FR2632474A1 - Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique - Google Patents

Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique Download PDF

Info

Publication number
FR2632474A1
FR2632474A1 FR8807291A FR8807291A FR2632474A1 FR 2632474 A1 FR2632474 A1 FR 2632474A1 FR 8807291 A FR8807291 A FR 8807291A FR 8807291 A FR8807291 A FR 8807291A FR 2632474 A1 FR2632474 A1 FR 2632474A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
receiver
transmitter
active vibration
microphone
function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8807291A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2632474B1 (fr
Inventor
Jacques Vermorel
Karl Buck
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.)
Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Original Assignee
Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL filed Critical Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority to FR8807291A priority Critical patent/FR2632474B1/fr
Priority to DE3916031A priority patent/DE3916031C2/de
Publication of FR2632474A1 publication Critical patent/FR2632474A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2632474B1 publication Critical patent/FR2632474B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0688—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF
    • 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
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • 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
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17855—Methods, e.g. algorithms; Devices for improving speed or power requirements
    • 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
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • 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
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17875—General system configurations using an error signal without a reference signal, e.g. pure feedback
    • 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
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17885—General system configurations additionally using a desired external signal, e.g. pass-through audio such as music or speech
    • 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
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/108—Communication systems, e.g. where useful sound is kept and noise is cancelled
    • G10K2210/1081—Earphones, e.g. for telephones, ear protectors or headsets
    • 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
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3011—Single acoustic input
    • 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
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3217—Collocated sensor and cancelling actuator, e.g. "virtual earth" designs
    • 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
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3219—Geometry of the configuration
    • 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
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3223—Materials, e.g. special compositions or gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

Le dispositif d'atténuation active de vibrations, comporte un récepteur de vibrations M, un émetteur d'antivibrations HP, et un filtre F adapté à la fonction de transfert du récepteur M à l'émetteur HP, le récepteur M et l'émetteur HP ont des temps de réponse très inférieurs à la période la plus courte des vibrations à atténuer et la distance d entre le récepteur M et l'émetteur HP est très inférieure à la longueur d'onde la plus courte des vibrations à atténuer ou est nulle. Utilisation en protection auditive et pour l'amélioration des communications en phonie.

