FR2646578A1 - Pavillon de haut-parleur - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un pavillon de haut-parleur comprenant une première 1, 2 et une seconde paire de parois latérales. Dans ce haut-parleur, la première paire de parois latérales 1, 2 possède une première section SH1 et une seconde section SH2 entre la première et les secondes extrémités et la seconde paire de parois latérales possède une troisième section et une quatrième section entre les troisième et quatrième extrémités, la première paire de parois latérales 1, 2 possédant, dans un plan perpendiculaire aux parois latérales et comprenant l'axe central X du pavillon, une forme définie par l'équation suivante : y = a + b + e**c**x, dans laquelle a, b et c sont des constantes et possèdent des valeurs différentes dans les première et seconde sections alors que la seconde paire de parois latérales est linéaire dans la troisième section et arquée dans la quatrième section dans un plan comprenant l'axe central. Cette invention s'applique à la réalisation de pavillon pour haut-parleur d'un type quelconque.
Description
La présente invention se rapporte de façon générale à un pavillon de haut-
parleur et plus spécialement à un pavillon de haut-parleur ayant des caractéristiques directionnelles constantes sur une large gamme de fréquences.
Le brevet US N 4 187 926 délivré à C.A.
Henricksen et al. le 12 Février 1980, divulgué au public
sur la base du brevet japonais n 6875/82, ainsi que C.A.
Henricksen et al. "The Manta-Ray Horns", JOURNAL OF THE AUDIO ENGINEERING SOCIETY, Septembre 1978, volume 26, n 9, pages 629 - 634, décrivent respectivement un pavillon tel que celui représenté sur les figures la et lb. Un tel pavillon possède des parois latérales verticale et horizontale qui comportent des configurations linéaires
exprimées par des équations telle que y = ax + b.
Ce type de pavillon a pour avantage un angle directionnel de contrôle aisé mais a pour désavantage que les caractéristiques de propagation dans une gamme de basses fréquencespour ce pavillon sont distordues puisque l'aire en section transversale du pavillon ressemble à
celle un pavillon conique.
La divulgation publique du brevet japonais n 76995/82 décrit un pavillon tel que celui représenté sur les figures 2a et 2b. Les parois latérales d'un tel pavillon sont exprimées par y = ao0(l +ç x)n, o n prend pour valeur n1 (> 2) sur le c8té de l'ouverture du pavillon, et n2 (> nl) sur les c8tés de sa gorge. Ce type de pavillon a pour avantage que les caractéristiques de propagation dans les gammes de basses fréquences sont moins distordues puisque les parois latérales du pavillon sont formées par deux types de fonction de Besser et parce que l'air en section transversale du pavillon s'étend de façon quasi exponentielle. D'autre part, avec ce type de pavillon, on rencontre le désavantage faisant qu'il est difficile de contrôl81er l'angle directionnel puisque l'angle inclu du pavillon commence à changer depuis l'extrémité de - 2- la gorge et il existe une incertitude concernant le
meilleur point d'intersection des deux courbes.
La divulgation publique du brevet japonais n 212198/86 décrit un autre type de pavillon tel que celui représenté sur la figure 3. Un tel pavillon possède des
parois latérales qui sont chacune formées suivant un arc.
Ceci a pour résultat que l'on obtient un taux quasiment exponentionel d'augmentation de la section transversale et que l'on produit de bonnes caractéristiques de propagation dans les basses gammes de fréquence du pavillon, mais que l'on ne peut pas apporter une solution quelconque pour le
contrôle de l'angle directionnel du pavillon.
En accord avec ce qui vient d'être dit, la présente invention a été effectuée afin de pallier les
problèmes qui ont été décrits plus haut.
L'un des objets de l'invention est de proposer un pavillon de hautparleur ayant des caractéristiques directionnelles plus uniformes et une pression du son plus
élevée sur une gamme de fréquences large.
En accord avec une caractéristique de l'invention, un pavillon de hautparleur en accord avec la présente invention comprend une première paire de parois latérales opposées et une seconde paire de parois latérales opposées substentiellement perpendiculaires à la première paire de parois latérales opposées. La première paire de parois latérales opposées possède une première section et une seconde section entre la première et la seconde extrémité, alors que la seconde section est connectée à la première section. La première extrémité de la première paire de parois latérales opposées est couplée à une unité d'entraînement. La seconde extrémité de la première paire de parois latérales opposées définit une lèvre du pavillon et la première paire de parois latérales opposées possède, dans un plan comprenant l'axe central du pavillon et qui est perpendiculaire aux parois latérales de la première paire, une forme définie par l'équation suivante: - 3- y = a +b.ecx Dans cette formule a, b et c sont des constantes et possèdent des valeurs différentes dans la première et la
seconde section.
En formant la première paire de parois latérales opposées de façon à obtenir une telle forme définie par l'équation ayant un terme constant et un terme exponentiel, il est possible de maintenir une caractéristique uniforme d'angle directionnel sur une large gamme de fréquences dans le plan comprenant l'axe central du pavillon et qui est perpendiculaire aux parois latérales opposées de la première paire, ceci permettant également d'obtenir une pression sonore élevée spécialement dans les gammes de
basses et moyennes fréquences.
Dans un mode de réalisation du pavillon en accord avec la présente invention, un coefficient différent pour l'équation décrite plus haut et définissant la première section est égal à celui de la seconde section au niveau de la liaison des première et seconde sections. La seconde paire de parois latérales opposées peut avoir la même forme
que la première paire.
En accord avec une autre caractéristique de l'invention, un pavillon de haut-parleur en accord avec la présente invention comprend une première paire de parois latérales opposées et une seconde paire de parois latérales opposées substantiellement perpendiculaire à la première paire de parois latérales opposées. La première paire de parois latérales opposées possède une première section et une seconde section entre ses première et seconde extrémités, ladite seconde section étant connectée à la première section. La première extrémité de la première paire de parois latérales opposées est couplée à une unité d'entraînement et la seconde extrémité de la première paire
de parois latérales opposées définit une lèvre du pavillon.
