EP4634910A1 - Dispositif acoustique à fréquence de résonance variable - Google Patents

Dispositif acoustique à fréquence de résonance variable

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Publication number
EP4634910A1
EP4634910A1 EP23834000.4A EP23834000A EP4634910A1 EP 4634910 A1 EP4634910 A1 EP 4634910A1 EP 23834000 A EP23834000 A EP 23834000A EP 4634910 A1 EP4634910 A1 EP 4634910A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
loudspeaker
frequency
acoustic device
controller
input port
Prior art date
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Pending
Application number
EP23834000.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Romain LIECHTI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4634910A1 publication Critical patent/EP4634910A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
    • G10K9/125—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means with a plurality of active elements

Definitions

  • the technical field of the invention is that of microsystems, in particular microsystems for acoustic applications.
  • the present invention relates to an acoustic device and, in particular, to an acoustic device comprising one or more loudspeakers whose resonant frequency can be modulated.
  • a loudspeaker is used to transform an electrical signal into sound pressure.
  • speakers have been miniaturized for integration into computers, cell phones and wireless headphones.
  • the loudspeaker is an electro-mechano-acoustic transducer.
  • the operation of the loudspeaker involves the actuation of a membrane, coupled to the ambient air.
  • the electrical signal passes through a first electromechanical transducer which converts voltage into displacement.
  • a mechanical-acoustic transducer very often a membrane, then converts this displacement into acoustic pressure.
  • a good speaker is one that reproduces all frequencies in the audio band (20 Hz to 20 kHz) at the same amplitude, with a low distortion rate.
  • the lowest frequency at which a loudspeaker effectively produces sound is determined by the resonant frequency of the mechanical-acoustic transducer.
  • the membrane guidance system is more rigid and the mass of the membrane is lower, which increases the resonance frequency of the system and therefore reduces its bandwidth.
  • a sealed cavity is required to avoid destructive interference between the front and rear sound waves of the speaker. This hermetic cavity increases the apparent stiffness of the system and therefore its resonant frequency, thus reducing its bandwidth.
  • the level of pressure radiated by a loudspeaker depends on the volume of air accelerated by the loudspeaker. This volume of accelerated air depends on the product of the surface area and the maximum displacement of the membrane. In a context of miniaturization, the surface area of the membrane is greatly reduced, and a significant displacement is therefore necessary to obtain a satisfactory pressure level.
  • piezoelectric transduction Another means of transduction showing notable performance is piezoelectric transduction.
  • piezoelectric transduction has the advantage of being compatible with micro-manufacturing processes. For example, it is possible to use the bimetallic effect and an actuator positioned on a membrane in order to obtain relatively large displacements. However, this is not the only possible configuration.
  • the piezoelectric actuators are offset from the membrane, this solution making it possible to produce a “pistonic” movement of the latter (see for example patent US9980051B2).
  • the invention offers a solution to the problems mentioned above, by proposing an acoustic device in which the resonant frequency of the speaker(s) adapts to the frequency or frequencies of the acoustic signal emitted by said speaker(s).
  • the device comprises a controller, the controller being associated with a gain, the resonant frequency of the loudspeaker being a function of the gain of the controller, the controller being configured to servo based on the measurement of the movement of the loudspeaker carried out by the means of measuring, in a closed loop, the resonant frequency of the loudspeaker on the instantaneous frequency of the electrical audio signal received on the input port and determined by the means of processing a digital signal.
  • the device it is possible to reproduce all the frequencies of the audio band with substantially the same amplitude, with a low distortion rate, the resonant frequency of the loudspeaker adapting to the frequency of the sound to be reproduced.
  • audio electrical signal means an electrical signal corresponding to an electrical signal intended to be converted into an audio signal by one or more speakers.
  • the electrical audio signal comprises, for example, an instantaneous frequency, that is to say that it comprises a predominant frequency component, that is to say whose amplitude is significantly greater (for example at least two times, or at least five times, or even ten times greater, or even more) than the other frequencies of this signal.
  • the electrical audio signal can thus be a single-frequency signal (then comprising a single frequency which is the predominant frequency), or multi-frequency signal comprising the predominant frequency.
  • the electrical audio signal can also be a multi-frequency signal comprising several predominant frequencies, which are sufficiently spaced from each other, in the frequency spectrum of this signal, to allow the application of a band-pass filter around each of the predominant frequencies in order to retain, in the filtered frequency band, only one of the predominant frequencies.
  • the acoustic device comprises a band-pass filter configured to isolate, from the electrical audio signal received on the input port, the electrical audio signal at a predetermined frequency, the electrical signal output from the band-pass filter being sent to the loudspeaker, the bandpass filter being configured to adjust its predetermined frequency to the instantaneous frequency of the electrical audio signal received on the input port and determined by the digital signal processing means.
  • the resonance frequency of each speaker of the plurality of speakers is adjustable around the rest resonance frequency of the speaker considered in a range of predetermined frequencies
  • the acoustic device comprises, for each speaker of the plurality of speakers, a controller associated with a gain, the resonant frequency of the speaker being a function of the gain of the controller, the controller being configured to control from the measurement of the movement of the loudspeaker carried out by the measuring means associated with the loudspeaker considered, in closed loop, the resonance frequency of the loudspeaker considered as a function of the instantaneous frequency of the signal received on the port input having the highest amplitude in the predetermined frequency range associated with the speaker considered and determined by the digital signal processing means, the band pass filter being configured to adjust its predetermined frequency to this same instantaneous frequency .
  • the device according to the second aspect of the invention it is possible to benefit from the advantages of the device according to a first aspect of the invention even when the electrical audio signal is not monotonic.
  • the resting resonance frequencies of the plurality of speakers are distributed based on the harmonics of a stringed instrument.
  • the acoustic device according to a first or a second aspect of the invention may have one or more complementary characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations.
  • each bandpass filter is a digital bandpass filter whose predetermined frequency can be digitally modified.
  • each loudspeaker comprises at least one mobile mechanical structure, said mobile mechanical structure comprising at least one mobile mechanical element and, for each of these mobile mechanical elements, a first piezoelectric layer, said first layer being arranged on a first part of the movable mechanical element so as to be able to actuate said movable mechanical element, and a second piezoelectric layer, said second layer being arranged on a second part of the movable mechanical element, distinct from the first part, so as to be able to convert the mechanical energy associated with the movement of the mobile mechanical element into electrical energy and thus measure the movement of the mobile mechanical element.
