classe A de Stax que vous mettez en référence, je ne vois pas la lampe 6SN7 dont vous parlez dans votre post.
 
Je connais plus les amplificateurs OTL pour casque dynamique >300 Ω que ceux pour casque électroacoustique...

[Philippe_H]

Bonjour cfe69, bonjour à tous,

Dans le schéma Classe A de Stax que vous mettez en référence, je ne vois pas la lampe 6SN7 dont vous parlez dans votre post.

Il doit y avoir une confusion quelque part... Les deux circuits Stax dont j'ai donnés les schémas utilisent des 12AU7 comme tubes de sortie pour le "Circuit A" et des 6CG7/6FQ7 pour le "Circuit B". Il n'y a pas de 6SN7. Ils fonctionnent en classe A, la classe B étant inutilisable.

C'est dans une nouvelle version de mon ampli que j'utilise des 6SN7 mais le schéma n'est pas de chez Stax, c'est un schéma "maison" identique à mon ampli à EL34.

A propos de JLH69 :

Oui, John Linsley Hood c'était dans Wireless World, repris ensuite par Rémy Lafaurie dans la Revue du Son. C'était le début de la vogue de la Classe A.

Bien cordialement,

Philippe.

[cfe69]

Il doit y avoir une confusion quelque part... Les deux circuits Stax dont j'ai donnés les schémas utilisent des 12AU7 comme tubes de sortie pour le "Circuit A" et des 6CG7/6FQ7 pour le "Circuit B". Il n'y a pas de 6SN7. Ils fonctionnent en classe A, la classe B étant inutilisable.

C'est dans une nouvelle version de mon ampli que j'utilise des 6SN7 mais le schéma n'est pas de chez Stax, c'est un schéma "maison" identique à mon ampli à EL34.

Mon commentaire portait justement sur votre ampli EL34 ave 6SN7 en sortie. Je voudrai savoir si-il existe des schema travaillant avec tes tensions < 250V sauf pour le circuit HT de polarisation ?
Cordialement
Christophe

[Philippe_H]

Mon commentaire portait justement sur votre ampli EL34 ave 6SN7 en sortie. Je voudrai savoir si-il existe des schema travaillant avec tes tensions < 250V sauf pour le circuit HT de polarisation ?
Cordialement
Christophe

Bonjour Christophe, bonjour à tous,

A mon avis, ça n'existe pas pour la simple raison que le niveau au d'écoute maximal serait beaucoup trop faible.

Je m'explique :

Avec un casque comme votre Stax SR-X, il faut des tensions de modulation de plusieurs centaines de volts efficaces pour avoir un niveau d'écoute confortable. Il suffit de mesurer la tension de modulation au niveau de la prise. Avec un niveau d'écoute moyen, on mesure une tension efficace de 100, 200 volts voire beaucoup plus quand il y a du grave.

250 volts d'alimentation permettraient d'obtenir un signal maximal de sortie aux alentours de 150 volts crête à crête. Ce qui fait une cinquantaine de volts efficaces seulement donc très insuffisant.

Le circuit que j'ai utilisé pour mon article de l'Audiophile a des tensions d'alimentation de +250 et -350 volts soit 700 volts. Ça permet d'obtenir 135 volts efficaces par sortie (382 volts crête à crête) donc on a le double entre les électrodes de la cellule électrostatique puisque les 2 signaux sont opposés en phase. C'est le minimum pour une écoute confortable (à mon avis).

L'électrostatique a toujours été un peu compliqué...

Bien cordialement,

Philippe.

[cfe69]

Merci Philippe, et bonne Pâque à tous

Il faut donc si je ne veux pas de tension trop élevée dans l'amplificateur utiliser un transformateur de sortie (branché à l'envers) et une tension de polarisation HT de 580V pour les stax modernes. Il faut donc l'équivalent de l'energizer srd-7 à l'intérieur de l'ampli si on ne désire pas s'aventure dans le HT. La petite différence sera donc simplement le choix du bon transformateur x2 au lieu de x12...

Il est en effet plus audiophile de vouloir un montage directement sur la sortie des lampes comme un TOTL pour les casques dynamiques. Merci pour vos explications !