La première paire de parois latérales opposées est, dans un plan comprenant l'axe central du pavillon et qui est - 4 - perpendiculaire à la première paire de parois latérales opposées, linéaire dans la première section et arquée dans
la seconde section.
En formant la première paire de parois latérales opposées de manière à avoir une première section linéaire et une seconde section arquée, il est possible de permettre au flux sonore d'émaner avec douceur de la lèvre du pavillon. De préférence, la longueur de la seconde section de la première paire est de l'ordre de la moitié de la longueur totale de celle-ci. Lorsque l'enseignement apporté par la présente invention est appliqué à une paire de parois latérales horizontales opposées pour un pavillon et de manière à contrôler ses caractéristiques directionnelles verticales, le phénomène de proximité peut être évité et une caractéristique uniforme d'angle directionnel peut être obtenue sur une large gamme de fréquences, même si la caractéristique directionnelle verticale est généralement
proche et nécessite un contrôle plus précis.
Dans un autre mode de réalisation du pavillon en accord avec la présente invention, des lignes s'étendant sur les parties linéaires de parois latérales de la première section sont tangentielles aux parois latérales dans la seconde section au niveau de la liaison des première et seconde sections. La seconde paire de parois latérales opposées peut posséder la même forme que la
première paire.
En accord avec encore une autre caractéristique de l'invention, un pavillon de haut-parleur en accord avec la présente invention comprend une première paire de parois latérales opposées et une seconde paire de parois latérales opposées substantiellement perpendiculaire à la première paire de parois latérales opposées. La première paire de parois latérales opposées possède une première section et une seconde section entre ses première et seconde extrémités et la seconde section est connectée à la première section. La seconde paire de parois latérales - 5- possède une troisième section et une quatrième section entre ses première et ses quatrième extrémités et la troisième section est connectée à la quatrième section. Les première et troisième extrémités sont couplées à une unité d'entraînement et la seconde et la quatrième extrémités forment une lèvre du pavillon. Dans un premier plan comprenant l'axe central du pavillon et qui est perpendiculaire aux parois latérales de la première paire, la première paire des parois latérales opposées possède une forme définie par l'équation suivante: y = a + b.ecx Dans cette équation a, b et c sont des constantes et possèdent des valeurs différentes dans les première et les seconde sections, et la seconde paire de parois latérales opposées est, dans un second plan comprenant l'axe central du pavillon et qui est perpendiculaire aux parois latérales de la seconde paire, linéaire dans la
troisième section et en arc dans]a quatrième section.
Dans encore un autre mode de réalisation du pavillon en accord avec la présente invention, une valeur différente pour l'équation de la première section est égale à celle de la seconde section au niveau de la liaison des première et des seconde sections dans le premier plan et, les lignes s'étendant sur les parois latérales dans la troisième section sont tangentes aux parois latérales dans
la quatrième section au niveau de la liaison de la -
troisième et de la quatrième section dans le second plan.
Dans ces modes de réalisation de l'invention, il est préférable de former la lèvre du pavillon en conformité avec une ligne équiphase de propagation du flux sonore à
l'intérieur du pavillon.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention vont apparaître plus clairement à la
lecture de la description suivante, réalisée à l'aide
-6- d'exemples et en se reportant aux dessins annexés dans lesquels: - les figures la et lb représentent de façon schématique et en section transversale horizontale et verticale respectivement, un pavillon conventionnel ayant des parois latérales horizontales linéaires et des parois latérales verticales linéaires; - les figures 2a et 2b représentent schématiquement et en section transversale horizontale et verticale respectivement, un autre pavillon conventionnel ayant des parois latérales horizontale et verticale toutes deux définies par une combinaison de différents polynomes; - la figure 3 représente de façon schématique et en section transversale horizontale encore un autre pavillon conventionnel possédant des parois latérales arquées; - la figure 4 illustre de façon schématique, en section transversale et horizontale, un mode de réalisation de pavillon en accord avec la présente invention; - la figure 5 représente de façon schématique, en section transversale et verticale, le pavillon visible sur la figure 4; - les figures 6a et 6b illustrent les relations des positions mutuelles entre la section transversale horizontale visible sur la figure 4 et la section transversale verticale visible sur la figure 5, le long de celle- ci avec le flux sonore se propageant à l'intérieur du pavillon; - la figure 7 représente une combinaison tridimensionnelle des sections transversales horizontale et verticale du pavillon; - la figure 8a est une vue de face d'un mode de réalisation de pavillon en accord avec la présente
invention; -
- les figures 8b et 8c représentent en section transversale horizontale un pavillon pris le long de la - 7- ligne A - A et en section transversale verticale un pavillon pris le long de la ligne B - B, respectivement; les figures 9 et 10 servent à expliquer la structure des parois latérales horizontale et verticale; - les figures lia, llb et lic sont des graphiques représentant respectivement des caractéristiques directionnelles de trois types différents de pavillons en accord avec la présente invention; - les figures 12a, 12b, 12c et 12d sont des tableaux à motifs polaires pour un pavillon en accord avec la présente invention, et mesurés à différentes fréquences; - les figures 13a et 13b, 14a et 14b ainsi que a et 15b sont des graphiques représentant respectivement les caractéristiques angulaires directionnelles de trois types différents de pavillons en accord avec la présente invention en comparaison avec celles de l'art antérieur; et - les figures 16 et 17 sont des graphiques représentant respectivement les caractéristiques des fréquences de deux types différents de pavillons en accord avec la présente invention en comparaison avec celles de
l'art antérieur.
Les figures 4 et 5 représentent des sections transversales d'un mode de réalisation d'un pavillon en accord avec la présente invention, suivant des plans horizontaux et verticaux comprenant l'axe central de ce pavillon. Comme on le voit bien sur la figure 4, la forme de base des parois latérales verticales 1 et 2 sont disposées symétriquement par rapport à l'axe central X du pavillon dans la section transversale horizontale, de manière à contrôler la caractéristique directionnelle horizontale. Les parois latérales verticales 1 et 2 sont divisées en une première section SH1,' connectée à une partie formant gorge 3, et à une section SH2 terminant à une lèvre du pavillon repérée en 4. Les parois latérales - 8 - verticales 1 et 2 sont définies par les équations suivantes (1) et (2), dans les première et seconde sections SH1 et SH2, respectivement: y = a bl.eClX (1) y = a2 + b2.eC2X (2) Ces équations comprennent des termes constants et
des termes exponentiels.