  • the mobile mechanical structure consists of a mobile element in the form of a disc-shaped membrane, the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer being arranged on the surface of said membrane.
  • the first layer forms a first ring and the second layer forms a second ring surrounding the first ring.
  • the mobile mechanical structure comprises a rigid surface configured to be able to perform a translation movement perpendicular to its surface, the mobile mechanical element(s) of the mobile mechanical structure being configured to actuate the rigid surface according to said movement.
  • the closed loop is implemented by series mounting the controller with a subtractor and the speaker.
  • FIG. 1 There shows a schematic representation of a device according to a first aspect of the invention without a bandpass filter.
  • FIG. 1 There shows a schematic representation of a device according to a first aspect of the invention comprising a bandpass filter.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to a second aspect of the invention comprising a bandpass filter.
  • Figure 10 illustrates an embodiment of a cantilever comprising, on its upper surface, a first piezoelectric layer and a second piezoelectric layer.
  • Figures 11A and 11B illustrate an embodiment of the mobile structure made using a circular membrane.
  • resting resonance frequency we mean the resonance frequency of the HP loudspeaker in the absence of servo-control as will be described in the following paragraph.
  • the DA acoustic device is original in that it comprises a CTR controller, the controller being associated with a gain, the resonant frequency of the loudspeaker being a function of the gain of the CTR controller.
  • the CTR controller is configured to control, in a closed loop, the resonance frequency of the HP speaker on the instantaneous frequency of the electrical audio signal received on the input port and determined by the signal processing means MT digital. This closed-loop control corresponds to a transfer function equal to 1 in the frequency domain.
  • the device being a high-pass filter, the resonant frequency adapts (for example decreases) to tend towards a frequency response equal to 1.
  • Such control is illustrated in which represents the evolution of the resonance frequency of the HP loudspeaker as a function of the gain K of the CTR controller.
  • the CTR controller is present in the lower branch of the control loop, but this is only an illustration and the latter could also be positioned in the upper branch of the loop.
  • the instantaneous frequency is, for example, determined in near real time by the digital signal processing means MT, during reception of the electrical audio signal. That is to say that the instantaneous frequency is not determined before using the acoustic device to reproduce the electrical audio signal, but on the fly, by the processing means MT, during reception of the signal. audio power to the IN port.
  • the FPB bandpass filter makes it possible to filter the parasitic signals to send to the HP loudspeaker only the signal at the instantaneous frequency of the input signal, the latter being by elsewhere the resonant frequency of the HP loudspeaker (taking into account the control already described).
  • the acoustic device DA according to the invention can for example be integrated into a mobile phone, a tablet or any other equipment requiring small speakers and/or only requiring to reproduce a single frequency although variable in the time (e.g. a buzzer in an electronic device).
  • the acoustic device DA is only configured to emit a single frequency, the instantaneous frequency of the input signal (this frequency can however vary over time). However, it can be interesting to be able to transmit in a plurality of frequencies, for example to reproduce the sound emitted by a stringed instrument or to vary the sounds of a buzzer.
  • the device is original in that the resonance frequency of each HP speaker of the plurality of HP speakers is adjustable around the rest resonance frequency of the HP speaker considered in a predetermined frequency range, and in that the acoustic device DA comprises, for each HP loudspeaker of the plurality of HP loudspeakers, a CTR controller associated with a gain, the resonant frequency of the loudspeaker being a function of the gain of the CTR controller, the controller being configured to control, in a closed loop, the resonant frequency of the HP speaker considered as a function of the instantaneous frequency of the signal received on the IN input port having the highest amplitude in the predetermined frequency range associated with the HP loudspeaker considered and determined by the means for processing a digital signal MT, the bandpass filter FPB being configured to adjust its predetermined frequency to this same instantaneous frequency.
  • each HP speaker of the plurality of HP speakers is associated with a rest resonance frequency, different from the rest resonance frequency of the other loudspeakers.
  • -HP speakers each HP loudspeaker of the plurality of HP loudspeakers is adjustable around the rest resonance frequency of the HP loudspeaker considered in a predetermined frequency range (this frequency range therefore defining a frequency band) .
  • the resting (or intrinsic) resonant frequencies of the HP speakers of the plurality of HP speakers are distributed according to the harmonics of a stringed instrument, for example a guitar, a piano, etc. As illustrated in which represents the amplitude of the signal in time/frequency, such a DA device makes it possible to reproduce (excluding attack) guitar notes with vibrato.
  • the devices according to the first aspect and the second aspect of the invention have many common optional characteristics.
  • the instantaneous frequency of the input audio electrical signal is determined using a Short-Time Fourrier Transform (TFCT or STFT).
  • TFCT Short-Time Fourrier Transform
  • STFT Short-Time Fourrier Transform
  • Other methods well known to those skilled in the art can be used, such as a Hilbert Transform or even a derivative of the phase as a function of time.
  • each loudspeaker comprises at least one mobile mechanical structure SM (hereinafter mobile structure), said mobile structure SM comprising at least one mobile mechanical element EM (hereinafter mobile element) and, for each of these elements mobile EM, a first piezoelectric layer CP1, said first layer CP1 being arranged on a first part of the mobile element EM so as to be able to actuate said mobile element EM, and a second piezoelectric layer CP2, said second layer CP2 being arranged on a second part of the mobile element EM, distinct from the first part, so as to be able to convert the mechanical energy associated with the movement of the mobile element EM into electrical energy and thus measure the movement of the mobile element (the first layer CP1 and the second layer CP2 being separated from each other).
  • mobile structure SM comprising at least one mobile mechanical element EM (hereinafter mobile element) and, for each of these elements mobile EM, a first piezoelectric layer CP1, said first layer CP1 being arranged on a first part of the
  • the mobile SM structure according to the invention can adopt different configurations depending on the intended use.
  • the mobile structure SM consists of a mobile element EM in the form of a disc-shaped membrane, the first piezoelectric layer CP1 and the second piezoelectric layer CP2 being arranged on the surface of said membrane.