Les montages HT me font un peu peur ! Problèmes d'arc, appareil et modalité de mesure demandant un soin particulier, pcb avec des distance inter piste critique...

Comme vous le soulignez, l'électrostatique n'est pas si simple même si à l'écoute c'est si plaisant !

[Philippe_H]

Merci Philippe, et bonne Pâque à tous

Il faut donc si je ne veux pas de tension trop élevée dans l'amplificateur utiliser un transformateur de sortie (branché à l'envers) et une tension de polarisation HT de 580V pour les stax modernes. Il faut donc l'équivalent de l'energizer srd-7 à l'intérieur de l'ampli si on ne désire pas s'aventure dans le HT. La petite différence sera donc simplement le choix du bon transformateur x2 au lieu de x12...

Il est en effet plus audiophile de vouloir un montage directement sur la sortie des lampes comme un TOTL pour les casques dynamiques. Merci pour vos explications !

Les montages HT me font un peu peur ! Problèmes d'arc, appareil et modalité de mesure demandant un soin particulier, pcb avec des distance inter piste critique...

Comme vous le soulignez, l'électrostatique n'est pas si simple même si à l'écoute c'est si plaisant !

Bonjour cfe69, bonjour à tous,

Avec un transformateur de rapport 1/60 (comme le SRD-7 Stax), on a au maximum 480 volts efficaces soit 1360 volts crête à crête entre les électrodes si ce transfo est raccordé à un ampli de 8W/8 ohms.
Si l'ampli fait 20W/8 ohms, on a un maximum de 2150 volts crête à crête.
Si l'ampli fait 50W/8 ohms, on a 3400 volts crête à crête maximum… Ça fait beaucoup…
L'adaptateur à transfos de modulation, c'est la mort des cellules électrostatiques à plus ou moins brève échéance surtout si l'ampli fait plus de 15/20 W, car la tension qu'il peut fournir n'est limitée que par la tension maximale de sortie de l'ampli.

Avec un ampli OTL, la tension maximale est limitée. Il n'y aura jamais d'arc électrique, jamais. L'ampli "Circuit B" de Stax sort 270 volts efficaces soit 750 volts crête à crête maximum.

Ça n'a rien à voir avec l'audiophilie, c'est une question de fiabilité et de sécurité.

Pour ce qui est de la HT dans l'ampli, je pense qu'on n'a pas à aventurer ses doigts dans un circuit sous tension. Pourquoi faire ? Pour la mesure, il faut prendre les précautions habituelles avec les sondes. Et les tensions ne sont pas plus élevées que dans les amplis/préamplis à tubes ordinaires.

Bien cordialement,

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

J'ai restauré la plupart des liens morts dans mes posts de mars et avril 2023.

Cordialement à tous.

Philippe Hiraga

[cfe69]

A propos du boîtier SRD-7 de Stax :
Le schéma du boîtier à transfos SRD-7 de Stax posté le 7 avril 2023 a également disparu. Ces boîtiers, qui datent de bientôt 50 ans, souffrent tous d'un même mal qui touche la zener Z1082. La tension de polarisation du diaphragme tombe à moins de 100 volts et le casque fonctionne très mal. Ce n'est pas le casque qui est en cause mais la zener Z1082. Voir mon post du 7 avril 2023 à ce sujet.

Voici des liens (en anglais) au sujet du SRD-7 / mk2 ou equivalent.
Optimisation srd-7
Version avec transformateur lundahl
- Schema SRD-7
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- Schema SRD-7mk2
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Pour info, et concernant les boîtiers adaptateurs à transfos pour casques électrostatiques,voici celui du casque Audiotec CES.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Par la suite, Audiotec remplaça sa cellule électrostatique par une cellule à électrets du japonais Audio-Technica. Le boîtier n'avait plus besoin d'une alimentation secteur.

Philippe

[œdicnème]

JLH

John Linsley-Hood.
Auteur en 1969 d'un amplificateur class A
de 10 W 8 Ohm à 4 transistors...
auquel il faut un alimentation régulée.

[Philippe_H]

JLH

John Linsley-Hood.
Auteur en 1969 d'un amplificateur class A
de 10 W 8 Ohm à 4 transistors...
auquel il faut un alimentation régulée.

Voir les vidéos du JLH sur youtube !