Description

La présente invention concerne des dispositifs
d'atténuation active de vibrations.
De tels dispositifs peuvent être utilisés pour atténuer des vibrations de toutes hatures et fréquences, audibles ou non audibles (infrasons, ultrasons). En pratique, ils sont utilisés le plus souvent pour atténuer des vibrations audibles, du bruit, afin de protéger contre la
fatigue auditive et d'améliorer les communications en phonie.
Dans l'exposé qui suit, on se référera le plus
souvent aux phénomènes phoniques: bruit, microphone, haut-
parleur. Mais il est bien précisé que cette commodité de langage ne restreint pas la portée de l'exposé et de l'invention, tous les procédés et dispositifs existants étant applicables aux vibrations de toutes fréquences,
audibles ou non audibles.
On connaît déjà des dispositifs d'atténuation active de vibrations, comportant un récepteur de vibrations, un émetteur d'antivibrations, et un filtre adapté à la
fonction de transfert du récepteur à l'émetteur.
Dans les systèmes actuels d'atténuation active de bruit, schématisés par la figure 1, le procédé consiste à éliminer tout ou partie du bruit extérieur Be en l'analysant à l'aide d'un microphone M, en filtrant le signal obtenu par un filtre F comportant une partie amplificative, en réinjectant le signal ainsi traité dans un haut-parleur HP (après avoir éventuellement sommé un signal phonie Ph); ce haut-parleur crée un antibruit Ba, identique-à Be en amplitude et fréquence, mais opposé en phase (au signal phonie près éventuellement). La somme de Ba et de Be est donc en principe égale à zéro (ou éventuellement au signal phonie). La difficulté pratique vient des retards qui se produisent entre la réception de Be par le microphone et l'arrivée de Ba sur ce même microphone: ces retards créent des instabilités et empêchent d'augmenter à volonté le gain de la boucle, donc limitent en pratique le niveau d'atténuation. Ces retards sont électroniques, électroacoustiques et aéroacoustiques. La partie du retard due à l'électronique (filtre, ampli, fils de connexion) peut être négligée: elle est de l'ordre de la microseconde (is), donc n'affecte que la.partie des signaux dont la fréquence est de l'ordre du mégaherz (MHz), bien au-delà de la bande passante de l'oreille. Il reste donc à diminuer les retards
aéroacoustiques et électroacoustiques.
Les retards aéroacoustiques sont dus au trajet du
son dans l'air (ou dans tout autre matériau) entre le haut-
parleur HP et le microphone M, cette distance d étant fixée
par la construction de l'appareil.
Les retards électroacoustiques sont dus aux délais de mise en mouvement des parties sensibles des transducteurs. Pour éviter les instabilités, il faudrait utiliser des microphones et des haut-parleurs qui réagissent
assez vite pour la bande de fréquence considérée, c'est-à-
dire dont le temps de réponse est très inférieur à la période la plus courte des vibrations à atténuer. Pour le bruit, compte tenu de ce que la bande passante de l'oreille s'étend de 20 Hz à 20 000 Hz environ, une telle caractéristique, qui n'est pas forcément difficile à réaliser, n'est cependant pas obtenue avec les transducteurs classiques disponibles sur le marché; en effet, leurs critères de performances portent sur l'amplitude des signaux reçus ou émis mais non sur le temps de réponse. Ces transducteurs présentent généralement les inconvénients suivants: - quand un courant leur est appliqué (ou inversement quand une pression acoustique les atteint), ils mettent un temps assez long avant de réagir: - ce temps est fonction de la fréquence du courant (ou de la vibration), - ce temps est fonction de l'intensité du courant
ou de la tension ou de l'amplitude de la vibration.
En outre, ils sont encombrants; - leur forme est figée, et n'est souvent pas adaptée au problème d'atténuation active (casque, bouchons d'oreille,.
); - ils ne sont en général pas aptes à jouer à la fois les rôles de haut-parleur et de microphone; - la fonction de transfert hautparleur/microphone qui en résulte rend difficile à concevoir le filtre F de..DTD: contre-réaction, ce qui limite l'atténuation globale.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations connues en proposant un dispositif dans lequel l'ensemble des retards reste
suffisamment petit pour que l'anti-bruit Ba émis par le haut-
parleur soit bien pratiquement en opposition de phase par rapport au bruit Be reçu par le microphone. Pour cela, il faut réduire séparément mais simultanément chacun des retards électroacoustiques et aéroacoustiques de façon telle que la somme des retards reste très inférieure à la période
la plus courte des vibrations à atténuer.
Suivant l'invention, ce dispositif d'atténuation active de vibrations, comportant un récepteur de vibrations, un émetteur d'antivibrations et un filtre adapté à la fonction de transfert du récepteur à l'émetteur, est caractérisé en ce que le récepteur et l'émetteur ont des temps de réponse très inférieurs à la période la plus courte des vibrations à atténuer et la distance entre le récepteur et l'émetteur est très inférieure à la longueur d'onde la