  • the diameter of the disc-shaped membrane is between 1 mm and 25 mm.
  • the first piezoelectric layer CP1 is located in a part of the surface of the membrane separated from the part of the surface of the membrane where the second piezoelectric layer CP2 is located, the separation between the two parts being located at the level of the inflection of the membrane (in a section according to the diameter of the latter), generally at 2/3 of the radius from the center of the membrane.
  • the first piezoelectric layer CP1 forms a disk in the center of the membrane and the second piezoelectric layer CP2 forms a ring around this disk.
  • the first layer CP1 forms a first ring and the second layer CP2 forms a second ring surrounding the first ring.
  • the mobile structure SM comprises a rigid surface SR configured to be able to perform a translation movement perpendicular to its surface (movement represented by the dotted arrow in the figure), the mobile element(s) EM of the SM structure being configured to actuate the rigid surface SR according to said movement.
  • each mobile element EM is produced using a beam embedded at one of its ends at the level of a frame CR and guided (taking into account the symmetry of the structure), the first piezoelectric layer CP1 being arranged on a first part of an upper surface of the beam and the second piezoelectric layer CP2 being arranged on a second part of the upper surface of the beam, distinct from the first part.
  • the boundary between the first part and the second part is located at an inflection point of the beam (when the latter is set in motion). In the example of Figure 10, taking into account the symmetry of the beam, this boundary is located halfway along the beam, that is to say at a distance L/2 from one end of the beam, L being the length of the beam.
  • each mobile element is made using a beam embedded at its two ends.
  • the closed loop is induced by series connection of the CTR controller with a subtractor and the HP loudspeaker, in particular the mobile element EM.
  • the subtractor as shown in Figures 2, 4 and 5, is used to compare, in particular by subtraction, the electrical audio signal, received on the input port IN, with the measurement of the displacement of the mobile element EM.
  • the CTR controller is, for example, a voltage amplifier, for example based on an inverting or non-inverting circuit, comprising an operational amplifier, or any other analog circuit amplifier based on transistors. In the example in Figure 12, detailing only the closed loop, this is a non-inverting circuit.
  • the controller CTR is therefore responsible for receiving the measurement of the displacement of the mobile element EM, in particular of the second piezoelectric layer CP2, for amplifying this measured signal, in particular by multiplication by the gain, and for transmitting the signal thus amplified to the subtractor D.
  • the subtractor D by subtraction of the electrical audio signal with the amplified signal, modifies, or even adjusts, the resonance frequency of the speaker HP, via the actuation of the first piezoelectric layer CP1.
  • the gain of the electronic circuit of the controller can be controlled by a digital command transmitted by the means of processing a digital signal MT to the controller CTR, for example by using a DSP.
  • the output OUT of the subtractor D is connected to the second piezoelectric layer CP2, and the first piezoelectric layer CP1 is connected to the input of the controller CTR.
  • the second piezoelectric layer CP2 is then used to generate the displacement of the mobile element EM in order to reproduce the electrical audio signal, while the first piezoelectric layer CP1 is used to measure the displacement of the mobile element EM.
  • the connection of the speaker HP, via the first and second piezoelectric layers CP1 and CP2, to the controller CTR and the subtractor D, in the closed loop can indifferently be implemented to adjust the resonance frequency of the HP speaker.

Landscapes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

Un aspect de l'invention concerne un dispositif acoustique (DA) comprenant : un port d'entrée (IN) destiné à recevoir un signal électrique audio; un haut-parleur (HP) associé à une fréquence de résonance au repos et comprenant un moyen de mesure (CP2) configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur (HP); un moyen de traitement d'un signal numérique (MT) configuré pour déterminer la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d'entrée (IN); le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un contrôleur (CTR), le contrôleur étant associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur (CTR), le contrôleur (CTR) étant configuré pour asservir à partir de la mesure du mouvement du haut-parleur (HP) effectuée par le moyen de mesure (CP2), en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur (HP) sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d'entrée et déterminée par le moyen de traitement d'un signal numérique (MT).

Description

    Dispositif acoustique à fréquence de résonance variable DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
  • Le domaine technique de l’invention est celui des microsystèmes, en particulier des microsystèmes pour des applications acoustiques.
  • La présente invention concerne un dispositif acoustique et, en particulier, un dispositif acoustique comprenant un ou plusieurs haut-parleurs dont la fréquence de résonance peut être modulée.
    • ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
  • Un haut-parleur est utilisé pour transformer un signal électrique en pression acoustique. Depuis de nombreuses années, les haut-parleurs sont miniaturisés pour être intégrés dans les ordinateurs, téléphones portables et écouteurs sans fil. Plus particulièrement, le haut-parleur est un transducteur électro-mécano-acoustique. Dans son principe linéaire, le fonctionnement du haut-parleur passe par l’actionnement d’une membrane, couplée à l’air ambiant. Le signal électrique passe par un premier transducteur électromécanique qui convertit la tension en déplacement. Un transducteur mécano-acoustique, très souvent une membrane, convertit ensuite ce déplacement en pression acoustique.
  • Un bon haut-parleur est un haut-parleur reproduisant toutes les fréquences de la bande audio (20 Hz à 20 kHz) à la même amplitude, avec un taux de distorsion faible. Dans la pratique, la fréquence la plus basse à laquelle un haut-parleur produit efficacement du son est déterminée par la fréquence de résonance du transducteur mécano-acoustique. Dans le contexte de miniaturisation, le système de guidage de la membrane est plus rigide et la masse de la membrane est plus faible, ce qui augmente la fréquence de résonance du système et réduit donc sa bande passante. De plus, pour éviter des interférences destructives entre les ondes acoustiques avant et arrière du haut-parleur, une cavité hermétique est nécessaire. Cette cavité hermétique augmente la raideur apparente du système et donc sa fréquence de résonance, réduisant ainsi sa bande passante.
  • En outre, le niveau de pression rayonnée par un haut-parleur dépend du volume d’air accéléré par le haut-parleur. Ce volume d’air accéléré dépend quant à lui du produit de la surface et du déplacement maximum de la membrane. Dans un contexte de miniaturisation, la surface de la membrane est grandement réduite, et un déplacement important est donc nécessaire pour obtenir un niveau de pression satisfaisant.