Lien vers l'article original de Wireless World : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Intéressant mais hors sujet...

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

On trouve aujourd'hui sur le net plusieurs réalisations de casques électrostatiques. Par exemple, il y a celle d'Andrew Radford sur headwise (c'est en anglais et daté de 2000):

Vue en éclaté de la cellule Radford :

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La construction est relativement facile. Les électrodes, rondes, d'un diamètre de 95 mm, sont découpées dans de la tôle perforée en acier inox.

Sur ces électrodes, sont collés les "spacers" (que j'appelle cales d'espacement). C'est un isolant en plastique (époxy, polycarbonate,...). La largeur des "spacers" est de l'ordre du centimètre. L'épaisseur n'est pas précisée mais elle doit être de l'ordre du demi-millimètre. Les électrodes sont donc espacées d'un millimètre environ.

Le diaphragme en Mylar est tendu sur un cadre en bois puis collé à l'un des "spacers" avec de la colle époxy. On ne donne pas plus de précisions, c'est tendu au jugé.

Le diaphragme est rendu conducteur par application d'une fine couche de poudre de graphite.

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La modulation fait appel à un circuit à transformateurs et aussi à un amplificateur OTL (le circuit se trouve dans le site tubecad).

Le lien ne donne ni courbe de réponse ni oscillogrammes.

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

La quasi totalité des casques électrostatiques DIY sont réalisés comme celui d'Andrew Radford.
Je voudrais faire 3 remarques (constructives je l'espère !) à ce sujet car les solutions employées sont très loin d'être parfaites.

1 - Les électrodes :
Il emploie de la tôle perforée. c'est simple et facile à trouver. Mais en faire des électrodes parfaitement planes c'est une autre histoire… Les électrodes sont fixées sur un support isolant en plastique, si les électrodes sont un peu vrillées, le diaphragme le sera aussi. On le constatera après le montage final.
Certes, des constructeurs comme Stax utilisent de la tôle perforée mais c'est une fabrication spéciale.

2 - Les "spacers"en matière isolante :
Leur rôle est de maintenir le diaphragme à équidistance des électrodes. Dans le cas de la cellule d'Arthur Radford, ces spacers sont collés sur les électrodes. Le diaphragme est collé à l'un des deux spacers. C'est aussi simple et facile à faire.
Mais ça présente un sérieux défaut, je m'explique :
Les électrodes de cette cellule ayant un diamètre de 9,5 cm, leur surface est de 70,88 cm².
On propose un écartements de 0,4 à 0,8 mm entre électrodes, j'ai choisi 0,8 mm (donc 0,4 mm entre électrodes et diaphragme).
La constante diélectrique de l'air étant de 1, la capacité calculée formée par les électrodes de 70,88 cm² espacées de 0,8 mm est de 78 pF.
Mais il y a deux spacers d'une largeur de 1 cm collés sur les électrodes. Leur surface est de 26,70 cm². La surface libre d'une électrode, qui est aussi celle de la partie libre du diaphragme, se réduit donc à 70,88 – 26,70  = 44,18 cm² et la capacité à 49 pF.
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La constante diélectrique du plastique étant beaucoup plus élevée que 1, si je choisis 5, la capacité créée par les spacers est de 148 pF.
La capacité totale de la cellule d'Andrew Radford est donc de 49 pF + 148 pF =  197 pF.
La capacité augmente donc la force motrice électrostatique aussi mais, à cause des spacers collés aux électrodes, 75% de cette force est totalement inutilisée. Ça ne produit aucun son, ça parasite le circuit en atténuant les fréquences élevées et le niveau général et le diélectrique peut se décharger brutalement par un flashage qui va perforer le diaphragme le long des spacers.

Bref, ça n'empêchera pas cette cellule électrostatique de fonctionner mais les spacers collés sur les électrodes sont à bannir, (c'est un avis personnel).

Il faut remarquer que le premier casque Stax commercialisé en 1960 n'utilisait pas de spacers. Stax n'a jamais utilisé de spacers entre électrodes et diaphragme.

3 –  Le traitement conducteur du diaphragme :

L'usage de la poudre de graphite est généralisé chez les DIYeurs de l'électrostatique et c'est ce qu'emploie Andrew Radford.