plus courte des vibrations à atténuer ou est nulle.
S'il s'agit de vibrations sonores, de bruit,c'est-
à-dire des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz
environ, le dispositif comportant un microphone, un haut-
parleur et un filtre adapté à la fonction de transfert.du microphone au haut-parleur, est caractérisé en ce que le microphone et le haut-parleur ont des temps de réponse très inférieurs à 50 us (cinquante microsecondes) et la distance entre le microphone et le haut-parleur est de l'ordre du millimètre ou est nulle. Le récepteur et l'émetteur peuvent être réalisés en copolymère piézoélectrique ou en piézopolymère. La réalisation de tels dispositifs peut se faire en mettant en oeuvre les moyens suivants: Pour réduire le retard aéroacoustique, il faut construire le dispositif de telle sorte que la distance d précitée soit la plus faible possible, en tout cas très inférieure à la longueur d'onde la plus courte de la vibration à atténuer.S'il s'agit de vibrations sonores, de bruit -c'est-àdire des fréquences entre 20 Hz et 20 000 Hz environ-, une distance d, dans l'air, de l'ordre de un millimètre peut convenir. Il est en outre recommandé de coupler le mieux possible les deux transducteurs (récepteur et émetteur) ou (microphone et haut-parleur) en les choisissant de caractéristiques géométriques et électroacoustiques aussi semblables que possible ou même identiques, en plaçant bien entendu une distance définie comme ci-dessus. Cette solution est schématisée par la figure 2. On peut pousser la réduction du retard aéroacoustique encore plus loin, jusqu'à l'annuler totalement. Pour cela, il suffit d'utiliser un transducteur unique, réversible, assurant à la fois la fonction de
récepteur (microphone) et la fonction d'émetteur (haut-
parleur). Cette solution est schématisée par la figure 3. On
en décrira plus loin des modes de réalisation.
Pour réduire les retards électroacoustiques, c'est-
à-dire les temps de réponse des transducteurs, récepteur (microphone)êmetteur (haut-parleur), on peut les réaliser
en polymères piézoélectriques.
Un tel matériau particulièrement apte à cet usage est le polyfluorure de vinylidène (PFV- ou PVF), notamment
le difluorure de vinylidène (PFV2 ou PVDF).
Ce matériau, s'il est bien conditionné, répond aux qualités suivantes, nécessaires à l'atténuation acoustique active: - il réagit à une différence de potentiel ou à une onde de pression dans un temps très faible, inférieur en
tout cas à la las (microseconde).
En pratique, le temps de réponse du PFV2, mesuré en laboratoire par la montée en pression sous choc, est même inférieur à 20 ns (nanosecondes). Ce résultat est illustré
par la figure 4.
- ce temps varie faiblement avec la fréquence et l'intensité de la sollicitation - il peut être réalisé en couches minces, et, par exemple, par une application- à un casque ou un bouchon d'oreille, son volume peut ne pas dépasser quelques mm3 - il peut être produit sous n'importe quelle forme, grâce à ses qualités élasto-plastiques qui autorisent le thermoformage, l'enroulage, etc. - il est assez réversible: son utilisation est possible aussi bien en tant qu'émetteur qu'en tant que récepteur - la fonction de transfert haut-parleur/microphone qui en résulte permet de concevoir facilement le filtre F, très simple, de contre-réaction, et permet un gain de boucle
élevé, donc une forte atténuation globale.
D'autres particularités et avantages de
l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est le schéma général d'un dispositif d'atténuation active du bruit, la figure 2 est le schéma d'un dispositif dans lequel les deux transducteurs, récepteur et émetteur, sont semblables et très proches l'un de l'autre, - la figure 3 est le schéma d'un dispositif dans lequel il y a un transducteur unique assurant les deux fonctions récepteur et émetteur, - la figure 4 est un graphique illustrant le comportement du polyfluorure de vinylidène sous choc, en fonction du temps, - la figure 5 est la coupe détaillée d'un mode de réalisation d'un transducteur unique sur l'organe vibrant, avec un aimant et deux bobinages, - la figure 6 est le schéma d'un dispositif dans lequel un transducteur unique est réalisé avec un capteur fixé sur l'organe vibrant, - la figure 7 représente un dispositif comportant deux membranes de copolymère piézoélectrique, - la figure 8 représente un dispositif comportant une seule membrane assurant à la fois les deux fonctions récepteur et émetteur, - la figure 9 représente un dispositif comportant une seule membrane, dont la surface est divisée en deux parties dont chacune assure une fonction, récepteur ou émetteur, - la figure 10 représente un appareil protecteur auditif muni d'un dispositif d'atténuation active de bruit,
- la figure 1l est une coupe détaillée d'un mode.
de réalisation de la coquille de l'appareil de la figure 10.
La réalisation d'un transducteur, réversible, assurant à la fois la fonction de récepteur (microphone) et la fonction d'émetteur (hautparleur) est représentée en
coupe détaillée sur la figure 5.
Ce transducteur est réalisé à partir d'un haut-
parleur classique 1, dont la membrane vibrante 2 porte un aimant 3 entouré d'un bobinage dans lequel on envoie un