  • Pour atteindre de grands déplacements, la transduction électromagnétique reste une solution de choix, et c’est celle-ci qui équipe la grande majorité des haut-parleurs. Bien que ce type de haut-parleurs montre de bonnes performances, leurs dimensions ne permettent pas une intégration dans des systèmes portables. De plus, le recours à un aimant rend la fabrication de ces haut-parleurs incompatible avec les procédés de micro-fabrication.
  • Un autre moyen de transduction montrant des performances notables est la transduction piézoélectrique. Bien que ne conférant pas des déplacements aussi importants que la transduction électromagnétique, la transduction piézoélectrique présente l’avantage d’être compatible avec les procédés de micro-fabrication. Il est par exemple possible d’utiliser l’effet bilame et un actionneur positionné sur une membrane afin d’obtenir des déplacements relativement importants. Cependant, ce n’est pas la seule configuration possible. Par exemple, dans une autre configuration, les actionneurs piézoélectriques sont déportés de la membrane, cette solution permettant de produire un mouvement « pistonique » de celle-ci (voir par exemple le brevet US9980051B2).
  • Les solutions de l’état de la technique comportent cependant des limitations, notamment en termes de réponse en fréquence. La montre la réponse en fréquence d’un haut-parleur MEMS, avec une cavité arrière de 100 mm3 et sans cette cavité arrière. L’augmentation de la fréquence de résonance enlève une grande partie de la pression rayonnée dans les basses fréquences.
  • Il existe donc un besoin d’un dispositif acoustique équipé d’un ou plusieurs haut-parleurs dont la fréquence de résonance peut varier, permettant ainsi de reproduire toutes les fréquences de la bande audio avec sensiblement la même amplitude, avec un taux de distorsion faible, le haut-parleur étant en outre compatible avec les techniques de micro-fabrication.
    •
  • L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant un dispositif acoustique dans lequel la fréquence de résonance du ou des haut-parleurs s’adapte à la fréquence ou aux fréquences du signal acoustique émis par ledit ou lesdits haut-parleurs.
  • Pour cela, un premier aspect de l’invention concerne un dispositif acoustique comprenant :
    • Un port d’entrée destiné à recevoir un signal électrique audio ;
    • Un haut-parleur associé à une fréquence de résonance au repos et comprenant un moyen de mesure configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur ;
    • Un moyen de traitement d’un signal numérique configuré pour déterminer la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée ;
  • De plus, le dispositif comprend un contrôleur, le contrôleur étant associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur, le contrôleur étant configuré pour asservir à partir de la mesure du mouvement du haut-parleur effectuée par le moyen de mesure, en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique.
  • Grace au dispositif selon le premier aspect de l’invention, il est possible de reproduire toutes les fréquences de la bande audio avec sensiblement la même amplitude, avec un taux de distorsion faible, la fréquence de résonance du haut-parleur s’adaptant à la fréquence du son à reproduire.
  • On entend par « signal électrique audio » un signal électrique correspondant à un signal électrique destiné à être converti en signal audio par un ou plusieurs haut-parleurs. Le signal électrique audio comprend, par exemple, une fréquence instantanée, c’est-à-dire qu’il comporte une composante fréquentielle prépondérante, c’est-à-dire dont l’amplitude est significative plus grande (par exemple au moins deux fois, ou au moins cinq fois, ou encore dix fois plus grande, voire plus) que les autres fréquences de ce signal. Le signal électrique audio peut ainsi être une signal mono-fréquentiel (comprenant alors une unique fréquence qui est la fréquence prépondérante), ou pluri-fréquentiel comprenant la fréquence prépondérante. Le signal électrique audio peut encore être un signal pluri-fréquentiel comportant plusieurs fréquences prépondérantes, lesquelles sont suffisamment espacés les unes des autres, dans le spectre en fréquence de ce signal, pour permettre l’application d’un filtre passe-bande autour de chacune des fréquences prépondérantes afin de ne conserver, dans la bande de fréquences filtrée, que l’une des fréquences prépondérantes.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif acoustique comprend un filtre passe bande configuré pour isoler, dans le signal électrique audio reçu sur le port d’entrée, le signal électrique audio à une fréquence prédéterminée, le signal électrique en sortie du filtre passe bande étant envoyé au haut-parleur, le filtre passe bande étant configuré pour ajuster sa fréquence prédéterminée sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique.
  • Un deuxième aspect de l’invention concerne un dispositif acoustique comprenant :
    • Un port d’entrée destiné à recevoir un signal électrique audio ;
    • Une pluralité de haut-parleurs, chaque haut-parleur de la pluralité de haut-parleurs étant associé à une fréquence de résonance au repos, différente de la fréquence de résonance au repos des autres haut-parleurs et comprenant un moyen de mesure configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur considéré ;
    • Un moyen de traitement d’un signal numérique configuré pour déterminer le contenu fréquentiel du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée ;
    • Pour chaque haut-parleur de la pluralité de haut-parleurs, un filtre passe bande configuré pour isoler, dans le signal électrique audio reçu sur le port d’entrée, le signal électrique audio à une fréquence prédéterminée, le signal électrique en sortie du filtre passe bande étant envoyé au haut-parleur considéré.
  • De plus, dans le dispositif selon un deuxième aspect de l’invention, la fréquence de résonance de chaque haut-parleur de la pluralité de haut-parleurs est ajustable autour de la fréquence de résonance au repos du haut-parleur considéré dans une gamme de fréquences prédéterminée, et le dispositif acoustique comprend, pour chaque haut-parleur de la pluralité de haut-parleurs, un contrôleur associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur, le contrôleur étant configuré pour asservir à partir de la mesure du mouvement du haut-parleur effectuée par le moyen de mesure associé au haut-parleur considéré, en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur considéré en fonction de la fréquence instantanée du signal reçu sur le port d’entrée ayant l’amplitude la plus élevée dans la gamme de fréquence prédéterminée associée au haut-parleur considéré et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique, le filtre passe bande étant configuré pour ajuster sa fréquence prédéterminée sur cette même fréquence instantanée.
  • Grace au dispositif selon le deuxième aspect de l’invention, il est possible de bénéficier des avantages du dispositif selon un premier aspect de l’invention même lorsque le signal électrique audio n’est pas monotone.