La figure 5 représente la forme de base des parois latérales horizontales 5 et 6 qui sont symétriquement disposées par rapport à l'axe central X du pavillon dans la section transversale verticale de manière
à contrôler la caractéristique directionnelle verticale.
Les parois latérales horizontales 5 et 6 sont divisées en une première section SVI connectée à une partie formant gorge 3, et à une seconde section SV2 terminant à une lèvre
du pavillon repérée en 4.
Les première et seconde sections SV1 et SV2 ont des formes définies par les équations suivantes (3) et (4), respectivement: y = a3 + b3x (3) (4) y = b4 + y2 _ (x-a42 (4) On voit dans les équations (3) et (4), que la première section SVI a la forme d'une ligne droite et que la secondesection SV2 a une forme arquée. En d'autres termes, suivant ce mode de réalisation la forme des parois latérales verticales 1 et 2 du pavillon est exprimée par des équations différentes de celles définissant la forme des parois latérales horizontales 5 et 6. La raison d'une telle différence est que l'on désire contrôler la caractéristique directionnelle verticale (de façon générale, obtenir un angle directionnel plus proche) d'une façon plus précise et rendre la résistance à la propagation dans une gamme de fréquences basses plus plate dans la direction horizontale tout en contrôlant la caractéristique directionnelle verticale (de façon générale, obtenir un angle directionnel plus proche) d'une façon plus précise et rendre la résistance à la propagation dans une gamme de fréquence basse plus plate dans la direction horizontale tout en contrôlant la caractéristique directionnelle - horizontale (en général, posséder un angle directionnel plus large). On notera que cependant, les parois latérales horizontale et verticale peuvent être construites de manière à avoir la même configuration en utilisant les premières paires d'équation (1) et (2) ou la seconde paire
d'équation (3) et (4).
On sait que les pavillons coniques possédant les parois latérales linéaires sont, en général, excellents en ce qui concerne le contrôle directionnel. En accord avec ce qui vient d'être dit, le pavillon en accord avec la présente invention fait usage d'un pavillon conique comme forme de base dans le but de contrôler la caractéristique directionnelle verticale. Cependant, les pavillons coniques ont pour désavantage de présenter un angle directionnel qui devient plus proche qu'une valeur désignée dans une gamme de fréquences basses. Un tel phénomène de proximité est connu. Par exemple, à une fréquence de 630 Hz, l'angle direction réel est de 60 par rapport à la valeur désignée de 90 . Un tel phénomène survient puisque les parois latérales du pavillon conique sont linéaires au niveau des extrémités des lèvres produisant ainsi un son secondaire par diffraction et provoquant une interférence de phase avec le son primaire. De manière à inhiber l'apparition d'un tel phénomène de proximité, la seconde section SV2 des parois latérales horizontales 5 et 6 du pavillon, comme représentées sur les figures 5 et décrites plus haut ont la forme d'un arc de manière que le flux sonore émane plus
uniformément de la lèvre 4 du pavillon.
Comme on l'a noté plus haut, il est possible de former les parois latérales verticales 1 et 2 de telle manière que les première et seconde sections SH1 et SH2 de
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- 10 -
ces parois latérales soient linéaires et suivant la forme d'un arc, respectivement. Dans ce cas, la résistance à la propagation est cependant sensiblement égale dans une gamme de fréquences basses à celle d'un pavillon conique et inférieure à celle d'un pavillon exponentiel. Puisqu'un pavillon exponentiel ne peut pas présenter une caractéristique directionnelle constante, le pavillon en accord avec la présente invention possède une forme telle que décrite plus haut de manière à ressembler le plus que possible à un pavillon exponentiel tout-en maintenant une
caractéristique directionnelle constante.
De plus, en accord avec la présente invention, le pavillon est construit de telle manière que le flux sonore émanant des sources sonores virtuelles QH et QV (figures 6a et 6b) soit propagé concentriquement à l'intérieur du pavillon comme le voit illustré par les lignes en pointillé. De plus, le flux sonore quitte au même moment l'extrémité de la lèvre des parois latérales verticales et
l'extrémité de la lèvre des parois latérales horizontales.
En conséquence, un motif de diffusion plus uniforme peut être obtenu et la longueur axiale du pavillon peut être
rétrécie en comparaison avec l'art antérieur.
Différents paramètres pour définir la forme des parois latérales verticales-1 et 2 (figure 4) du pavillon sont déterminés comme suit. Dans ce cas, on admet que pour des performances choisies du pavillon, un angle directionnel choisi est désigné par 2 oL(en degrés), que les fréquences limites supérieure et inférieure du contr8le directionnel sont désignées par FH (Hz) et FL (Hz),
respectivement.
(1) Un angle tangentielot 1 au niveau d'une fente 7 est tel que: c 1/,- = 0,87 t'J0,9 La source virtuelle sonore QH est admise qomme étant située à une intersection de la tangente de la fente 2646- ll -578
7 avec l'axe central X du pavillon.