courant Ie représentatif de la vibration à émettre.
Selon l'invention, on entoure l'aimant 3 d'un second bobinage 5 qui capte les déplacements de l'aimant 3 et qui envoie donc vers le filtre un courant Ir
représentatif de la vibration reçue.
Une variante de réalisation d'un tel transducteur À35 unique est schématisée par la figure 6. Elle consiste à
utiliser un transducteur émetteur (par exemple un haut-
parleur) sur l'organe vibrant 2 (par exemple une membrane) sur lequel on place un capteur 6 de pression, de vitesse ou d'accélération. Ce capteur 6 assure la fonction de récepteur,
l'organe vibrant 2 assurant la fonction d'émetteur.
D'autres modes de réalisation, plus simples sur le plan mécanique, sont possibles en utilisant les propriétés
de membranes en matériau copolymère piézoélectrique.
Une telle membrane, dont les deux faces sont métallisées (par exemple, par évaporation sous vide de métal) mais en restant isolées électriquement l'une de
l'autre, constitue par elle-même un transducteur.
Si une des faces est mise à la terre, la vibration
de la membrane engendre un courant sur l'autre surface.
Une telle membrane peut donc être utilisée comme récepteur ou comme émetteur, ou comme transducteur unique
assurant à la fois les deux fonctions.
On donne ci-après trois exemples d'utilisation de telles membranes pour réaliser des dispositifs sans retard acoustique. La figure 7 représente schématiquement deux membranes (7a, 7b) de PVF, parallèles, séparées par un volume (7c) d'air ou de matériau isolant électrique d'épaisseur d, très inférieure à la longueur d'onde la plus courte des vibrations à atténuer. L'une 7b fait fonction de
récepteur et l'autre 7a d'émetteur.
La figure 8 représente schématiquement un transducteur unique consistant en une seule membrane 8 de
PVF, dont les deux faces sont métallisées.
Une face 8b recueille le courant engendré par la membrane faisant fonction de récepteur et l'autre face 8a
reçoit le courant correspondant à la fonction d'émetteur.
La figure 9 représente schématiquement une variante d'un tel transducteur unique. Dans ce cas, la membrane 9 n'est pas métallisée sur toute sa surface. Un anneau 9c, non métallisé, reste isolant. La membrane 9 comporte deux parties métallisées, isolées électriquement l'une de l'autre par cet anneau 9c. Une partie, par exemple la partie centrale 9b, fait fonction de récepteur, l'autre partie, par exemple la partie périphérique 9a faisant
fonction d'émetteur.
Les trois schémas cités ci-dessus (figures 7, 8 et 9) concernent des membranes planes. Mais cette forme ne s'impose pas. Afin d'augmenter le rendement du matériau copolymère piézoélectrique et de mieux l'adapter à la géométrie du volume dans lequel on veut atténuer les vibrations (par exemple un casque), on peut avantageusement utiliser des membranes non planes, par exemple en forme de
calotte concave ou de cène.
A titre d'illustration d'un exemple particulier d'application de l'invention, on donne ci-après la
description d'un appareil de protection auditive muni d'un
dispositif d'atténuation active de bruit conforme à l'un des
nombreux modes possibles de réalisation de l'invention.
La figure 10 représente l'ensemble de l'appareil sur la tête de son porteur. Un arceau 10 entourant la tête maintient une coquille 11 appliquée contre l'oreille.Cette coquille maintient le dispositif d'atténuation active de bruit. Il comporte un microphone M d'analyse du bruit et un haut-parleur HP d'émission d'anti-bruit. Le microphone M commande le haut-parleur HP par l'intermédiaire d'un filtre
F adapté à la fonction de transfert du microphone au haut-
parleur. Ce filtre F, y compris son alimentation électrique et un amplificateur est logé dans un bottier B que l'arceau maintient derrière l'oreille. La connexion entre la
coquille 11 et le filtre F est assurée par les fils 12 et 13.
Dans la coquille 11, le microphone M et le haut-parleur HP
ont des caractéristiques conformes à l'invention, c'est-à-
dire: distance entre eux de l'ordre du millimètre, temps'de
réponse inférieur à 50 ps.
La figure 11 représente en coupe un mode de
réalisation possible de la coquille 11.
La coquille 11 est remplie d'une mousse 14 assez rigide (par exemple, mousse de polyuréthane) au sein de laquelle est ménagée une cavité 15 o sont logés le microphone M et le haut-parleur HP. Un pointillé 16 représente sur la figure 11 la limite entre la mousse 14 et le vide 15. Chacun des deux transducteurs consiste en une membrane de copolymère piézoélectrique (par exemple, polyfluorure de vinylidène) métallisée sur ses deux faces, et maintenue par sertissage entre deux anneaux 17a, 18a; 17b, 18b. Ces anneaux sont maintenus en place par la mousse 14, mais les membranes HP et HM peuvent vibrer librement dans le vide 15. Les anneaux précités sont réalisés en matériau conducteur de l'électricité.En référence à la figure 11, les faces internes (Mi, HPi) sont donc reliées à la masse tandis que les faces externes (Me, HPe) sont reliées par les fils 12 et 13 au filtre F. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Il serait facile de la transposer pour réaliser, au lieu d'une coquille appliquée sur l'oreille, un bouchon