  • Dans un mode de réalisation, les fréquences de résonance au repos des haut-parleurs de la pluralité de haut-parleurs sont réparties en fonction des harmoniques d’un instrument à corde.
  • Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans les paragraphes précédents, le dispositif acoustique selon un premier ou un deuxième aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
  • Dans un mode de réalisation, chaque filtre passe bande est un filtre passe bande numérique dont la fréquence prédéterminée peut être modifiée de manière numérique.
  • Dans un mode de réalisation, chaque haut-parleur comprend au moins une structure mécanique mobile, ladite structure mécanique mobile comportant au moins un élément mécanique mobile et, pour chacun de ces éléments mécaniques mobiles, une première couche piézoélectrique, ladite première couche étant disposée sur une première partie de l’élément mécanique mobile de sorte à pouvoir actionner ledit élément mécanique mobile, et une deuxième couche piézoélectrique, ladite deuxième couche étant disposée sur une deuxième partie de l’élément mécanique mobile, distincte de la première partie, de sorte à pouvoir convertir l’énergie mécanique associée au mouvement de l’élément mécanique mobile en énergie électrique et ainsi mesurer le déplacement de l’élément mécanique mobile.
  • Dans un mode de réalisation, la structure mécanique mobile est constituée d’un élément mobile sous la forme d’une membrane en forme de disque, la première couche piézoélectrique et la deuxième couche piézoélectrique étant disposées à la surface de ladite membrane.
  • Dans un mode de réalisation, la première couche forme un premier anneau et la deuxième couche forme un deuxième anneau entourant le premier anneau.
  • Dans un mode de réalisation :
    • Le diamètre de la membrane en forme de disque est compris entre 1 mm et 25 mm ;
    • La première couche piézoélectrique a une largeur comprise entre et , et a un rayon interne compris entre 0 mm et  ;
    • La deuxième couche piézoélectrique a une largeur comprise entre et et a un rayon interne compris entre et
  • Dans un mode de réalisation, la structure mécanique mobile comprend une surface rigide configurée pour pouvoir effectuer un mouvement de translation perpendiculaire à sa surface, le ou les éléments mécaniques mobiles de la structure mécanique mobile étant configurés pour actionner la surface rigide selon ledit mouvement.
  • Dans un mode de réalisation, la boucle fermée est mise en œuvre par montage en série du contrôleur avec un soustracteur et le haut-parleur.
  • L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
    •  BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
  • La illustre la modification de la pression acoustique associée à la présence d’une cavité.
  • La montre une représentation schématique d’un dispositif selon un premier aspect de l’invention sans filtre passe-bande.
  • La illustre l’évolution de la fréquence de résonance en fonction du gain du contrôleur d’un dispositif électromécanique selon l’invention.
  • La montre une représentation schématique d’un dispositif selon un premier aspect de l’invention comprenant un filtre passe-bande.
  • La montre une représentation schématique d’un dispositif selon un deuxième aspect de l’invention comprenant un filtre passe-bande.
  • La illustre une répartition possible des fréquences de résonance et des gammes de fréquences associées à une pluralité de haut-parleurs (8 haut-parleurs) d’un dispositif acoustique selon l’invention.
  • La représente l’amplitude du signal en temps/fréquence d’un dispositif acoustique selon l’invention.
  • La et Figure 8B illustrent un mode de réalisation dans lequel la structure mobile est réalisée à l’aide d’une membrane circulaire.
  • La Figure 9 illustre un mode de réalisation dans lequel la structure mécanique comprend une membrane rigide actionnée par des cantilevers.
  • La Figure 10 illustre un mode de réalisation d’un cantilever comprenant, sur sa surface supérieure, une première couche piézoélectrique et une deuxième couche piézoélectrique.
  • Les Figures 11A et 11B illustrent un mode de réalisation de la structure mobile réalisée à l’aide d’une membrane circulaire.
  • La Figure 12 montre une représentation schématique d’un dispositif selon un premier aspect de l’invention.
    •  DESCRIPTION DETAILLEE
  • Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
  • Dispositif selon un premier aspect de l’invention
  • Un premier aspect de l’invention illustré à la concerne un dispositif acoustique DA comprenant :
    • un port d’entrée IN destiné à recevoir un signal électrique audio ;
    • un haut-parleur HP associé à une fréquence de résonance au repos et comprenant un moyen de mesure CP2 configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur HP ;
    • un moyen de traitement d’un signal numérique MT configuré pour déterminer la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée IN.
  • On entend par fréquence de résonance au repos, la fréquence de résonance du haut-parleur HP en l’absence d’asservissement tel qu’il sera décrit dans le paragraphe suivant.
  • Le dispositif acoustique DA selon le premier aspect de l’invention est original en ce qu’il comprend un contrôleur CTR, le contrôleur étant associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur CTR. De plus, le contrôleur CTR est configuré pour asservir, en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur HP sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique MT. Cet asservissement en boucle fermée correspond à une fonction de transfert égale à 1 dans le domaine fréquentiel. Aussi, le dispositif étant un filtre passe-haut, la fréquence de résonance s’adapte (par exemple diminue) pour tendre vers une réponse en fréquence égale à 1. Un tel asservissement est illustré à la qui représente l’évolution de la fréquence résonance du haut-parleur HP en fonction du gain K du contrôleur CTR. Dans la (ou les et ), le contrôleur CTR est présent dans la branche inférieure de la boucle d’asservissement, mais il ne s’agit que d’une illustration et ce dernier pourrait également être positionné dans la branche supérieure de la boucle.
  • La fréquence instantanée est, par exemple, déterminée en quasi-temps réel par le moyen de traitement d’un signal numérique MT, au cours de la réception du signal électrique audio. C’est-à-dire que la fréquence instantanée n’est pas déterminée préalablement à l’utilisation du dispositif acoustique pour reproduire le signal électrique audio, mais à la volée, par le moyen de traitement MT, au cours de la réception du signal électrique audio sur le port d’entrée IN.