(2) La largeur horizontale 2TH de la fente 7 est telle que: TH 6 103, 8/(FH.sinC<) [mI (3) La longueur horizontale 2WH de la lèvre 4 du pavillon est telle que: WH > 103,84FL.sin) [m] (4) un angleCO 3 entre l'axe X du pavillon et une ligne d'interconnexion de la source sonore virtuelle QH et un point d'extrémité de la lèvre 4 du pavillon est tel que:
CK3/ CK = 1,17,N1,21
(5) La longueur LH le long de l'axe central X du pavillon entre la fente 7 et la lèvre 4 est telle que: LH = WH/ tan >( 3 - PH [m] pour lequel PH = TH/tan CO1 (6) La longueur DH de la première section SH1 le long de l'axe central X du pavillon est telle que: DH/LH = 0,56 o 0,62 (7) Un angleC 2 entre l'axe central X du pavillon et une ligne d'interconnexion de la source sonore virtuelle QH et un point d'extrémité des parois latérales 1 et 2 des premières sections est tel que: C<2/ C> = O,9 nr O,95
C 2> 1
(8) La largeur horizontale 2HH de la liaison des première et seconde sections SH et SH2 est telle que: HH = (DH + PH)tanCX<2 [m] PH+ TH/tan C<1
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Sur la base des données décrites plus haut, les constantes respectives al, b1, c1, a2, b2 et c2 des équations de base (1) et (2) pour les première et seconde sections SH1 et SH2 sont déterminées comme suit: (9) on détermine les constantes a1, b1 et c1 dans l'équation "y = a1 + b1èclx" pour la première section SH pour que: lorsque x = 0 alors y = TH et dy/dx = tan K
et lorsque x = DH, alors y = HH-
En conséquence:
D. t.n( HH _ TH + - tan = 0.
DH b:l b1 H - a1 Sur la base de cette équation, la constante b1 est obtenue par calcul numérique. Lorsque b1. est déterminé, al et cl sont déterminés en correspondance par les équations suivantes: a1 =TH b1, c1 = tan C<1/b1 (10) Lors de la détermination des constantes a2, b2 et c2 de l'équation "y = a2 + b2e2XI" pour la seconde section SH2, la coordonnée en x du point de départ de la seconde section est présumée nulle. Lorsque x = 0 alors y = HH et dy/dx = albleclDH. et lorsque x = LH - DH alors y = WH. En conséquence D
* 2n WH - WH+1 b c1.e lH = 0-
Lb2 b2 La constante b2 peut être obtenue sur la base de l'équation cidessus par un calcul numérique. Lorsque la valeur de b2 est déterminée, les constantes restantes peuvent être obtenues depuis les équations suivantes:
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a2 =HH - b2 c2 = b cl.eclDH/b Comme on l'a décrit plus haut, les constantes respectives des équations de base sont déterminées et la forme de base des parois latérales verticales est maintenant déterminée. la méthode de détermination des constantes respectives définissant la forme des parois latérales horizontales 5 et 6 du pavillon va être expliquée ciaprès en se reportant à la figure 5. Dans ce cas, les performances désirées(2 0(, FHet FL) sont les mêmes que celles ayant permis de déterminer la forme des parois latérales verticales, mais les valeurs des constantes ne sont pas nécessairement les mêmes que celles décrites en se
reportant à la figure 4.
(1) Un angle O(4 entre l'axe central X du pavillon et l'une des parties de parois latérales linéaires de la première section SVl est tel que: /4/ 1 = 0,90 n 0,95 La source virtuelle du son QV est positionnée à une intersection de l'axe central X du pavillon et d'une ligne droite s'étendant sur l'une des parties de paroi
latérale linéaire de la première section SV.
(2) La largeur verticale 2TV d'une fente 8 est telle que: TV4 103,8/(FH. sin b) [m J Si 2TV est inférieur au diamètre de la gorge d'une unité d'entraînement, la gorge du pavillon peut être réduite à la même valeur que 2Tv; (3) La largeur verticale 2Wv de la lèvre 4 du pavillon est telle que: WV > 103,8/(FL.sinCK) [m]
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(4) Un angle >5 entre l'axe central X du pavillon et une ligne droite croisant l'intersection QV et un point de l'extrémité de la lèvre 4 est tel que: c 5/ = 1,21 u 1,28 (5) La longueur LV le long de l'axe central X du pavillon entre une fente 8 et la lèvre 4 est telle que: LV = Wv/tangC( 5 - PV [m] PV = Tv/tangU'3 (6) La longueur DV de la première section SV le long de l'axe central X du pavillon est telle que: Dv/LV = 0,52. 0,57 En accord avec les conditions décrites en (1), (2) et (6), la ligne droite définissant la première section
Svî est déterminée.
(7) Un arc définissant la seconde section Sv2 est déterminé de façon que l'arc soit tangent à la ligne droite de la première section Sv1 au point de départ de la seconde section Sv2, l'arc se terminant à un point d'extrémité de
la lèvre 4.
Telles qu'on les a décrites plus haut, les formes de base des parois latérales horizontale et verticale du
pavillon sont déterminées.
A l'étape finale, les surfaces courbes des parois latérales opposées sont formées de la façon décrite
ci-dessous.
On admet qu'un flux sonore se propage à l'intérieur du pavillon de façon concentrique depuis la source virtuelle sonore QH dans la section transversale horizontale et depuis la source sonore virtuelle QV dans la section transversale verticale, respectivement. La figure 6a représente un état dans lequel le flux sonore émanant de la source virtuelle sonore Q a atteint la lèvre 4, et la
- 15 -
figure 6b représente un état dans lequel le flux sonore émanant de la source virtuelle sonore QV a atteint la lèvre 4. Sur ces figures, la référence numérique 9 désigne une gorge du pavillon. Il est à noter que les positions des parois latérales verticale et horizontale 1, 2; 5, 6 le long de l'axe central du pavillon sont déterminées de façon que l'intersection du flux sonore avec l'axe central X du pavillon au niveau de la lèvre 4 dans la section transversale horizontale coincide avec une intersection du flux sonore avec l'axe central du pavillon au niveau de la lèvre 4 dans la section transversale verticale. La figure 7 illustre la manière dont la section transversale horizontale du pavillon (figure 6a) et la section transversale verticale du pavillon (figure 6b) sont combinées lorsque les conditions décrites plus haut sont satisfaites. La figure 8a est une vue de face d'une forme réelle de pavillon suivant ce mode de réalisation en accord avec la présente invention, et les figures 8b et 8c sont des sections transversales prises le long des lignes A-A et
B-B, respectivement.
Comme on le voit sur les figures 6a, 6b, 7, 8a, 8b et 8c, les fronts de flux CHen section transversale horizontale et les fronts de flux Cv en section verticale prennent des formes telles que ces fronts de flux CH et Cv coïncident avec les fronts des flux sonores se propageant à l'intérieur du pavillon, c'est-à-dire, ces
limites CH et CV sont respectivement en forme d'arc.
