EP0665704A1 - Improvement to sound reproduction devices and acoustic enclosures for omnidirectional radiation - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to sound reproduction devices and loudspeakers operating according to the principle of vertical charge with omnidirectional radiation.
- the sealing of the box at the level of each of the speakers is ensured by the membrane while the sealing between the speakers and the box can be ensured by circular seals.
- the speakers radiate their energy in perfect harmony.
- the impulses of each speaker reach the ears of the listener who is horizontal to the speaker at the same time, and the same is true for the energy reflected by the rear wall and the side walls.
- a gain of more than three decibels can be obtained.
- the totally omni-directional broadcast allows the radiation of all the frequencies of the associated loudspeakers: extreme bass, bass, low-midrange, midrange, high-midrange.
- the ratio of the speaker volume to bass reproduction is optimized. Bass to midrange reproduction can be provided up to 3 KHz with small diameter speakers.
- the loudspeaker oriented towards the ground reproduces the same frequencies as the loudspeaker directed towards the ceiling, which causes on the part of the proximity of the ground a ricochet effect in the mid and high-mid frequencies, bringing a coloring of the his.
- Listening at the level of midrange and treble is coherent (or in phase), only in the geometric planes perpendicular to the horizontal axis of the enclosure.
- the response curve has irregularities especially in the mids and the impedance curve, due to the fact that the speakers are wired in parallel, is lowered and will overload the amplifier that powers the speakers.
- the present invention aims to eliminate the aforementioned drawbacks and to make it possible to produce speakers of very good quality using the principle of the above-mentioned French patent application, and which can be extremely miniaturized, with internal volumes enclosed between speakers which can be reduced up to two liters.
- the invention relates to sound reproduction apparatus, including loudspeakers, where a loudspeaker comprises at least one pair of loudspeakers arranged for the reproduction of sounds, including bass and extreme bass sounds and mounted on the same cabinet aligned on a vertical axis, the top speaker radiating towards the ceiling while the bottom speaker radiates towards the ground or floor, the two speakers of a pair being fixed head to tail respectively at two opposite ends of the cabinet filled with a sealed volume of air, the bottom speaker being separated from the ground, preferably by a distance equal to or greater than the radius of the speaker membrane, characterized in that at least one self, or equivalent means, is arranged in the supply line of the downward facing speaker (s), to appreciably suppress the passage of the mid, high-mid and treble frequencies.
- this inductor is chosen, depending on the speakers used and the internal volume chosen. Thus only the low and extreme low frequencies will be broadcast by the speaker or speakers oriented towards the ground, the speaker or speakers oriented towards the ceiling remaining directly connected, without intermediate choke, to the amplifier supplying the speaker. In most cases, the value of the choke will range between about 2 and 10 mH.
- the loudspeakers of each end are oriented, on this same axis, in the same direction, one behind the other, with an airtight volume of air as reduced as possible between two successive loudspeakers.
- a loudspeaker cabinet 1 with a vertical axis placed on the ground by four feet 2, two loudspeakers 5, 6 were placed, the upper loudspeaker 6 radiating upwards and the lower loudspeaker 5 radiating towards the low.
- the internal volume 12 of the box which separates the two loudspeakers 5, 6 is sealed, the wall of the enclosure 1 being airtight and the loudspeakers 5 and 6 preferably having a continuous membrane the air.
- these are mounted on the box by means of annular seals (not shown).
- the loudspeakers are supplied in parallel from the amplifier 10 by a standard line 8.
- FIG. 3 The enclosure shown in Figure 3 includes all the listed elements of the enclosure of Figures 1 and 2. However we see that we inserted into the power supply of the speaker lower 5, on line 8 connecting it to amplifier 10, a choke 9. Preferably this choke is of the air choke type without core.
- the value of the inductor 9 is chosen so as to appreciably suppress the passage of the mid, high-mid and high frequencies, only the low and extreme low frequencies then leading to the lower speaker 5, the upper speaker 6 remaining supplied in all of these frequencies without modification.
- the value of the self is of the order of 7 mH.
- the two speakers 5, 6 can operate simultaneously on the frequency band from 20 to 400 Hz
- the upper speaker can also be filtered between 400 and 2000 Hz depending on the number of channels.
- the resonance is suppressed, the loudspeakers operating on the common band (generally between 30 and 200 Hz, depending on the diameter of the loudspeakers).