Mais comment tient la poudre de graphite sur le Mylar ?
On me dira que le graphite de la mine de crayon tient très bien sur une feuille de papier. Oui, mais la surface du papier n'est pas lisse comme le Mylar.

Le graphite ne tient pas très longtemps sur le Mylar. Avec les mouvements du diaphragme plus le champ électrostatique qui agit comme un système de dépoussiérage, la poudre de graphite se détache et pollue l'intérieur de la cellule. Après quelques jours ou semaines, c'est la panne. Avis personnel : le graphite est à bannir.

Tôle perforée, spacers, graphite, etc… il y a d'autres solutions bien plus efficaces qui ne sont ni plus coûteuses ni plus compliquées à mettre en œuvre pour réaliser un excellent casque électrostatique DIY.
Je vais reprendre tout ça dans mes prochains posts en commençant par les électrodes perforées sans spacers.

Bien cordialement à tous,

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Ma cellule électrostatique fonctionne selon le principe du "push-pull à charge constante".
Qu'il s'agisse de casques ou de haut-parleurs, c'est le principe le plus utilisé.
On parle parfois de "condensateur musical, chantant ou vibrant".
Voir les articles de Jacky Mas "Transducteurs électrostatiques ou le chant des condensateurs" dans les n°20, 21 et 22  de L'Audiophile d'avril, juin et octobre 1992 :
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Lien vers la vue en éclaté de la cellule : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]
"interne" ou " externe" c'est par rapport à la position du diaphragme.
"interne" ce sont les éléments placés entre le diaphragme et l'oreille
"externe" ce sont les éléments placés entre le diaphragme et l'extérieur
C'est compliqué parce qu'il n'y a pas de "spacers" collés sur les électrodes.

Le matériau :

J'avais commencé avec de la bakélite. Ça se travaille et se perce facilement avec un forêt ordinaire, mais j'ai constaté qu'en touchant une cellule en fonctionnement avec une luciole néon, celle-ci peut s'allumer même lorsque le signal électrique est relativement faible.
De plus, lorsqu'une pièce est quasiment terminée, elle est plus fragile, et c'est là qu'elle va casser, évidemment… Il faut un matériau robuste qui soit aussi bon isolant électrique, la bakélite ordinaire est donc exclue.

La cellule est construite en stratifié époxy 8/10 et 16/10, cuivré sur une face, qui sert ordinairement à la fabrication de circuits imprimés.
Il faut trouver du stratifié époxy qui soit bien plan. Il faudra vérifier qu'il reste plan après perçage.

Les dimensions extérieures maximales des éléments sont : 105 mm x 80 mm
En 16/10, pour 2 cellules, il faut :
8 fois 105 x 80 pour les supports d'électrodes et les supports de diaphragme
4 fois 85 x 60 pour les électrodes perforées

Pour la réalisation de 2 cellules, il faudrait donc :
En 16/10 : 2 plaques de 400 x 200 mm soit 16 dm²
En 8/10 : 1 plaque de 400 x 200 mm en soit 8 dm²

Pour le traçage sur l'époxy, j'ai utilisé un compas de traçage, une pointe à tracer (bien affutés... ) et un réglet.
On commence par marquer 2 points espacés de 25 mm.
A partir de ces 2 points on trace des demi-cercles de :

30 mm de rayon pour les électrodes perforées, (4 pièces en 16/10).
28 et 40 mm de rayon pour les supports d'électrodes internes et externes, (4 pièces en 16/10). Plus un traçage à 37,5 mm pour l'emplacement des trous de vis sur l'électrode interne. A partir de ce tracé en courbe, on pourra marquer l'emplacement des 10 vis de l'assemblage.
32,5 et 40 mm pour les supports de diaphragme, (4 pièces en 16/10).
32,5 et 40 mm pour les cales d'espacement, (4 pièces en 8/10).
28 et 40 mm pour le support d'écran d'étanchéité, (2 pièces en 8/10).
Ensuite, on relie ces demi-cercles par une trace de 25 mm de long.