Maintenant, les étapes suivant lesquelles on réalise réellement les parois latérales verticales 1 et 2 et les parois latérales horziontales 5 et 6 du pavillon
vont être expliquées en se reportant aux figures 6a - 10.
De façon à simplifier l'explication de ces étapes, la méthode de construction des moitiés supérieures des parois latérales verticale et horizontale du pavillon seront
considérées ci-après.
16 - (I) Comme on l'a expliqué plus haut en se reportant aux figures 4, 5, 6a et 6b, les sections transversales horizontale et verticale ont été déterminées et proprement
disposées comme sur la figure 7.
(II) La section transversale horizontale du pavillon représentée sur la figure 6a pivote dans la direction supérieure suivant un angleC(4 autour d'un axe passant par la source virtuelle sonore QV et perpendiculaire à l'axe central X du pavillon, de manière à former ainsi la première section Sv1 de la plus élevée des parois latérales horizontales 5, ainsi que la partie correspondante des parois latérales verticales. A ce moment, la fente 7 a la forme d'un arc entre les parois latérales verticales 1 et 2 comme on le voit sur la figure 8. (III) La seconde section SV2 de la plus élevée des parois latérales horizontales 5 est déterminée comme suit: Dans la section transversale horizontale, une multiplicité d'arcs concentriques placés avec le centre au niveau de la source virtuelle sonore QH sont présumés être situés entre la fente 7 et le front de flux CH, comme on le voit sur la figure 6a. Ensuite, ces arcs concentriques pivotent dans la direction supérieure d'un angleK i (Oc4, c>i4"5) autour de l'axe 4. Une telle rotation est interrompue lorsque le point médian de chacun des arcs vient en intersection avec la ligne latérale supérieure de la paroi latérale horizontale 5 dans la section transversale verticale, et ainsi les arcs respectifs sont déplacés de façon à être au niveau de la paroi latérale horizontale 5. Le front de flux horizontal CH est déplacé dans la même direction suivant un angle( 5< autour de l'axe vers le point d'extrémité supérieur du bord d'ouverture vertical CV pour former le rebord C'H de la lèvre horizontale de la paroi latérale horizontale 5 du
- 17 - pavillon. La figure 9 représente particulièrement cette étape. Le front de
flux horizontal CH pivote dans la direction supérieure autour de l'axe par un angle C5 vers le point d'extrémité supérieur de la paroi latérale horizontale. Ainsi, l'emplacement du rebord CH forme la moitié supérieure du rebord de la lèvre verticale. L'un quelconque des arcs eprésumé être sur la section transversale horizontale, pivote dans la même direction autour de l'axe 4 suivant un angle C i vers un arc e' qui vient en intersection avec la ligne latérale supérieure de la paroi latérale 5 dans la section transversale verticale. Ainsi la paroi latérale horizontale résultante est formée telle que visible sur la figure 10. (IV) La section transversale horizontale du pavillon représentée sur la figure 6a pivote dans la direction supérieure d'un angle Co5 de manière à former les parois latérales verticales comme une succession d'intersection des emplacements de la section transversale horizontale du pavillon avec une multiplicité d'arcs positionnés au niveau
de la paroi latérale horizontale 5 et lors de l'étape III.
Ainsi, la moitié supérieure des parois latérales verticales
et totales sont réalisées.
On devra noterque, sur la figure 8b, la distance entre les parois latérales et la partie formant gorge 3 située entre la gorge 9 et la fente 7 est déterminée de façon à augmenter l'aire de la section transversale de
façon exponentielle.
Suivant des étapes décrites plus haut, les parois latérales verticale et horizontale 1, 2; 5, 6 sont
finalement formées.
Suivant une réalisation pratique, un pavillon à caractéristique directionnelle constante et ayant un angle directionnel horizontal de 90 et un angle directionnel vertical de 40 a été réalisé. Les paramètres respectifs de ce pavillon sont indiqués ci-dessous:
- 18 -
(1) Par rapport aux parois latérales et verticales 1 et 2, on a: (2 ≤ 90 , = 40,5 ( CX1/C = 0,9), TH = 12,5 (mm), WH = 380 (mm), CK3 = 53,2 ( 0<3/1 = 1,18), LH =274,5(mm), DH = 170 (mm) (DH/LH = 0,62), C02 = 41,9 ( C(2/CI= 0,93), HH = 164,8 (mm), a1 = -1520,9, bI = 1533,4,
-4 -
c1 = 5,57 x 10 4, a2 = 95,1, b2 = 69,7, c2 = 1,35 x 102.
(2) Par rapport aux parois latérales horizontales 5 et 6, on a: 2 >(= 40 , W4 = 18,6 ( (4/(Q= 0,93); TV = 20 (mm), WV = 347,5 (mm),:5 = 24,6 (:> 5/C: = 1,23), LV = 714,9 (mm), Dv = 394,8 (mm) (Dv/Lv = 0,55), a3 = 20,
a4 = -271,8', b3 = 0,377, b4 = 960,5, r = 852,1.
Maintenant, différentes caractéristiques des exemples de pavillon en accord avec la présente invention
vont être expliquées ci-après.
Les figures la-lic illustrent des graphiques de mesure de données des caractéristiques directionnelles de trois différents types de pavillon en accord avec la présente invention; un pavillon ayant un angle directionnel horizontal de 90 et un angle directionnel vertical de 40 (figure lia), un pavillon ayant un angle directionnel horizontal de 600 et un angle directionnel vertical de 40 (figure 11b) et un pavillon ayant un angle directionnel horizontal de 400 et un angle directionnel vertical de 20 (figure llc). Dans ces figures, les caractéristiques directionnelles horizontales sont désignées par un symbole "0" et les caractéristiques directionnelles verticales par un symbole " O ". On comprend aisément au vu de ces g-raphes que les caractéristiques directionnelles des pavillons sont plus rapprochées des valeurs prédéterminées de structure avec une plus petite dispersion, alors que le phénomène de proximité dans une gamme de fréquences basses peut être évité de manière qu'une caractéristique uniforme
- 19 -
directionnelle peut être obtenue sur une large gamme de fréquences, lorsque la présente invention est appliquée pour contr8ler les caractéristiques directionnelles verticales qui requièrent d'être contrôlées avec plus de précision. Ceci est dû au fait que les parois latérales horizontales de ces pavillons sont construites de façon que les flux sonores soient émis de façon plus uniforme depuis les parois latérales à proximité de la lèvre, et en faisant que les parties des parois latérales à proximité de la lèvre (à peu près la.moitié de lalongueur totale) aient la
forme d'un arc.