- This figure shows an improvement of the enclosure of Figure 3, in which we have, this time, arranged two lower speakers 5 and two upper speakers 6 oriented downward and upward respectively. .
- the two speakers at each end are located very close to each other so that the internal space 11 between the two speakers is minimized.
- Peripheral seals (not shown) are arranged for sealing at each loudspeaker so that the two intermediate volumes 11 and the central volume 12 remain sealed.
- the two lower speakers 5 are powered by the amplifier with interposition in their supply line of respective inductors 9 of identical values, or different according to the bass levels research.
- the upper loudspeakers 6 remain supplied without a filtering device.
- This embodiment provides an additional increase in power without any drawback due to the automatic balancing which takes place due to the symmetry of the two loudspeakers of the same pair.
- the inductor (s) 9 are housed in the enclosure, for example in the internal volume 12 or in any other possible location of the enclosure where the loudspeakers are not hampered in their operation.
- the number of loudspeakers can be further increased and more than two pairs of loudspeakers can be provided, for example three pairs of loudspeakers also oriented in the same way as in FIG. 4 with sealed intermediate spaces.
Abstract
Description
La présente invention est relative aux appareils de reproduction sonore et enceintes acoustiques fonctionnant selon le principe de charge verticale à rayonnement omnidirectionnel.The present invention relates to sound reproduction devices and loudspeakers operating according to the principle of vertical charge with omnidirectional radiation.
On connaît déjà divers dispositifs sur les enceintes acoustiques pour augmenter la qualité et la puissance des sons graves.Various devices are already known on loudspeakers to increase the quality and the power of bass sounds.
Dans la demande de brevet FR-A-2 627 341 le déposant a déjà décrit une enceinte acoustique résolvant ce problème de façon particulièrement efficace, sous un volume réduit, avec une reproduction sonore d'excellente qualité, avec des graves très présents et précis, et comportant deux hauts-parleurs agencés pour la reproduction des sons graves et extrêmes graves et montés sur le même coffret, les deux hauts-parleurs étant alignés sur un axe vertical, le haut-parleur du haut rayonnant vers le plafond tandis que le haut-parleur du bas rayonne vers le sol ou plancher, ces deux hauts-parleurs étant fixés tête-bêche respectivement à deux extrémités opposées du coffret rempli d'air et étanche, le haut-parleur du bas étant monté à l'écart du sol ou du plancher à distance suffisante, telle que cette distance soit égale ou supérieure au rayon de la membrane du haut-parleur inférieur.In patent application FR-A-2 627 341 the applicant has already described an acoustic enclosure resolving this problem in a particularly effective manner, at a reduced volume, with excellent sound reproduction, with very present and precise bass, and comprising two loudspeakers arranged for the reproduction of low and extreme bass sounds and mounted on the same box, the two loudspeakers being aligned on a vertical axis, the loudspeaker from the top radiating towards the ceiling while the loudspeaker bottom speaker radiates to the ground or floor, these two loudspeakers being fixed head to tail respectively at two opposite ends of the air-filled and watertight box, the bottom loudspeaker being mounted away from the ground or the floor at a sufficient distance, such that this distance is equal or greater than the radius of the diaphragm of the lower speaker.
L'étanchéité du coffret au niveau de chacun des hauts-parleurs est assurée par la membrane tandis que l'étanchéité entre les hauts-parleurs et le coffret peut être assurée par des joints d'étanchéité circulaires.The sealing of the box at the level of each of the speakers is ensured by the membrane while the sealing between the speakers and the box can be ensured by circular seals.
Dans une telle réalisation les hauts-parleurs rayonnent leur énergie en harmonie parfaite. Les impulsions de chaque haut-parleur atteignent en même temps les oreilles de l'auditeur qui se trouve à l'horizontale de l'enceinte, et il en est de même pour l'énergie réfléchie par le mur arrière et les murs latéraux. Un gain de plus de trois décibels peut être obtenu. La diffusion totalement omnidirectionnelle permet le rayonnement de toutes les fréquences des hauts- parleurs associés : extrêmes graves, graves, bas-médiums, médiums, haut-médiums. Le rapport entre le volume de l'enceinte et la reproduction des graves est optimalisé. La reproduction des graves aux médiums peut être assurée jusqu'à 3 KHz avec des hauts-parleurs de petit diamètre.In such an embodiment, the speakers radiate their energy in perfect harmony. The impulses of each speaker reach the ears of the listener who is horizontal to the speaker at the same time, and the same is true for the energy reflected by the rear wall and the side walls. A gain of more than three decibels can be obtained. The totally omni-directional broadcast allows the radiation of all the frequencies of the associated loudspeakers: extreme bass, bass, low-midrange, midrange, high-midrange. The ratio of the speaker volume to bass reproduction is optimized. Bass to midrange reproduction can be provided up to 3 KHz with small diameter speakers.