Y'a plus qu'à découper en suivant le tracé...
J'ai utilisé une scie sauteuse avec une lame diamantée pour la fabrication des dernières cellules. Aux débuts, c'était la scie à métaux !
Les bords extérieurs sont finis avec un disque sur table à poncer, façon lapidaire. Les dimensions sont contrôlées au pied à coulisse, bien entendu.

A suivre, la réalisation des électrodes perforées et leur connexion. C'est la pièce la plus compliquée à réaliser. En réalité, il n'y a rien de compliqué, il faut juste de la patience.

Croquis coté d'une électrode perforée :
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Photo de deux électrodes perforées, côté isolant et côté cuivre :
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Bien cordialement à tous.

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Suite de la fabrication du casque électrostatique.

Les électrodes perforées :

Il y en a 2 par cellule, il en faut donc 4 pour un casque stéréophonique.

C'est découpé dans du stratifié époxy 16/10 mm, cuivré sur une face.

Le perçage est effectué du côté isolant. J'ai utilisé un forêt diamant et une perceuse à colonne. La vitesse de rotation est de 1800 t/mn (environ…). Ça ne fait pas de bavures.

Une plaquette Veroboard sert de gabarit de perçage. On a donc un écartement de 2,54 mm entre les trous. Il y a 531 trous de Ø 2 mm par électrode. Pour 1 casque, ça fait… 2124 trous !

Photo du gabarit Veroboard :
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A propos de la capacité entre électrodes :

La surface brute d'une électrode est de 43,3 cm². Avec un écartement de 1,6mm, la capacité théorique est de 24 pF.
Les 531 trous occupent une surface de 18,4 cm² (43 % de la surface de l'électrode) et réduisent la surface active à 24,9 cm² ce qui donne, théoriquement, une capacité de 14 pF.
Or le capacimètre affiche 32 pF…
Erreur de mesure due aux capacités parasites ? A priori non car le capacimètre affiche bien les valeurs des condensateurs mica 5% utilisés comme étalons.
La théorie selon laquelle la surface active est la surface brute moins celle des trous n'est donc pas vérifiée. La différence est encore plus grande avec les électrodes à fils.

La connexion électrique des électrodes :

Les faces cuivrées sont connectées vers l'extérieur avec un fil de cuivre rigide. Le stratifié époxy est percé côté isolant avec un forêt HSS de Ø 1mm, un peu usé, afin de faire un maximum de bavures de cuivre. Ces bavures sont ensuite repoussées à l'intérieur du trou avec un outil pointu. On peut alors y passer un fil de cuivre rigide de Ø 0,5mm et le souder à la surface de l'électrode. Du côté opposé, on soude le fil de cuivre à un ruban de cuivre adhésif. Prévoir une longueur de 4 à 5 cm pour ce ruban de cuivre adhésif.
Le fil est ensuite coupé au ras de l'électrode et le surplus de soudure est éliminé par ponçage. Voir la photo coté électrode :
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Et la vue en coupe de la connexion :
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Il est indispensable d'effectuer plusieurs essais au préalable.

Le pourtour des électrodes est fini sur la table de ponçage/lapidaire. Les électrodes sont ensuite étamées dans un bain d'étamage à froid. Il n'y a pas de vernis isolant.

Les électrodes perforées seront ensuite collées sur leurs supports respectifs simultanément, j'expliquerai pourquoi.

A suivre : les supports d'électrodes.

Bien cordialement à tous,

Philippe H.

[Jef]

Bonjour

Merci pour ce pas à pas très précis et pour le partage de votre expérience.

Bien à vous

[Philippe_H]

Merci Jef !

Bonjour à tous,

Suite de la construction du casque électrostatique DIY avec les supports d'électrodes perforées :

Il y en a 2 par cellule, il en faut donc 4 pour un casque stéréophonique. Les 4 pièces ont les mêmes dimensions mais les trous des vis d'assemblage des supports internes ont un fraisage parce que l'écran d'étanchéité vient s'appliquer contre ce côté.
Dans une version précédente de cellule, il y avait des vis à tête ronde ou hexagonale et le support d'écran d'étanchéité faisait 3 à 4 mm d'épaisseur, ce qui augmentait d'autant la distance et le volume d'air entre le diaphragme et l'oreille, ce qui n'est pas souhaitable acoustiquement parlant. Sur les versions suivantes, j'ai donc réduit cette épaisseur à 0,75 mm.
Il est indispensable de rendre la cellule étanche du côté oreille sinon la condensation de l'humidité produite par l'oreille va perturber le fonctionnement de la cellule électrostatique.