Les figures 12a - 12d illustrent des motifs polaires d'un pavillon selon la présente invention qui comportent un angle directionnel horizontal de 90 et un angle directionnel vertical de 40 à des fréquences de 1 KHz, 2, 5 KHz, 6,3 KHz et 12,5 KHz, respectivement. Dans ces figures, les motifs horizontaux sont réalisés par des lignes solides et les motifs verticaux par des lignes en pointillés. Les figures 13a, 13b, 14a, 14b, 15a et 15b illustrent les caractéristiques angulaires directionnelles horizontale et verticale de trois types différents de pavillons en accord avec la présente invention (représentées par le symbole "0") ainsi que celles de pavillon conventionnel utilisé (représentées par le symbole Les figures 13a et 13b illustrent les caractéristiques angulaires directionnelles horizontale et verticale respectivement d'un pavillon en accord avec la
présente invention avec celles d'un pavillon conventionnel.
Ces pavillons ont un angle direction horizontal de 90 et un angle directionnel vertical de 40 . La figure 13a indique que l'angle directionnel horizontal du pavillon en accord avec la présente invention est plus large que celui d'un pavillon conventionnel s'étendant de 4 KHz à 10 KHz, mais est contrôlable jusqu'à des fréquences aussi hautes -20 - que 20 KHz. La figure 13b indique que le pavillon en accord avec la présente invention possède des caractéristiques plus rapprochées des valeurs de structure prédéterminées et avec une dispersion inférieure dans une gamme de fréquences supérieures à 1 KHz, et que l'angle directionnel horizontal de ce pavillon peut être contrôlable jusqu'à 20 KHz. De plus, dans une gamme de fréquences opérationnelle s'étendant de 630 Hz à 16 KHz, la valeur moyenne et la déviation de l'angle direction du pavillon en accord avec la présente invention sont de 430 et 15 0, respectivement, ce qui signifie que ce pavillon est excellent par rapport à
celui de l'art antérieur.
Les figures 14a et 14b représentent les caractéristiques angulaires directionnelles horizontale et verticale respectivement d'un pavillon en accord avec la
présente invention avec celles d'un pavillon conventionnel.
Ces pavillons ont un angle directionnel horizontal de 60 et un angle directionnel vertical de 400. La figure 14a indique que le pavillon en accord avec la présente invention possède des caractéristiques plus proches des valeurs structurelles prédéterminées et possède un taux de dispersion inférieur dans une gamme de fréquences supérieures à 800 Hz. La valeur moyenne et la déviation de - l'angle directionnel du pavillon en accord avec l'invention sont 64 et 19 respectivement et représentent ainsi une
amélioration comparées à celles du pavillon conventionnel.
La figure 14b indique que l'angle directionnel vertical du pavillon en accord avec la présente invention est sensiblement égal à la valeur structurelle dans une gamme de fréquences supérieures à 1 KHz, possède un taux faible de dispersion et est contrôlable jusqu'à des fréquences de l'ordre de 20 KHz. La valeur moyenne et la déviation de l'angle directionnel sont 44 et 18 respectivement et représentent une amélioration comparées à
celles d'un pavillon conventionnel.
Les figures 15a et 15b représentent les
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caractéristiques angulaires directionnelles horizontale et verticale respectivement d'un pavillon en accord avec la
présente invention avec celles d'un pavillon conventionnel.
Ces pavillons ont un angle directionnel horizontal de 40 et un angle directionnel vertical de 20 . La figure 15a indique que l'angle directionnel horizontal du pavillon en accord avec la présente invention est plus rapproché de la valeur désirée et est en conséquence un angle directionnel objectif et est plus uniforme dans la gamme de fréquences basses et jusqu'à 16 KHz, comparé à celui d'un pavillon conventionnel. La valeur moyenne et la déviation de l'angle directionnel du pavillon en accord avec la présente invention sont 43 et 14 respectivement et constituent une
amélioration comparée à celles d'un pavillon conventionnel.
La figure 15b indique que l'angle directionnel vertical du pavillon en accord avec la présente invention est sensiblement égal à la valeur prévue et est plus uniforme dans une gamme de fréquence de 1 KHz à 16 KHz. La valeur moyenne et la déviation de l'angle directionnel de ce pavillon sont 22 et 11 et sont meilleures que celles d'un
pavillon conventionnel.
On comprend aisément sur la base de données telles que celles décrites plus haut que les pavillons en accord avec la présente invention possèdent des angles directionnels plus approchant des valeurs nominales (les valeurs de structures prévues) ainsi qu'un taux inférieur de déviation comparé au pavillon conventionnel. En particulier, les angles directionnels verticaux des pavillons en accord avec la présente invention représentent une amélioration comparée à ceux des pavillons conventionnels et ces pavillons sont contrôlables jusqu'à des fréquences de l'ordre de 20 KHz dans le cas o ils ont un angle directionnel vertical de 40 . Ceci est dû au fait que l'angle directionnel vertical est amené à proximité des parois latérales horizontales ayant une forme obtenue par combinaison d'une ligne droite et d'un arc en accord avec
- 22 -
la présente invention.
La figure 7 illustre les caractéristiques de fréquence d'un pavillon en accord avec la présente invention (représentée par une ligne pleine) et celle d'un pavillon conventionnel (représentée par la ligne en pointillés) , ces pavillons ayant un angle directionnel horizontal de 90 et un angle directionnel horizontal de
, et étant entraînés par la même unité d'entraînement.