Malgré ses grandes qualités cette disposition présente cependant encore quelques inconvénients. Le haut-parleur orienté vers le sol reproduit les mêmes fréquences que le haut-parleur orienté vers le plafond, ce qui provoque de la part de la proximité du sol un effet de ricochet dans les fréquences médiums et haut-médiums, apportant une coloration du son. L'écoute au niveau des médiums et des aigus n'est cohérente (ou en phase), que dans les plans géométriques perpendiculaires à l'axe horizontal de l'enceinte. La courbe de réponse présente des irrégularités notamment dans les médiums et la courbe d'impédance, en raison du fait que les hauts-parleurs sont câblés en parallèle, est abaissée et va surcharger l'amplificateur qui alimente les hauts-parleurs.Despite its great qualities, this arrangement still has some drawbacks, however. The loudspeaker oriented towards the ground reproduces the same frequencies as the loudspeaker directed towards the ceiling, which causes on the part of the proximity of the ground a ricochet effect in the mid and high-mid frequencies, bringing a coloring of the his. Listening at the level of midrange and treble is coherent (or in phase), only in the geometric planes perpendicular to the horizontal axis of the enclosure. The response curve has irregularities especially in the mids and the impedance curve, due to the fact that the speakers are wired in parallel, is lowered and will overload the amplifier that powers the speakers.
La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients précités et de permettre de réaliser des enceintes de très bonne qualité utilisant le principe de la demande de brevet français précitée, et qui peuvent être extrêmement miniaturisées, avec des volumes internes clos entre hauts-parleurs qui peuvent être réduits jusqu'à deux litres.The present invention aims to eliminate the aforementioned drawbacks and to make it possible to produce speakers of very good quality using the principle of the above-mentioned French patent application, and which can be extremely miniaturized, with internal volumes enclosed between speakers which can be reduced up to two liters.
L'invention est relative aux appareils de reproduction sonore, y compris les enceintes acoustiques, où une enceinte acoustique comporte au moins une paire de hauts-parleurs agencés pour la reproduction des sons, y compris les sons graves et extrêmes graves et montés sur un même coffret en étant alignés sur un axe vertical, le haut-parleur du haut rayonnant vers le plafond tandis que celui du bas rayonne vers le sol ou plancher, les deux hauts-parleurs d'une paire étant fixés tête-bêche respectivement à deux extrémités opposées du coffret rempli d'un volume étanche d'air, le haut-parleur du bas étant séparé du sol, de préférence d'une distance égale ou supérieure au rayon de la membrane du haut-parleur, caractérisés en ce qu'au moins une self, ou moyen équivalent, est disposée dans la ligne d'alimentation du ou des hauts-parleurs orientés vers le bas, pour supprimer sensiblement le passage des fréquences médiums, hauts-médiums et aigus.The invention relates to sound reproduction apparatus, including loudspeakers, where a loudspeaker comprises at least one pair of loudspeakers arranged for the reproduction of sounds, including bass and extreme bass sounds and mounted on the same cabinet aligned on a vertical axis, the top speaker radiating towards the ceiling while the bottom speaker radiates towards the ground or floor, the two speakers of a pair being fixed head to tail respectively at two opposite ends of the cabinet filled with a sealed volume of air, the bottom speaker being separated from the ground, preferably by a distance equal to or greater than the radius of the speaker membrane, characterized in that at least one self, or equivalent means, is arranged in the supply line of the downward facing speaker (s), to appreciably suppress the passage of the mid, high-mid and treble frequencies.
La valeur de cette self est choisie, en fonction des hauts-parleurs utilisés et du volume interne choisi. Ainsi seules les fréquences graves et extrêmes graves seront diffusées par le ou les hauts-parleurs orientés vers le sol, le ou les hauts-parleurs orientés vers le plafond restant directement reliés, sans self intermédiaire, à l'amplificateur alimentant l'enceinte. Dans la plupart des cas, la valeur de la self s'étagera entre environ 2 et 10 mH.The value of this inductor is chosen, depending on the speakers used and the internal volume chosen. Thus only the low and extreme low frequencies will be broadcast by the speaker or speakers oriented towards the ground, the speaker or speakers oriented towards the ceiling remaining directly connected, without intermediate choke, to the amplifier supplying the speaker. In most cases, the value of the choke will range between about 2 and 10 mH.