Ces 4 éléments sont découpés dans du stratifié époxy 16/10 mm. On n'a pas besoin du cuivre donc je l'ai retiré dans un bain de perchlorure après la découpe. Le stratifié époxy non cuivré ça existe, mais celui que j'avais trouvé était plus cher !

Croquis coté des supports d'électrodes internes avec le fraisage pour les têtes de vis. Il y a une entaille de quelques dixièmes de mm de profondeur pour le passage du ruban de connexion mais ce n'est pas indispensable :
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Croquis coté des supports d'électrodes externes. Du côté opposé à l'électrode sera tendue et collée une fine toile de nylon n°75. Son rôle est de maintenir en place l'amortissement et de protéger des poussières l'intérieur de la cellule :
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Photo des supports d'électrodes externe et interne :
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A suivre : les supports de diaphragmes, les cales d'espacement et les supports d'écran d'étanchéité et ce sera tout pour les pièces en stratifié époxy.
Ensuite, le collage des électrodes puis celui du diaphragme.

Bien cordialement à tous,

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Suite avec les supports de diaphragme :

Il y en a 2 par cellule donc 4 pour un casque. Les 4 pièces ont les mêmes dimensions.
C'est du stratifié époxy 16/10 mm cuivré sur une face.

Croquis coté du support de diaphragme externe, vu côté époxy :
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Le diaphragme sera collé sur cet élément du côté cuivre, donc sur la face opposée.
Le trou de Ø 2 mm en haut c'est pour la vis de connexion au circuit de polarisation du diaphragme. Il y aura une tension continue de + 750 volts sur cette vis, c'est "monstrueux"   , mais le courant est quasi nul, quelques nanoampères dus aux fuites électriques inévitables.

Croquis coté du support de diaphragme interne, vue côté époxy :
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Il est cuivré sur la face opposée. Le trou de Ø 4 mm en haut, c'est pour la tête de vis de la connexion électrique (qui est donc vissée sur l'autre support). La couche de cuivre est conservée pour une question de centrage du diaphragme. Ces 2 pièces étant montées l'une contre l'autre et le diaphragme se trouvant entre les deux, il faut que ces 2 pièces aient la même épaisseur pour que le diaphragme soit à équidistance des 2 électrodes.

Photo des supports de diaphragme externes et internes :
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A gauche, le support de diaphragme externe vu du côté époxy. Le diaphragme sera collé sur le cuivre du côté opposé. En haut de la pièce, le trou de Ø 2 mm pour la vis de connexion électrique.
A droite, le support de diaphragme interne, vu du côté cuivre. Je dis "support" mais il ne supporte rien... Il sert juste de cale d'épaisseur.  

A suivre : les cales d'espacement, puis l'écran d'étanchéité, puis le collage des électrodes, puis le montage et le traitement du diaphragme, etc...  

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Suite avec les cales d'espacement :

Il y a 2 cales d'espacement par cellule, il y en a donc 4 pour un casque.
C'est du stratifié époxy 8/10 mm dont j'ai retiré la couche de cuivre après découpe.

Ces cales d'espacement fixent l'écartement entre les électrodes sans utilisation de "spacers".
Les "spacers" sont des éléments en matière isolante (donc de constante diélectrique élevée), collés aux électrodes et au diaphragme. Ils maintiennent le diaphragme tendu et à égale distance des électrodes.
Le diélectrique des "spacers" et la partie des électrodes sur laquelle ils sont collés forment un condensateur qui shunte le signal de modulation. Le rendement est fortement affecté, on a une perte de niveau, une atténuation des aigus et une augmentation du risque de flashage.
Ici, il n'y a pas de "spacers".

Le système de cales d'espacement rend la cellule démontable et remontable en quelques minutes. Les électrodes sont facilement accessibles, tout comme les 2 faces du diaphragme, pour un éventuel dépoussiérage ou un examen, sans rien décoller.
Les cales d'espacement peuvent être de différentes épaisseurs, permettant ainsi de tester différentes tensions de polarisation sans qu'il soit nécessaire de coller un nouveau diaphragme. Ici, les cales font 0,8 mm d'épaisseur pour une tension est de +750 volts. Avec une épaisseur de 0,5 mm, la tension de polarisation pourrait être de +500 volts, par exemple.