  • Dans un mode de réalisation illustré à la , le dispositif selon un premier aspect de l’invention comprend un filtre passe bande FPB, de préférence un filtre passe bande numérique, configuré pour isoler, dans le signal électrique audio reçu sur le port d’entrée IN, le signal électrique audio à une fréquence prédéterminée, le signal électrique en sortie du filtre passe bande FPB étant envoyé au haut-parleur HP, le filtre passe bande FPB étant configuré pour ajuster sa fréquence prédéterminée sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée IN et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique MT. Ainsi, lorsque le signal en entrée n’est pas monotone, le filtre passe bande FPB permet de filtrer les signaux parasites pour n’envoyer au haut-parleur HP que le signal à la fréquence instantanée du signal d’entrée, cette dernière étant par ailleurs la fréquence de résonance du haut-parleur HP (compte tenu de l’asservissement déjà décrit).
  • Le dispositif acoustique DA selon l’invention peut par exemple être intégré dans un téléphone portable, une tablette ou bien tout autre matériel nécessitant des haut-parleurs de petites tailles et/ou ne nécessitant de reproduire qu’une fréquence unique bien que variable dans le temps (par ex. un buzzer dans un dispositif électronique).
  • Dispositif selon un deuxième aspect de l’invention
  • Le dispositif acoustique DA selon un premier aspect de l’invention n’est configuré que pour émettre une unique fréquence, la fréquence instantanée du signal d’entrée (cette fréquence peut cependant varier dans le temps). Il peut cependant être intéressant de pouvoir émettre dans une pluralité de fréquences, par exemple pour restituer le son émis par un instrument à corde ou pour varier les sonorités d’un buzzer.
  • Pour cela un deuxième aspect de l’invention illustré à la concerne un dispositif acoustique DA comprenant :
    • Un port d’entrée IN destiné à recevoir un signal électrique audio ;
    • Une pluralité de haut-parleurs HP, chaque haut-parleur HP de la pluralité de haut-parleurs HP étant associé à une fréquence de résonance au repos, différente de la fréquence de résonance au repos des autres haut-parleurs HP et comprenant un moyen de mesure CP2 configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur HP considéré ;
    • Un moyen de traitement d’un signal numérique MT configuré pour déterminer le contenu fréquentiel du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée IN ;
    • Pour chaque haut-parleur HP de la pluralité de haut-parleurs HP, un filtre passe bande FPB configuré pour isoler, dans le signal électrique audio reçu sur le port d’entrée IN, le signal électrique audio à une fréquence prédéterminée, le signal électrique en sortie du filtre passe bande FPB étant envoyé au haut-parleur HP considéré.
  • Le dispositif selon un deuxième aspect de l’invention est original en ce que la fréquence de résonance de chaque haut-parleur HP de la pluralité de haut-parleurs HP est ajustable autour de la fréquence de résonance au repos du haut-parleur HP considéré dans une gamme de fréquences prédéterminée, et en ce que le dispositif acoustique DA comprend, pour chaque haut-parleur HP de la pluralité de haut-parleurs HP, un contrôleur CTR associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur CTR, le contrôleur étant configuré pour asservir, en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur HP considéré en fonction de la fréquence instantanée du signal reçu sur le port d’entrée IN ayant l’amplitude la plus élevée dans la gamme de fréquence prédéterminée associée au haut-parleur HP considéré et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique MT, le filtre passe bande FPB étant configuré pour ajuster sa fréquence prédéterminée sur cette même fréquence instantanée.
  • Comme déjà mentionné, dans le dispositif selon un deuxième aspect de l’invention, chaque haut-parleur HP de la pluralité de haut-parleurs HP est associé à une fréquence de résonance au repos, différente de la fréquence de résonance au repos des autres haut-parleurs HP. De plus, chaque haut-parleur HP de la pluralité de haut-parleurs HP est ajustable autour de la fréquence de résonance au repos du haut-parleur HP considéré dans une gamme de fréquences prédéterminée (cette gamme de fréquence définissant donc une bande de fréquence). Plus particulièrement, la représente la réponse en fréquence de huit haut-parleurs HP, chaque courbe étant associée à un haut-parleur HP, chaque pic correspondant à la fréquence de résonance au repos du haut-parleur, la bande grisée entourant chacun des pics représentant la bande de fréquence du haut-parleur associé audit pic et dans laquelle peut être ajustée la fréquence de résonance.
  • Dans un mode de réalisation, les fréquences de résonance au repos (ou intrinsèques) des haut-parleurs HP de la pluralité de haut-parleurs HP sont réparties en fonction des harmoniques d’un instrument à corde, par exemple une guitare, un piano, etc. Comme illustré à la qui représente l’amplitude du signal en temps/fréquence, un tel dispositif DA permet de reproduire (hors attaque) les notes de guitare avec un vibrato.
  • Caractéristiques communes
  • En plus du principe général commun, les dispositifs selon le premier aspect et le deuxième aspect de l’invention ont de nombreuses caractéristiques optionnelles communes.
  • Dans un mode de réalisation, la fréquence instantanée du signal électrique audio d’entrée est déterminée à l’aide d’une transformée de Fourrier à court terme (TFCT ou STFT pour Short-Time Fourrier Transform en anglais). Bien entendu, il ne s’agit que d’un exemple. D’autres méthodes bien connues de la personne du métier pouvant être utilisées, comme une Transformée de Hilbert ou bien encore une dérivée de la phase en fonction du temps.
  • Dans un mode de réalisation illustré aux à Figure 10, chaque haut-parleur comprend au moins une structure mécanique mobile SM (ci-après structure mobile), ladite structure mobile SM comportant au moins un élément mécanique mobile EM (ci-après élément mobile) et, pour chacun de ces éléments mobiles EM, une première couche piézoélectrique CP1, ladite première couche CP1 étant disposée sur une première partie de l’élément mobile EM de sorte à pouvoir actionner ledit élément mobile EM, et une deuxième couche piézoélectrique CP2, ladite deuxième couche CP2 étant disposée sur une deuxième partie de l’élément mobile EM, distincte de la première partie, de sorte à pouvoir convertir l’énergie mécanique associée au mouvement de l’élément mobile EM en énergie électrique et ainsi mesurer le déplacement de l’élément mobile (la première couche CP1 et la deuxième couche CP2 étant séparées l’une de l’autre).
  • La structure mobile SM selon l’invention peut adopter différentes configurations en fonction de l’usage envisagé.