Lorsque l'enceinte comprend plusieurs paires de hauts-parleurs, les hauts-parleurs de chaque extrémité sont orientés, sur ce même axe, dans le même sens, l'un derrière l'autre, avec un volume étanche d'air aussi réduit que possible entre deux hauts-parleurs successifs.When the enclosure comprises several pairs of loudspeakers, the loudspeakers of each end are oriented, on this same axis, in the same direction, one behind the other, with an airtight volume of air as reduced as possible between two successive loudspeakers.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et se référant au dessin annexé dans lequel :
- La figure 1 représente une vue schématique d'une enceinte selon la demande de brevet FR-A-2 627 341.
- La figure 2 représente une vue schématique du système d'alimentation d'une telle enceinte.
- La figure 3 représente une vue schématique d'une enceinte selon l'invention.
- La figure 4 représente une vue schématique d'une enceinte selon une autre forme de réalisation de l'invention.
- FIG. 1 represents a schematic view of an enclosure according to patent application FR-A-2 627 341.
- FIG. 2 represents a schematic view of the supply system of such an enclosure.
- FIG. 3 represents a schematic view of an enclosure according to the invention.
- FIG. 4 represents a schematic view of an enclosure according to another embodiment of the invention.
On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2.We first refer to Figures 1 and 2.
Dans un coffret d'enceinte 1 d'axe vertical posé sur le sol par quatre pieds 2, on a disposé deux hauts-parleurs 5, 6, le haut-parleur supérieur 6 rayonnant vers le haut et le haut-parleur inférieur 5 vers le bas. Le volume interne 12 du coffret qui sépare les deux hauts-parleurs 5, 6 est rendu étanche, la paroi de l'enceinte 1 étant imperméable à l'air et les hauts-parleurs 5 et 6 présentant, de préférence, une membrane continue étanche à l'air. Afin d'assurer l'étanchéité entre le coffret et les hauts-parleurs, ceux-ci sont montés sur le coffret par l'intermédiaire de joints d'étanchéité annulaires (non représentés).In a loudspeaker cabinet 1 with a vertical axis placed on the ground by four
Les hauts-parleurs sont alimentés en parallèle à partir de l'amplificateur 10 par une ligne usuelle 8.The loudspeakers are supplied in parallel from the
On voit sur la figure 1 que lorsque les oreilles de l'utilisateur sont placées sensiblement dans le plan médian horizontal 4 perpendiculaires à l'axe de l'enceinte, les sons provenant des hauts-parleurs sont parfaitement en phase.It can be seen in FIG. 1 that when the user's ears are placed substantially in the horizontal
On se réfère maintenant aux figures 3 et 4. L'enceinte représentée sur la figure 3 comporte tous les éléments énumérés de l'enceinte des figures 1 et 2. Cependant on voit que l'on a inséré dans l'alimentation du haut-parleur inférieur 5, sur la ligne 8 le reliant à l'amplificateur 10, une self 9. De préférence cette self est du type self à air sans noyau.We now refer to Figures 3 and 4. The enclosure shown in Figure 3 includes all the listed elements of the enclosure of Figures 1 and 2. However we see that we inserted into the power supply of the speaker lower 5, on
La valeur de la self 9 est choisie de façon à supprimer sensiblement le passage des fréquences médiums, haut-médiums et aigues, seules les fréquences graves et extrêmes graves aboutissant alors au haut-parleur inférieur 5, le haut-parleur supérieur 6 restant alimenté dans l'ensemble de ces fréquences sans modification.The value of the
Par exemple pour deux hauts-parleurs 5, 6 ayant 10 cm de diamètre et un volume interne 12 de l'espace clos de deux litres, la valeur de la self est de l'ordre de 7 mH.For example, for two
De façon avantageuse les deux hauts-parleurs 5, 6, peuvent fonctionner simultanément sur la bande de fréquence de 20 à 400 Hz, le haut-parleur supérieur pouvant aussi être filtré entre 400 et 2 000 Hz suivant le nombre de voies. La résonance est supprimée, les hauts-parleurs fonctionnant sur la bande commune (généralement entre 30 et 200 Hz, suivant le diamètre des hauts-parleurs).Advantageously, the two
On constate, à l'audition, que non seulement tous les avantages du dispositif déjà connu des figures 1 et 2 restent préservés mais qu'en outre la phase devient cohérente en tout point de l'écoute. Toute la bande passante, de l'extrême grave à l'aigu se trouve améliorée. La courbe de réponse est régularisée ou linéarisée. La courbe d'impédance remonte et devient plus régulière et la tenue en puissance est améliorée.It is noted, at the hearing, that not only all the advantages of the device already known from FIGS. 1 and 2 remain preserved but that, moreover, the phase becomes coherent at all points of listening. The entire bandwidth, from extreme bass to treble, is improved. The response curve is regularized or linearized. The impedance curve rises and becomes more regular and the power handling is improved.