d'oreille introduit dans le conduit auditif.
Mais beaucoup d'autres réalisations sont possibles, avec une variété de dispositions des organes du dispositif et des domaines d'application aux vibrations audibles et non
audibles. Toutes relèvent de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'atténuation active de vibrations, comportant un récepteur de vibrations (M), un émetteur d'antivibrations (HP), et un filtre (F) adapté à la fonction de transfert du récepteur à l'émetteur, caractérisé en ce que le récepteur et l'émetteur ont des temps de réponse très inférieurs à la période la plus courte des vibrations à atténuer et la distance (d) entre le récepteur (M) et l'émetteur (HP) est très inférieure à la longueur d'onde la
plus courte des vibrations à atténuer ou est nulle.
2. Dispositif d'atténuation active de bruit, conforme à la revendication 1, comportant un microphone (M), un haut-parleur (HP) et un filtre (F) adapté à la fonction de transfert du microphone (H) au haut-parleur (HP), caractérisé en ce que le microphone (M) et le haut-parleur (HP) ont des temps de réponse très inférieurs à 50 is (cinquante microsecondes) et la distance (d) entre le microphone (M) et le haut-parleur (HP) est de l'ordre du
millimètre ou est nulle.
3. Dispositif d'atténuation active de vibrations,
conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en
ce que le récepteur (M) et l'émetteur (HP) sont réalisés en
copolymère piézoélectrique.
4. Dispositif d'atténuation active de vibrations, conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le récepteur (M) et l'émetteur (HP) sont réalisés en
polyfluorure de vinylidène.
5. Dispositif d'atténuation active de vibrations,
conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en
ce que le récepteur (M) et l'émetteur (HP) ont des caractéristiques géométriques et électroacoustiques aussi
voisines que possible, ou même identiques.
6. Dispositif d'atténuation active de vibrations,
conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en
ce que le récepteur (M) et l'émetteur (HP) consistent en un organe transducteur unique (1) assurant les deux fonctions à
la fois.
7. Dispositif d'atténuation active de vibrations, conforme à la reendication 6, caractérisé en.ce que le transducteur unique (1) faisant fonction à la fois de récepteur et d'émetteur consiste en un organe vibrant (2) tel qu'une membrane, sur lequel est fixé un aimant (3) entouré de deux bobinages (4, 5), l'un assurant la fonction
de récepteur (5), l'autre la fonction d'émetteur (4).
8. Dispositif d'atténuation active de vibrations, conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le transducteur unique (1) faisant fonction à la fois d'émetteur et de récepteur consiste en un organe vibrant (2), tel qu'une membrane, sur lequel est fixé un capteur (6) de pression, de vitesse ou d'accélération, ce capteur (6) assurant la fonction de récepteur et l'organe vibrant (2)
assurant la fonction d'émetteur.
9. Dispositif d'atténuation active de vibrations,
conforme à l'une des revendications 1 ou 2 et 5, caractérisé
en ce que le récepteur et l'émetteur consistent chacun en une membrane (7a, 7b) de matériau piézoélectrique dont la surface est métallisée, les deux membranes (7a, 7b) étant placées parallèles l'une à l'autre et séparées par un intervalle (d) d'air ou de matériau isolant électrique d'épaisseur très inférieure à la longueur d'onde la plus
courte des vibrations à atténuer.
10. Dispositif d'atténuation active de vibrations, conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe vibrant (2) du transducteur unique (1) faisant fonction à la fois de récepteur et d'émetteur consiste en une membrane (8) en matériau piézoélectrique dont les deux
faces sont métallisées.
11. Dispositif conforme à l'une des revendications
1 ou 2 et aux revendications 3 et 6, caractérisé en ce que
l'organe vibrant (2) du transducteur unique (1) faisant fonction à la fois de récepteur et d'émetteur consiste en une membrane (9) en matériau piézoélectrique dont les deux faces ne sont pas entièrement métallisées, une partie de la surface, restée non métallisée (9c), isolant électriquement l'une par rapport à l'autre deux parties métallisées (9a, 9b) dont l'une assure la fonction de récepteur (9b) et l'autre assure la fonction d'émetteur (9a).
12. Dispositif conforme à l'une des revendications
9, 10 ou 11, caractérisé en ce qu'au moins une des membranes n'est pas plane mais courbe, notamment en forme de calotte
concave ou de cône.
FR8807291A 1988-06-01 1988-06-01 Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique Expired - Lifetime FR2632474B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8807291A FR2632474B1 (fr) 1988-06-01 1988-06-01 Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique
DE3916031A DE3916031C2 (de) 1988-06-01 1989-05-17 Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8807291A FR2632474B1 (fr) 1988-06-01 1988-06-01 Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2632474A1 true FR2632474A1 (fr) 1989-12-08
FR2632474B1 FR2632474B1 (fr) 1991-04-26