Croquis coté de la cale d'espacement interne :
Il y a, en haut, le trou de Ø 4mm pour la tête de vis de polarisation du diaphragme, car cette tête fait 3 mm de hauteur. La connexion électrique au diaphragme est assez critique, il peut y avoir des fuites électriques à ce niveau, on verra plus tard.
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Croquis coté de la cale d'espacement externe:
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Photo des cales d'espacement internes et externes :
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A suivre : l'écran d'étanchéité.

Bien cordialement à tous,

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Suite avec le support d'écran d'étanchéité.

La pièce en stratifié époxy a les mêmes dimensions que les supports d'électrodes mais son épaisseur est de 8/10. La couche de cuivre a été retirée après découpe.
Il y en a 1 par cellule. Il en faut donc 2 pour un casque.

Son rôle est d'assurer l'étanchéité de la cellule électrostatique côté oreille. Sans cette protection, l'humidité produite par l'oreille va se condenser à l'intérieur de la cellule et celle-ci va cesser de fonctionner après quelques minutes. Il protège également des poussières car le champ électrostatique à tendance à les attirer.
Le Mylar est collé sur le support sans être tendu afin qu'il n'y ait pas de fréquence de résonance.
L'écran d'étanchéité est simplement appliqué contre le support d'électrode intérieur. On peut aussi le fixer à la colle néoprène, ce qui assure une meilleure étanchéité tout en permettant un démontage facile.

Croquis coté du support d'écran d'étanchéité :
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Et photo de l'écran d'étanchéité avec sa feuille de Mylar 3,5 µm non tendu afin qu'il ne résonne pas :
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Les 9 pièces en stratifié époxy ayant été décrites, voici une vue en coupe latérale montrant leur disposition :
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La disposition des éléments forme une gorge autour de l'électrode perforée. Le but d'allonger la "ligne de fuite" électrique, c'est à dire la plus courte distance entre deux parties conductrices en suivant la surface. Ici, la construction a permis de tripler la distance entre les parties cuivrées de l'électrode et du support de diaphragme. Les fuites électriques sont ainsi réduites. Cette technique est celle des isolateurs électriques des lignes à haute tension.

A suivre…

Bien cordialement à tous,

Philippe H.

[Philippe_H]

Bonjour à tous,

Suite de la construction de la cellule de casque électrostatique avec l'amortissement.

La nécessité de maintenir le diaphragme assez fortement tendu
a une conséquence, il résonne ici un peu au-dessus de 400 Hz.
J'ai choisi de mettre un amortissement pour faire disparaître cette résonance, même si elle est faible, mais je trouve désagréable la coloration en "son de tambour" de certains électrostatiques non amortis.
Le diaphragme ayant une très faible masse, cette résonance disparaît avec une pièce de 1/3 de gramme de laine de verre de même forme que le diaphragme mais de dimensions réduites à 65 x 40 mm. Cette pièce de laine de verre est maintenue en place à 4 mm du diaphragme par deux points de colle sur une toile de nylon. Cette toile de nylon n°75 aura été tendue puis collée au préalable à la face externe de la cellule, laissant une largeur de 5 mm sur le  bord pour les écrous de la visserie.
La cellule électrostatique ne laisse plus passer la lumière mais quelle importance ?
La toile de nylon n°75 est utilisée pour les écrans de sérigraphie.

Croquis coté de la toile de nylon sur laquelle est collé l'amortissement en laine de verre :
Cette toile de nylon est collée après le collage de l'électrode perforée sur ce même support mais du côté opposé. Il faut tendre la toile, la coller puis la découper, on verra le moment venu.

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Croquis coté de l'amortissement en laine de verre. Épaisseur entre 5 et 10 mm :

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Vue du côté extérieur de la cellule, donc du support d'électrode externe avec l'amortissement :

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Je vais revenir ensuite sur le traçage et la découpe des éléments, je crois que c'est nécessaire.

Bien cordialement à tous,

Philippe H.