On se réfère maintenant à la figure 4.We now refer to Figure 4.
Sur cette figure on a représenté un perfectionnement de l'enceinte de la figure 3, dans lequel on a, cette fois-ci, disposé deux hauts-parleurs inférieurs 5 et deux hauts-parleurs supérieurs 6 orientés respectivement vers le bas et vers le haut. Les deux hauts-parleurs de chaque extrémité sont situés très près l'un de l'autre de façon que l'espace interne 11 entre les deux hauts-parleurs soit réduit au minimum. Des joints périphériques (non représentés) sont disposés pour l'étanchéité au niveau de chaque haut-parleur de façon que les deux volumes intermédiaires 11 et le volume central 12 restent étanches.This figure shows an improvement of the enclosure of Figure 3, in which we have, this time, arranged two
Les deux hauts-parleurs inférieurs 5 sont alimentés par l'amplificateur avec interposition dans leur ligne d'alimentation de selfs respectives 9 de valeurs identiques, ou différentes selon les niveaux de graves recherchés.The two
Les hauts-parleurs supérieurs 6 restent alimentés sans dispositif de filtrage.The
Cette réalisation assure un accroissement supplémentaire de la puissance sans aucun inconvénient en raison de l'équilibrage automatique qui s'effectue du fait de la symétrie des deux hauts-parleurs d'une même paire.This embodiment provides an additional increase in power without any drawback due to the automatic balancing which takes place due to the symmetry of the two loudspeakers of the same pair.
On peut concevoir, dans la pratique, de disposer la self 9 directement dans l'amplificateur sur la sortie de celui-ci destinée au haut-parleur inférieur 5 et un tel appareil de reproduction sonore, combinant un tel amplificateur et une ou des enceintes du type de la figure 1, rentre encore dans le cadre de l'invention.It is conceivable, in practice, to have the
Cependant on préfère de beaucoup que la ou les selfs 9 soient logées dans l'enceinte, par exemple dans le volume interne 12 ou en tout autre endroit possible de l'enceinte où les hauts-parleurs ne se trouvent pas gênés dans leur fonctionnement.However, it is much preferred that the inductor (s) 9 are housed in the enclosure, for example in the
Le nombre de hauts-parleurs peut encore être accru et on peut prévoir plus de deux paires de hauts-parleurs, par exemple trois paires de hauts-parleurs également orientés de la même façon que sur la figure 4 avec des espaces intermédiaires étanches.The number of loudspeakers can be further increased and more than two pairs of loudspeakers can be provided, for example three pairs of loudspeakers also oriented in the same way as in FIG. 4 with sealed intermediate spaces.
Par moyen équivalent à la self on peut utiliser, notamment, un amplificateur affecté à la reproduction des graves avec filtrage actif en entrée vers 400 Hz, un deuxième amplificateur large bande non filtré étant alors affecté à l'autre haut-parleur.By means equivalent to the self one can use, in particular, an amplifier assigned to the reproduction of the bass with active filtering in input towards 400 Hz, a second unfiltered broadband amplifier then being assigned to the other speaker.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
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FR9400943A FR2715791B1 (en) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Improvement to sound reproduction devices and omnidirectional acoustic speakers. |
FR9400943 | 1994-01-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP95400116A Withdrawn EP0665704A1 (en) | 1994-01-28 | 1995-01-20 | Improvement to sound reproduction devices and acoustic enclosures for omnidirectional radiation |
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FR (1) | FR2715791B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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R18W | Application withdrawn (corrected) |
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