Dans ces figures, les aires représentées par les lignes achurées indiquent que les pavillons en accord avec la présente invention possèdent un niveau de sortie de pression sonore supérieur à celui des pavillons conventionnels. On a clairement compris au vu des figures 16 et 17 que les pavillons en accord avec la présente invention ont des performances nettement meilleures dans une gamme de fréquence s'étendant de 500 Hz à 2 KHz que les pavillons conventionnels. Ceci indique que les pavillons en accord avec la présente invention possèdent des résistances de propagation élevées dans ces gammes de fréquences, qui est approchée par la structure des parois latérales verticales suivant la forme définie par une combinaison de termes constants et exponentiels et par une structure de la forme des bords de lèvre avec un front équiphase pour le flux
sonore émis.
Comme on l'a vu sur les comparaisons des caractéristiques de contr8le de l'angle directionnel et des caractéristiques de fréquences décrites plus haut, on peut reconnaître que les pavillons ayant une structure en accord avec la présente invention sont plus fidéles que les pavillons conventionnels. Une telle fidélité est due au fait que les pavillons en accord avec la présente invention peuvent être réalisés avec précision et que les parois
latérales et les lèvres du pavillon peuvent être formées.
L'invention a été décrite en détail en faisant particulièrement référence à certains modes de réalisation
- 23 -
préférés de l'invention mais on comprend aisément que des modifications et des variations peuvent être effectuées sans pour autant sortir de l'esprit et du champ de la
présente invention.
- 24.-
Claims (17)
- REVENDICATIONSn E V E N D I C A T I 0 N S 1. Pavillon de haut-parleur comprenant une première paire de parois latérales opposées et une secondepaire de parois latérales opposées, substantiellement -perpendiculaires à la première paire de parois latérales opposées, caractérisé en ce que la première paire de parois latérales opposées (1, 2) possède une première section et une seconde section entre les première et seconde extrémités, ladite seconde section étant- connectée à ladite première section, dans lequel ladite première extrémité de ladite première paire de parois latérales opposées (1, 2) est couplée à une unité d'entraînement, ladite seconde extrémité de ladite première paire de parois latérales opposées définissant une lèvre (4) dudit pavillon et dans lequel ladite première paire de parois latérales opposées (1, 2) possède, dans un plan comprenant l'axe central (X) dudit pavillon et qui est perpendiculaire auxdites parois latérales de ladite première paire, une forme définie par l'équation suivante: cx y = a + b. eC dans laquelle a, b et c sont des constantes et possèdent des valeurs différentes dans lesdites première et seconde sections.
- 2. Pavillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que les constantes de l'équation définissant la forme de la première paire de parois latérales opposées (1, 2) sont déterminées par les paramètres suivant: 1I/= 0,87r, 0,90{ 2/ { = 0,90, A 0,95
- 3/ (= 1,17, 1,21,D/L = 0,56/0,62, suivant lesquels W, t< 1 3' D et L sont pris dans le même plan, V étant l'angle directionnel désiré, 1 étant un angle compris entre. l'axe central (x)- 25 -dudit pavillon et une ligne tangente à l'une desdites parois latérales opposées (1, 2; 5, 6) dans ladite première section au niveau de ladite première extrémité, (> 0Cl) étant un angle compris entre l'axe central (X) dudit pavillon et une ligne croisant un point de la liaison entre lesdites première et seconde sections desdites parois latérales opposées (1, 2; 5, 6) et une intersection de l'axe central (X) de ce pavillon avec une ligne tangente à l'une des parois latérales opposées dans ladite première section au niveau de ladite première extrémité, C< 3 étant un angle entre l'axe central (X) de ce pavillon et une ligne croisant ladite intersection et un point d'extrémité de ladite seconde section au niveau de la seconde extrémité, D étant la longueur de ladite première section le long de l'axe central (X) dudit pavillon, et L étant la longueur le long de l'axe central (X) dudit pavillon entrelesdites première et seconde extrémités.3. Pavillon selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un coefficient différentiel de ladite équation pour ladite première section est égal à celui pour ladite seconde section au niveau de la liaison entre lesditespremière et seconde sections.
- 4. Pavillon selon la revendication 3, caractérisé en ce que la forme de ladite lèvre (4) dudit pavillon est en conformité avec un front équiphase d'un flux sonore sepropageant à l'intérieur dudit pavillon.
- 5. Pavillon selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une section transversale située entre ladite unité d'entraînement et une fente (7) dudit pavillon lorsque l'unité d'entraînement possède une gorge (3) d'un diamètre supérieur à celui de la largeur dela fente.
- 6. Pavillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) possède la même forme que ladite première paire de- 26 -parois latérales opposées (1, 2).
- 7. Pavillon de haut-parleur comprenant une première paire de parois latérales opposées (1, 2) et une seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) substantiellement perpendiculaire à la première paire de parois latérales opposées, caractérisé en ce que ladite première paire de parois latérales opposées possède une première et une seconde section comprise entre les première et seconde extrémités, ladite seconde section étant connectée à ladite première section, et dans laquelle ladite première extrémité de ladite première paire de parois latérales opposées (1, 2) est couplée à une unité d'entraînement et ladite seconde extrémité de ladite première paire de parois latérales opposées définissant une lèvre (4) de ce pavillon, et dans lequel ladite première paire de parois latérales opposées est, dans un plan comprenant l'axe central (X) dudit pavillon et qui est perpendiculaire à ladite première de parois latérales opposées, linéaire dans ladite première section et arquédans ladite seconde seconde section.