  • Dans un mode de réalisation illustré à la et la Figure 8B, la structure mobile SM est constituée d’un élément mobile EM sous la forme d’une membrane en forme de disque, la première couche piézoélectrique CP1 et la deuxième couche piézoélectrique CP2 étant disposées à la surface de ladite membrane. Dans un mode de réalisation, le diamètre de la membrane en forme de disque est compris entre 1 mm et 25 mm. De préférence, la première couche piézoélectrique CP1 est située dans une partie de la surface de la membrane séparée de la partie de la surface de la membrane où se trouve la deuxième couche piézoélectrique CP2, la séparation entre les deux parties se situant au niveau de l’inflexion de la membrane (dans une coupe selon le diamètre de cette dernière), en général à 2/3 du rayon depuis le centre de la membrane. Dans un mode de réalisation illustré à la , la première couche piézoélectrique CP1 forme un disque au centre de la membrane et la deuxième couche piézoélectrique CP2 forme un anneau autour de ce disque. Dans un mode de réalisation alternatif illustré à la Figure 8B, la première couche CP1 forme un premier anneau et la deuxième couche CP2 forme un deuxième anneau entourant le premier anneau.
  • Dans certaines modes de réalisation, ainsi qu’illustré sur les figures 11A et 11B :
    • Le diamètre de la membrane en forme de disque est compris entre 1 mm et 25 mm ;
    • La première couche piézoélectrique CP1 a une largeur comprise entre et , et a un rayon interne compris entre 0 mm et ;
    • La deuxième couche piézoélectrique CP2 a une largeur comprise entre et et a un rayon interne compris entre et .
  • Dans un mode de réalisation illustré à la Figure 9, la structure mobile SM comprend une surface rigide SR configurée pour pouvoir effectuer un mouvement de translation perpendiculaire à sa surface (mouvement représenté par la flèche en pointillés sur la figure), le ou les éléments mobiles EM de la structure SM étant configurés pour actionner la surface rigide SR selon ledit mouvement.
  • Dans un mode de réalisation illustré à la Figure 10, chaque élément mobile EM est réalisé à l’aide d’une poutre encastrée au niveau de l’une de ses extrémités au niveau d’un cadre CR et guidée (compte tenu de la symétrie de la structure), la première couche piézoélectrique CP1 étant disposée sur une première partie d’une surface supérieure de la poutre et la deuxième couche piézoélectrique CP2 étant disposée sur une deuxième partie de la surface supérieure de la poutre, distincte de la première partie. Dans un mode de réalisation, la frontière entre la première partie et la deuxième partie se situe au niveau d’un point d’inflexion de la poutre (lorsque cette dernière est mise en mouvement). Dans l’exemple de la Figure 10, compte tenu de la symétrie de la poutre, cette frontière se situe à mi-longueur de la poutre, c’est à dire à une distance L/2 d’une extrémité de la poutre, L étant la longueur de la poutre.
  • Dans un mode de réalisation alternatif, chaque élément mobile est réalisé à l’aide d’une poutre encastrée au niveau de ses deux extrémités.
  • Dans un mode de réalisation, compatible avec les modes de réalisation précédents, la boucle fermée est induite par connexion en série du contrôleur CTR avec un soustracteur et le haut-parleur HP, notamment l’élément mobile EM. Le soustracteur, ainsi que représenté sur les figures 2, 4 et 5, sert à comparer, notamment par soustraction, le signal électrique audio, reçu sur le port d’entrée IN, avec la mesure du déplacement de l’élément mobile EM.
  • Le contrôleur CTR est, par exemple, un amplificateur de tension, par exemple basé sur un circuit inverseur ou non-inverseur, comprenant un amplificateur opérationnel, ou tout autre amplificateur de circuit analogique basé sur des transistors. Dans l’exemple de la Figure 12, détaillant uniquement la boucle fermée, il s’agit d’un circuit non-inverseur.
  • Dans l’exemple de réalisation de la Figure 12, présentant un schéma de principe du dispositif acoustique, le soustracteur D est un circuit basé sur un amplificateur opérationnel AO, typiquement comprenant l’amplificateur opérationnel AO et quatre résistances R. Ce soustracteur a :
    • Sa première entrée IN1 (l’entrée positive du soustracteur) reliée au port d’entrée IN ; et
    • Sa deuxième entrée IN2 (l’entrée négative du soustracteur) reliée à la sortie du contrôleur CTR ;
    • Sa sortie OUT reliée à l’élément mobile EM, et plus particulièrement à la première couche piézoélectrique CP1.
  • Le contrôleur CTR est donc chargé de recevoir la mesure du déplacement de l’élément mobile EM, en particulier de la deuxième couche piézoélectrique CP2, d’amplifier ce signal mesuré, notamment par multiplication par le gain, et de transmettre le signal ainsi amplifié au soustracteur D. Le soustracteur D, par soustraction du signal électrique audio avec le signal amplifié, modifie, ou encore ajuste, la fréquence de résonnance du haut-parleur HP, via l’actionnement de la première couche piézoélectrique CP1.
  • Le gain du circuit électronique du contrôleur peut être piloté par une commande numérique émise par le moyen de traitement d’un signal numérique MT vers le contrôleur CTR, par exemple en utilisant un DSP.
  • Dans certaines modes de réalisation, compatibles avec les modes de réalisation précédents, la sortie OUT du soustracteur D est reliée à la deuxième couche piézoélectrique CP2, et la première couche piézoélectrique CP1 est reliée à l’entrée du contrôleur CTR. La deuxième couche piézoélectrique CP2 sert alors à générer le déplacement de l’élément mobile EM afin de reproduire le signal électrique audio, tandis que la première couche piézoélectrique CP1 sert à mesurer le déplacement de l’élément mobile EM. En d’autres termes, la connexion du haut-parleur HP, via les première et deuxième couches piézoélectriques CP1 et CP2, au contrôleur CTR et au soustracteur D, dans la boucle fermée, peut indifféremment être mise en œuvre pour ajuster la fréquence de résonnance du haut-parleur HP.

Claims (11)

  1. Dispositif acoustique (DA) comprenant :
    • Un port d’entrée (IN) destiné à recevoir un signal électrique audio ;
    • Un haut-parleur (HP) associé à une fréquence de résonance au repos et comprenant un moyen de mesure (CP2) configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur (HP) ;
    • Un moyen de traitement d’un signal numérique (MT) configuré pour déterminer la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée (IN) ;
    le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend un contrôleur (CTR), le contrôleur étant associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur (CTR), le contrôleur (CTR) étant configuré pour asservir à partir de la mesure du mouvement du haut-parleur (HP) effectuée par le moyen de mesure (CP2), en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur (HP) sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique (MT).
  2. Dispositif acoustique (DA) selon la revendication précédente comprenant un filtre passe bande (FPB) configuré pour isoler, dans le signal électrique audio reçu sur le port d’entrée (IN), le signal électrique audio à une fréquence prédéterminée, le signal électrique en sortie du filtre passe bande (FPB) étant envoyé au haut-parleur (HP), le filtre passe bande (FPB) étant configuré pour ajuster sa fréquence prédéterminée sur la fréquence instantanée du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée (IN) et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique (MT).
  3. Dispositif acoustique (DA) comprenant :
    • Un port d’entrée (IN) destiné à recevoir un signal électrique audio ;
    • Une pluralité de haut-parleurs (HP), chaque haut-parleur (HP) de la pluralité de haut-parleurs (HP) étant associé à une fréquence de résonance au repos, différente de la fréquence de résonance au repos des autres haut-parleurs (HP) et comprenant un moyen de mesure (CP2) configuré pour mesurer le mouvement du haut-parleur (HP) considéré ;
    • Un moyen de traitement d’un signal numérique (MT) configuré pour déterminer le contenu fréquentiel du signal électrique audio reçu sur le port d’entrée (IN) ;
    • Pour chaque haut-parleur (HP) de la pluralité de haut-parleurs (HP), un filtre passe bande (FPB) configuré pour isoler, dans le signal électrique audio reçu sur le port d’entrée (IN), le signal électrique audio à une fréquence prédéterminée, le signal électrique en sortie du filtre passe bande (FPB) étant envoyé au haut-parleur (HP) considéré ;
    le dispositif (DA) étant caractérisé en ce que la fréquence de résonance de chaque haut-parleur (HP) de la pluralité de haut-parleurs (HP) est ajustable autour de la fréquence de résonance au repos du haut-parleur (HP) considéré dans une gamme de fréquences prédéterminée, et en ce que le dispositif acoustique (DA) comprend, pour chaque haut-parleur (HP) de la pluralité de haut-parleurs (HP), un contrôleur (CTR) associé à un gain, la fréquence de résonance du haut-parleur étant fonction du gain du contrôleur (CTR), le contrôleur étant configuré pour asservir à partir de la mesure du mouvement du haut-parleur (HP) effectuée par le moyen de mesure (CP2) associé au haut-parleur (HP) considéré, en boucle fermée, la fréquence de résonance du haut-parleur (HP) considéré en fonction de la fréquence instantanée du signal reçu sur le port d’entrée (IN) ayant l’amplitude la plus élevée dans la gamme de fréquence prédéterminée associée au haut-parleur (HP) considéré et déterminée par le moyen de traitement d’un signal numérique (MT), le filtre passe bande (FPB) étant configuré pour ajuster sa fréquence prédéterminée sur cette même fréquence instantanée.
  4. Dispositif acoustique (DA) selon la revendication précédente dans lequel les fréquences de résonance au repos des haut-parleurs (HP) de la pluralité de haut-parleurs (HP) sont réparties en fonction des harmoniques d’un instrument à corde.
  5. Dispositif acoustique (DA) selon l’une des revendications 2 à 4 dans lequel le filtre passe bande (FPB) ou chaque filtre passe bande (FPB) est un filtre passe bande numérique dont la fréquence prédéterminée peut être modifiée de manière numérique.
  6. Dispositif acoustique (DA) selon l’une des revendications précédentes dans lequel chaque haut-parleur (HP) comprend au moins une structure mécanique mobile (SM), ladite structure mécanique mobile (SM) comportant au moins un élément mécanique mobile (EM) et, pour chacun de ces éléments mécaniques mobiles (EM), une première couche piézoélectrique (CP1), ladite première couche (CP1) étant disposée sur une première partie de l’élément mécanique mobile (EM) de sorte à pouvoir actionner ledit élément mécanique mobile (EM), et une deuxième couche piézoélectrique (CP2), ladite deuxième couche (CP2) étant disposée sur une deuxième partie de l’élément mécanique mobile (EM), distincte de la première partie, de sorte à pouvoir convertir l’énergie mécanique associée au mouvement de l’élément mécanique mobile (EM) en énergie électrique et ainsi mesurer le déplacement de l’élément mécanique mobile (EM).
  7. Dispositif acoustique (DA) selon la revendication précédente dans lequel, la structure mécanique mobile (SM) est constituée d’un élément mobile (EM) sous la forme d’une membrane en forme de disque, la première couche piézoélectrique (CP1) et la deuxième couche piézoélectrique (CP2) étant disposées à la surface de ladite membrane.
  8. Dispositif acoustique (DA) selon la revendication précédente dans lequel la première couche (CP1) forme un premier anneau et la deuxième couche (CP2) forme un deuxième anneau entourant le premier anneau.
  9. Dispositif acoustique (DA) selon la revendication 8, dans lequel :
    • Le diamètre de la membrane en forme de disque est compris entre 1 mm et 25 mm ;
    • La première couche piézoélectrique (CP1) a une largeur comprise entre et , et a un rayon interne compris entre 0 mm et  ;
    • La deuxième couche piézoélectrique (CP2) a une largeur comprise entre et et a un rayon interne compris entre et .
  10. Dispositif acoustique (DA) selon la revendication 6 dans lequel la structure mécanique mobile (SM) comprend une surface rigide (SR) configurée pour pouvoir effectuer un mouvement de translation perpendiculaire à sa surface, le ou les éléments mécaniques mobiles (EM) de la structure mécanique mobile (SM) étant configurés pour actionner la surface rigide (SR) selon ledit mouvement.
  11. Dispositif acoustique (DA) selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel la boucle fermée est mise en œuvre par montage en série du contrôleur (CTR) avec un soustracteur (D) et le haut-parleur (HP).
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