Family

ID=9366825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8807291A Expired - Lifetime FR2632474B1 (fr) 1988-06-01 1988-06-01 Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3916031C2 (fr)
FR (1) FR2632474B1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0412902A2 (fr) * 1989-08-10 1991-02-13 Mnc, Inc. Dispositif électro-acoustique pour des moyens auditifs avec suppression du bruit
WO1997043754A1 (fr) * 1996-05-14 1997-11-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Amortisseur de bruit reactif
EP2131341A1 (fr) * 2008-06-05 2009-12-09 LIC Langmatz GmbH Appareil de sollicitation pour un feu de circulation

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4010372A1 (de) * 1990-03-30 1991-10-02 Siemens Ag Hoergeraet mit ohrpassstueck
DE4303921A1 (de) * 1993-02-10 1994-08-11 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Messung eines Differenzschalls durch Subtraktion eines über einen Lautsprecher gerade abgegebenen Schalls von einem Gesamtschall
DE4343819C2 (de) * 1993-04-16 1998-06-04 Wfk Moebel Vertriebs Gmbh Vorrichtung zur aktiven Minderung des Geräuschpegels bei lüfterausgerüsteten Arbeitsgeräten
DE10136628B4 (de) * 2001-07-26 2006-04-20 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallwandler zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen mittels einer Membran, Verfahren und Steuergerät zum Betrieb des Ultraschallwandlers, sowie Verwendung des Ultraschallwandlers
US8054984B2 (en) 2006-10-16 2011-11-08 Bsh Home Appliances Corporation Sound altering apparatus
US8059827B2 (en) 2006-10-16 2011-11-15 Bsh Home Appliances Corporation Noise reduction apparatus
DE102017200300B4 (de) 2017-01-10 2019-06-19 Audi Ag Aktive Dämpfungsvorrichtung zum Verringern einer Körperschwingung eines Bauteils sowie Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2814093B1 (de) * 1978-04-01 1979-08-23 Messerschmitt Boelkow Blohm Antischallgeber
US4170742A (en) * 1974-07-15 1979-10-09 Pioneer Electronic Corporation Piezoelectric transducer with multiple electrode areas
GB1593272A (en) * 1977-09-13 1981-07-15 Standard Telephones Cables Ltd Electro-acoustic transducers
EP0083718A1 (fr) * 1981-12-02 1983-07-20 Hitachi, Ltd. Installation de diminution de bruit pour dispositif stationnaire d'induction
US4451710A (en) * 1982-09-01 1984-05-29 Gte Atea Nv Precisely stabilized piezoelectric receiver

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2595498B1 (fr) * 1986-03-07 1989-06-02 Centre Nat Rech Scient Procedes et dispositifs pour attenuer les bruits d'origine externe parvenant au tympan et ameliorer l'intelligibilite des communications electro-acoustiques