- 8. Pavillon selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première paire de parois latérales opposées (1, 2) possède une forme déterminée par les paramètres suivants: CX 1/(= 0,90,j0,95 C 2/ q/ =.1,21 "J 1,28D/L = 0,52,. 0,57,dans ces paramètres,(1, Cl2' D et L sont pris dans le même plan eta< est l'angle directionnel désiré, t 1 étant un angle entre l'axe central (X) dudit pavillon et une ligne s'étendant sur l'une des parois latérales opposées de ladite première section, 'I 2 étant un angle entre l'axe central (X) de ce pavillon et une ligne croisant un point d'extrémité desdites parois latérales dans une seconde section à une seconde extrémité et une intersection de l'axe central (X) de ce pavillon et une 264657l- 27 -ligne s'étendant sur l'une des parois latérales opposées dans ladite première section, D étant la longueur de ladite première section le long de l'axe central (X) de ce pavillon, et L étant la longueur le long de l'axe central (X) dudit pavillon entre lesdites première et seconde' extrémités.
- 9. Pavillon selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes s'étendant sur lesdites parois latérales de ladite première section sont tangentes aux parois latérales (1, 2; 5, 6) dans ladite seconde section, au niveau de la limite desdites première et seconde sections.
- 10. Pavillon selon la revendication 9, caractérisé en ce que la forme de ladite lèvre (4) dudit pavillon est en conformité avec un front équiphase d'unflux sonore se propageant à l'intérieur dudit pavillon.
- 11. Pavillon selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une section transversale située entre ladite unité d'entraînement et une fente (7) dudit pavillon lorsque l'unité d'entraînement possède un diamètre de gorge (3) supérieur à la largeur deladite fente (7) dudit pavillon.
- 12. Pavillon selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) possède la même forme que ladite premièrepaire de parois latérales opposées (1, 2).
- 13. Pavillon de haut-parleur comprenant une première paire de parois latérales opposées (1, 2) et une seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) substantiellement perpendiculaire à la première paire de parois latérales opposées, caractérisé en ce que ladite première paire de parois latérales opposées (1, 2) possède une première section et une seconde section connectée à ladite première section entre les première et seconde extrémités, dans lequel ladite seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) possède une troisième section et- 28 -une quatrième section connectée à ladite troisième section entre les troisième et quatrième extrémités, lesdites première et troisième extrémités étant couplées à une unité d'entraînement et lesdites secondes et quatrième extrémités formant une lèvre (4) de ce pavillon, dans lequel ladite première paire de parois latérales opposées (1, 2) possède, dans un premier plan comprenant l'axe central (X) dudit pavillon et qui est perpendiculaire auxdites parois latérales de ladite première paire, une forme définie parl'équation suivante: -cx y = a + b.e dans laquelle a, b et c sont des constantes et possèdent des valeurs différentes dans lesdites première et seconde sections et dans ce pavillon, ladite seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) est, dans un second plan comprenant l'axe central (X) dudit pavillon et qui est perpendiculaire auxdites parois latérales de ladite seconde paire, linéaire suivant lesdites troisième section et enarc suivant ladite quatrième section.
- 14. Pavillon selon la revendication 13, caractérisé en ce que les constantes dans l'équation définissant la forme de ladite première paire de parois latérales opposées (1, 2) sont déterminées à l'aide des paramètres suivants: CX1/ C(H = 0,87 ov 0,90 C>2/ O>H = 0,90,j0,95 CK3/ OH = 1,17 Nv1,21D1/L1 = 0,56 IV 0,62,suivant lesquelsH,,'1 '% 3' D1 et L1 sont pris suivant ledit premier plan, C<H étant l'angle directionnel souhaité,C<1 étant l'angle entre l'axe central (X) de ce pavillon et une ligne tangente à l'une desdites parois latérales opposées dans ladite première section au niveau de ladite première extrémité, 042 ( > é1)tant un angle compris entre l'axe central o2646578- 29 -dudit pavillon et une ligne croisant un point d'extrémité de la liaison desdites première et seconde section et une intersection de l'axe central dudit pavillon et une ligne tangente à l'une desdites parois latérales opposées (1, 2) dans une première section et au niveau d'une seconde extrémité, U<3 étant un angle compris entre l'axe central dudit pavillon et une ligne croisant ladite intersection et un point d'extrémité de ladite seconde section au niveau de ladite seconde extrémité, D1 étant la longueur de ladite première section le long de l'axe central dudit pavillon et L1 étant la longueur le long de l'axe central dudit pavillon entre lesdites première et seconde extrémité, dans ce pavillon la forme de ladite seconde paire de parois latérales opposées (5, 6) étant déterminée par les paramètres suivants: C<4/.V = 0, 90 v 0, 95 C-c"5 /OV = 1,21 e, 28 D2/L2 = 0,52 o 0,57, dans ces paramètres, C(V, 4' C5' D2 et L 2 sont pris le long d'un second plan, ( V étant l'angle directionnel souhaité, CX4 étant l'angle entre l'axe central (X) dudit pavillon et une ligne s'étendant sur l'une desdites parois latérales opposées dans ladite troisième section, C 5 étant un angle entre l'axe central dudit pavillon et une ligne croisant un point d'extrémité de ladite paroi latérale dans la troisième section au niveau de ladite troisième extrémité et une intersection de l'axe central dudit pavillon, et la ligne s'étendant sur l'une des parois latérales opposées suivant laditetroisième section, D2 étant la longueur de ladite troisième-section le long de l'axe central'dudit pavillon, et L2 étant la longueur le long de l'axe central dudit pavillonentre lesdites troisième et quatrième extrémités.
- 15. Pavillon selon la revendication 14, caractérisé en ce que dans le premier plan, un coefficient différentiel de ladite première équation pour ladite -30 - première section est égal à celui de ladite seconde section au niveau de la liaison desdites première et seconde sections, et dans lequel suivant le second plan, les lignes s'étendant sur lesdites parois latérales dans lesdites troisième sections sont tangentes aux parois latérales dans ladite quatrième section au niveau de la liaison destroisième et quatrième section.
- 16. Pavillon selon la revendication 15, caractérisé en ce que la forme desdites lèvres (4) du pavillon sont en conformité avec une ligne équiphase d'unflux sonore se propageant à l'intérieur dudit pavillon.
- 17. Pavillon selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une section transversale située entre ladite unité d'entraînement et une fente (7) dudit pavillon alors que l'unité d'entraînement possède une gorge (3) de diamètre supérieurà la largeur de ladite fente (7) dudit pavillon.
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