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4170742A (en) * 1974-07-15 1979-10-09 Pioneer Electronic Corporation Piezoelectric transducer with multiple electrode areas
GB1593272A (en) * 1977-09-13 1981-07-15 Standard Telephones Cables Ltd Electro-acoustic transducers
DE2814093B1 (de) * 1978-04-01 1979-08-23 Messerschmitt Boelkow Blohm Antischallgeber
EP0083718A1 (fr) * 1981-12-02 1983-07-20 Hitachi, Ltd. Installation de diminution de bruit pour dispositif stationnaire d'induction
US4451710A (en) * 1982-09-01 1984-05-29 Gte Atea Nv Precisely stabilized piezoelectric receiver

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0412902A2 (fr) * 1989-08-10 1991-02-13 Mnc, Inc. Dispositif électro-acoustique pour des moyens auditifs avec suppression du bruit
EP0412902A3 (en) * 1989-08-10 1992-07-01 Mnc, Inc. Electroacoustic device for hearing needs including noise cancellation
WO1997043754A1 (fr) * 1996-05-14 1997-11-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Amortisseur de bruit reactif
US6385321B1 (en) 1996-05-14 2002-05-07 Fraunhofer-Gesellschaft Reactive sound absorber
EP2131341A1 (fr) * 2008-06-05 2009-12-09 LIC Langmatz GmbH Appareil de sollicitation pour un feu de circulation

Also Published As

Publication number Publication date
DE3916031A1 (de) 1989-12-14
FR2632474B1 (fr) 1991-04-26
DE3916031C2 (de) 1995-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0237454B1 (fr) Procédés et dispositifs pour atténuer les bruits d'origine externe parvenant au tympan et améliorer l'intelligibilité des communications électro-acoustiques
US7466838B1 (en) Electroacoustic devices with noise-reducing capability
JP5129024B2 (ja) 音声入力装置及び音声会議システム
EP2518724A1 (fr) Combiné audio micro/casque comprenant des moyens de débruitage d'un signal de parole proche, notamment pour un système de téléphonie "mains libres"
EP3171612A1 (fr) Casque audio à contrôle actif de bruit, contrôle anti-occlusion et annulation de l'atténuation passive, en fonction de la présence ou de l'absence d'une activité vocale de l'utilisateur de casque
US11438711B2 (en) Hearing assist device employing dynamic processing of voice signals
CH683477A5 (fr) Appareil acoustique avec compensation de rétroaction.
FR2632474A1 (fr) Dispositif d'attenuation active de vibrations et notamment de bruit sans retard acoustique
FR3021180A1 (fr) Casque audio a controle actif de bruit anc avec prevention des effets d'une saturation du signal microphonique "feedback"
KR20080098385A (ko) 주변 노이즈 감소 장치
US11553286B2 (en) Wearable hearing assist device with artifact remediation
JP2009284097A (ja) カナル型イヤホンおよびその使用方法ならびに共鳴周波数算出装置
KR101871578B1 (ko) 불연 피에조 압전 스피커장치
JPH0879873A (ja) 通信端末
FR3087608A1 (fr) Enceinte acoustique et procede de modulation pour une enceinte acoustique
FR2559984A1 (fr) Microphone auriculaire de contact
FR2734444A1 (fr) Transducteur pour oreille et bouchon d'oreille a anti-bruit actif mettant en oeuvre ce transducteur
US20230026002A1 (en) Non-acoustic sensor for active noise cancellation
EP0710427B1 (fr) Appareil de prise et de restitution de son, et son application a l'audio-conference
US20210160603A1 (en) Method and device for suppression of microphone squeal and cable noise
EP0335892B1 (fr) Procede de correction de la reponse amplitude/frequence d'un systeme de transduction electro-acoustique et ensemble transducteur correspondant
WO2021214313A1 (fr) Enceinte acoustique directionnelle pour la communication confidentielle et attenuateur ultrasonore
EP0926657B1 (fr) Procédé et dispositif de détection acoustique en présence de source de bruit parasite à faible rapport signal sur bruit
KR101649827B1 (ko) 불연 피에조 압전 스피커장치/수음 트랜스듀서
FR3118526A1 (fr) Casque audio a reduction de bruit active

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse