FR2663181A1 - Method of sound reproduction and enclosure for the purpose of implementing it for the purpose of covering a large passband and of having a low rate of distortion - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à un procéde de reproduction de sons et à l'enceinte en vue de sa mise en oeuvre notamment en vue de couvrir une large bande passante et d'avoir un faible taux de distorsion. The invention relates to a method of reproducing sounds and to the enclosure with a view to its implementation in particular with a view to covering a large bandwidth and having a low rate of distortion.
Pour reproduire avec une grande fidélité l'ensemble des fréquences audibles dont on admet communement que le spectre en fréquence est compris entre vingt et vingt mille hertz, il faut qu'une enceinte acoustique puisse transmettre une energie acoustique aussi constante que possible pour une puissance électrique donnée et ceci quelle que soit la fréquence du signal électrique qui doit être transformé en ondes sonores. To reproduce with great fidelity all of the audible frequencies which it is commonly accepted that the frequency spectrum is between twenty and twenty thousand hertz, an acoustic enclosure must be able to transmit an acoustic energy as constant as possible for an electrical power. given regardless of the frequency of the electrical signal to be transformed into sound waves.
Pour reproduire un son, on utilise généralement au moins un haut parleur. To reproduce a sound, we generally use at least one speaker.
Ce haut parleur comprend principalement une membrane actionnée par un moteur formé d'un aimant et d'une bobine. This loudspeaker mainly comprises a membrane actuated by a motor formed by a magnet and a coil.
Les constructeurs ont depuis longtemps équipé ces hauts parleurs d'un boîtier arrière pour eviter que l'onde arriere ne vienne neutraliser l'onde avant. Manufacturers have long equipped these speakers with a rear housing to prevent the rear wave from neutralizing the front wave.
Sont ainsi nees les enceintes, initialement, à un seul haut parleur. Thus were born the speakers, initially, with a single speaker.
Malheureusement, s'il protégeait le haut parleur, ce boîtier constituait par ailleurs un résonateur perturbant la reproduction du son sous certaines fréquences. Unfortunately, if it protected the speaker, this box also constituted a resonator disturbing the reproduction of sound at certain frequencies.
Pour eviter ces inconvénients, ont tout d'abord été réalisés des dispositifs de grandes dimensions par exemple à pavillon exponentiel. To avoid these drawbacks, large devices were first made, for example with an exponential horn.
Ceux-ci par leur taille ne convenaient toutefois pas à un usage domestique et provoquaient des distorsions importantes. These by their size, however, were not suitable for domestic use and caused significant distortions.
Est également connue une enceinte (CARLISLE et PIERSON US-A-1.837.755) comprenant un boîtier qui, sur sa face avant, présente un haut parleur et qui intérieurement abrite au moins une cloison délimitant chacune dans le boîtier deux cavités communiquant entre elles par un orifice dans lequel est prévu un élément acoustiquement résistif, appele frein d'event. An enclosure is also known (CARLISLE and PIERSON US-A-1,837,755) comprising a housing which, on its front face, has a loudspeaker and which internally houses at least one partition each delimiting in the housing two cavities communicating with each other by an orifice in which an acoustically resistive element is provided, called an event brake.
Eventuellement, un autre orifice est également prévu dans la face arrière du boîtier et de même manière reçoit un frein d'évent. Optionally, another orifice is also provided in the rear face of the housing and in the same way receives a vent brake.
Si cette configuration comportant plusieurs cavités résonnantes a amélioré les résultats, elle n'en demeurait pas oins insuffisante. If this configuration comprising several resonant cavities improved the results, it was not less than this.
Sont alors apparues des enceintes connues sous les appellations bass-réflex, closes, à résonateur ou à charge symétrique. Then appeared enclosures known as bass reflex, closed, resonator or symmetrically charged.
L'enceinte bass-reflex comprenait un boîtier abritant une seule cavité mais dont la a face avant, outre un haut parleur, était pourvue d'un évent. The bass-reflex enclosure included a housing housing a single cavity but whose front face, in addition to a speaker, was provided with a vent.
Ce système est trés répandu en raison de sa simplicité. I1 donne un assez bon rendement mais il reste d'une assez grande taille avec un son de caisse caracteristique, une forte déformation de membrane en raison d'une élongation et d'un debattement important d'où une altération des sons et une forte distorsion de phase. This system is very widespread because of its simplicity. I1 gives a fairly good performance but it remains of a fairly large size with a characteristic body sound, a strong deformation of the membrane due to an elongation and a large clearance where an alteration of the sounds and a strong distortion phase.
L'enceinte close est semblable à la bass-réflex mais sans évent et surtout avec une plus petite taille. The closed enclosure is similar to the bass reflex but without vent and especially with a smaller size.
Ce systeme est de rendement particulièrement faible en raison de son fort coefficient d'amortissement. This system has a particularly low yield because of its high damping coefficient.
L'enceinte à resonateur ressemble à l'enceinte close mais comporte un boîtier qui, à l'exemple de l'enceinte CARLISLE et
PIERSON, abrite une cloison délimitant deux cavités et pourvue d'un évent (FR-A-2.291.675). The resonator enclosure resembles the closed enclosure but has a housing which, like the CARLISLE enclosure and
PIERSON, shelters a partition delimiting two cavities and provided with a vent (FR-A-2.291.675).
Son avantage est d'éliminer la frequence propre de l'enceinte par accord de la cavite annexe sur cette même fréquence. Its advantage is to eliminate the natural frequency of the enclosure by agreement of the annex cavity on this same frequency.
Ce reglage garantit une grande neutralité du timbre sonore. This adjustment guarantees great neutrality of the timbre.
Le boîtier de l'enceinte à charge symétrique (FR-A-1.587.761) présente également deux cavités séparées par une cloison mais le haut parleur est monté sur la cloison et la face avant ne presente qu'un évent. The enclosure of the symmetrically charged enclosure (FR-A-1,587,761) also has two cavities separated by a partition but the loudspeaker is mounted on the partition and the front face presents only one vent.
Baptisées A.S.W (acoustic super woofer) elles obtinrent un sucrés retentissant car elles étaient un des rares systèmes capable de reproduire les trés basses frequences avec une faible distorsion. Called A.S.W (acoustic super woofer) they obtained a resounding sweetness because they were one of the rare systems capable of reproducing very low frequencies with low distortion.
Ces solutions n'ont malheureusement pas permis d'obtenir un resultat satisfaisant sur toute la gamme de fréquence citée plus haut d'où la recherche de solution avec des enceintes à deux hauts parleurs adaptes pour des gammes de fréquences différentes et, de ce fait, permettant à la fois d'elargir la bande passante et de réduire la distorsion de phase. Unfortunately, these solutions have not made it possible to obtain a satisfactory result over the entire frequency range mentioned above, hence the search for a solution with speakers with two suitable loudspeakers for different frequency ranges and, therefore, allowing both to broaden the bandwidth and to reduce phase distortion.
Est connue (US-A-2.688.373) OLSON, une enceinte qui comprend un boitier à deux cavités séparées par une cloison et qui comporte, d'une part, sur sa face avant, un premier haut parleur dit frontal rayonnant vers l'extérieur de l'enveloppe et, d'autre part, sur sa cloison, un second haut parleur dit interne rayonnant dans la chambre commune aux deux hauts parleurs, chaque haut parleur recevant, par des liaisons électriques à une même source, un même signal. Is known (US-A-2,688,373) OLSON, an enclosure which comprises a box with two cavities separated by a partition and which comprises, on the one hand, on its front face, a first so-called front speaker radiating towards the outside the envelope and, on the other hand, on its partition, a second so-called internal speaker radiating in the room common to the two speakers, each speaker receiving, by electrical connections to the same source, the same signal.
Classiquement, ces hauts parleurs sont adaptés, l'un et notamment le haut parleur interne pour les fréquences graves c'est à dire les fréquences comprises entre vingt hertz et environ deux cents hertz, et l'autre et notamment le haut parleur externe pour les fréquences plus élevées, en faisant en sorte que, pour les fréquences moyennes, ces deux hauts parleurs réalisent un compromis acceptable. Conventionally, these speakers are suitable, one and in particular the internal speaker for the low frequencies, that is to say the frequencies between twenty hertz and about two hundred hertz, and the other and in particular the external speaker for the higher frequencies, ensuring that, for medium frequencies, these two speakers achieve an acceptable compromise.
Lorsqu'ainsi plusieurs hauts parleurs sont reliés à une même source électrique, il est habituel que le signal électrique transite par un filtre sélectif qui, suivant la fréquence du signal, aiguille le signal vers l'un et/ou l'autre des hauts parleurs sans en modifier la phase ou avec un léger déphasage constant pour tenir compte de la distance entre les hauts parleurs. When thus several speakers are connected to the same electrical source, it is usual for the electrical signal to pass through a selective filter which, depending on the frequency of the signal, routes the signal to one and / or the other of the speakers without changing the phase or with a slight constant phase shift to take into account the distance between the speakers.
Si la restitution sonore des moyennes et hautes fréquences est relativement facile à obtenir, il n'en est pas de même pour les fréquences graves. If the sound reproduction of medium and high frequencies is relatively easy to obtain, it is not the same for the low frequencies.
Cela tient au fait que, selon que le signal à reproduire appartient aux basses fréquences ou aux autres frequences, un haut parleur travaille selon deux modes de fonctionnement distincts. This is due to the fact that, depending on whether the signal to be reproduced belongs to low frequencies or to other frequencies, a loudspeaker works according to two distinct operating modes.
Lorsque le signal à transmettre est de moyenne ou haute fréquence, un haut parleur fonctionne en vitesse acoustique c'est à dire que la membrane du haut parleur doit se déplacer rapidement mais avec un mouvement de faible amplitude. When the signal to be transmitted is of medium or high frequency, a loudspeaker operates at acoustic speed, that is to say that the diaphragm of the loudspeaker must move quickly but with a movement of small amplitude.
De ce fait, le volume d'air deplacé par la membrane est faible et celui-ci n'influe pas sur le rendement du haut parleur. Therefore, the volume of air displaced by the membrane is low and this does not affect the performance of the speaker.
Si le signal à transmettre est de basse fréquence, un haut parleur fonctionne en pression acoustique c'est à dire que la membrane se déplace beaucoup plus lentement que dans les moyennes ou hautes fréquences mais avec une amplitude de mouvement beaucoup plus importante. If the signal to be transmitted is of low frequency, a loudspeaker operates under acoustic pressure, that is to say that the membrane moves much more slowly than in the medium or high frequencies but with a much greater range of motion.
La membrane agit alors comme un piston et déplace de ce fait un volume d'air important qui joue un rôle non négligeable dans l'atténuation du rendement du haut parleur. The membrane then acts like a piston and thereby displaces a large volume of air which plays a non-negligible role in the attenuation of the efficiency of the loudspeaker.
La fréquence à laquelle se produit cette atténuation est inversement proportionnelle à la surface de rayonnement de la membrane. The frequency at which this attenuation occurs is inversely proportional to the radiation surface of the membrane.
Par ailleurs, le couplage de cette masse d'air avec la membrane n'est jamais idéal et provoque un déphasage. Furthermore, the coupling of this air mass with the membrane is never ideal and causes a phase shift.
Entre ces deux plages de frequence determinant des modes de fonctionnement différents, le haut parleur présente evidemment une plage intermédiaire dite de couplage. Between these two frequency ranges determining different operating modes, the loudspeaker obviously has an intermediate so-called coupling range.
Dans ces structures à deux cavités et deux hauts parleurs de l'enceinte precitée, certains constructeurs ont recherché une solution technique simple à mettre en oeuvre et qui permet de simplifier les problèmes d'accord des éléments. In these structures with two cavities and two loudspeakers of the aforementioned enclosure, certain manufacturers have sought a technical solution which is simple to implement and which makes it possible to simplify the problems of tuning of the elements.
Dans ce but, certains ont tente (FR-A-2.304.237) de disposer la cloison de manière à ce que les cavités soient sensiblement égales en volume et, en plus du haut parleur interne, ont place sur la cloison interne un évent faisant communiquer entre elles les deux cavités. For this purpose, some have attempted (FR-A-2.304.237) to arrange the partition so that the cavities are substantially equal in volume and, in addition to the internal speaker, place a vent on the internal partition making communicate between them the two cavities.
Eventuellement, en façade, en parallèle avec le haut parleur frontal, certains ont même placé un second évent pour faire communiquer la cavité correspondante avec l'extérieur. Optionally, on the front, in parallel with the front speaker, some have even placed a second vent to communicate the corresponding cavity with the outside.
Est également connue (FR-A-2.405.608) une enceinte à deux cavités dont les hauts parleurs externe et interne sont disposés et alimentés de manière non seulement à être en phase acoustique mais aussi à ce que le haut parleur interne recoive une puissance supérieure à celle reçue par le haut parleur externe. Is also known (FR-A-2.405.608) a two-cavity enclosure whose external and internal speakers are arranged and supplied so as not only to be in acoustic phase but also so that the internal speaker receives a higher power to that received by the external speaker.
Est de même connue (FR-A-2.338.616) une enceinte comprenant au moins un émetteur de son, lui-même constitué d'au moins deux hauts parleurs co-axiaux, montés en travers d'un même conduit, tournés dans le même sens ou en sens inverse, mais alimentés pour être toujours en phase acoustique. Likewise is known (FR-A-2,338,616) an enclosure comprising at least one sound transmitter, itself made up of at least two co-axial loudspeakers, mounted across the same conduit, turned in the same direction or in opposite direction, but supplied to be always in acoustic phase.
On connaît encore (FR-A-2.361.032) une enceinte à deux cavités et deux hauts parleurs, l'un étant disposé en façade en parallèle avec un event, muni d'un tube de longueur et de section ajustables, tous deux rayonnant directement vers l'extérieur, le second haut parleur étant disposé sur une cloison intérieure divisant le boitier de l'enceinte en deux cavités distinctes et rayonnant vers la cavité ou est situe le premier haut parleur. There is also known (FR-A-2,361,032) an enclosure with two cavities and two loudspeakers, one being arranged on the front in parallel with a vent, provided with a tube of adjustable length and section, both radiating directly outwards, the second loudspeaker being arranged on an internal partition dividing the enclosure of the enclosure into two distinct cavities and radiating towards the cavity where the first loudspeaker is located.
On connaît enfin (FR-A-2.468.271) une enceinte pourvue de hauts parleurs sur les faces avant, arrière et inférieure et dont l'un d'entre eux, à l'aide d'un contacteur-inverseur contrôle par l'utilisateur et en fonction du timbre recherché par celui-ci et de l'acoustique de la pièce, peut être relié pour fonctionner soit en phase acoustique, soit en opposition de phase acoustique avec au moins l'un des autres hauts parleurs. Finally, there is known (FR-A-2,468,271) an enclosure provided with loudspeakers on the front, rear and lower faces and one of which, using a reversing contactor controlled by the user and depending on the timbre sought by it and the acoustics of the room, can be connected to operate either in acoustic phase, or in acoustic phase opposition with at least one of the other speakers.
Aucune de ces réalisations connues n'a donne entière satisfaction, ces enceintes autorisant des phénomènes d'interférence induisant des distorsions. None of these known embodiments has given complete satisfaction, these speakers allowing interference phenomena inducing distortions.
Par ailleurs, comme indiqué plus haut, les caractéristiques techniques des hauts parleurs sont généralement différentes, par exemple, l'un étant adapté pour les basses fréquences, l'autre pour les fréquences plus élevees ; or, de ce fait, l'inertie acoustique de chacun d'eux, laquelle dépend de la masse acoustique de l'équipage mobile des hauts parleurs utilises, est généralement différente et cela entraîne également des perturbations de phase. Furthermore, as indicated above, the technical characteristics of the speakers are generally different, for example, one being suitable for low frequencies, the other for higher frequencies; however, because of this, the acoustic inertia of each of them, which depends on the acoustic mass of the mobile assembly of the loudspeakers used, is generally different and this also causes phase disturbances.
Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un procédé de reproduction de son dans une enceinte acoustique du type précité dont le comportement sur une large bande de fréquences est amélioré et qui permet de restituer un signal électrique avec une distorsion au plus négligeable. One of the results which the invention aims to obtain is a method of reproducing sound in an acoustic enclosure of the aforementioned type, the behavior of which over a wide frequency band is improved and which makes it possible to restore an electrical signal with distortion at most negligible.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité notamment caracterise en ce que, autour de la fréquence d'atténuation naturelle du haut parleur externe dans les basses fréquences, dite frequence de couplage, on provoque automatiquement un déphasage acoustique par lequel on fait fonctionner les hauts parleurs externe et interne
- en opposition de phase acoustique dans les frequences basses ce qui double sensiblement la pression de l'enceinte et,
- en phase acoustique dans les fréquences plus élevees ce qui double sensiblement la vitesse acoustique des hauts parleurs.To this end, the subject of the invention is a method of the aforementioned type, in particular characterized in that, around the natural attenuation frequency of the external loudspeaker in low frequencies, called the coupling frequency, an acoustic phase shift is automatically caused by which we operate the external and internal speakers
- in acoustic phase opposition at low frequencies which substantially doubles the pressure of the enclosure and,
- in the acoustic phase at higher frequencies, which significantly doubles the acoustic speed of the loudspeakers.
Elle a également pour objet l'enceinte en vue de la mise en oeuvre de ce procédé. It also relates to the enclosure for the implementation of this process.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement
- figure 1 : une enceinte acoustique,
- figure 2 : une variante de realisation,
- figures 3, 4 : un détail de réalisation,
- figure 5 : une autre variante de realisation de l'invention,
- figure 6 : réponse individuelle en fréquence des hauts parleurs d'une enceinte acoustique.The invention will be better understood with the aid of the description below given by way of nonlimiting example with regard to the attached drawing which schematically represents
- Figure 1: an acoustic enclosure,
- Figure 2: an alternative embodiment,
- Figures 3, 4: an embodiment detail,
- Figure 5: another alternative embodiment of the invention,
- Figure 6: individual frequency response of the loudspeakers of an acoustic enclosure.
En se reportant au dessin, on voit que l'enceinte 1 comprend un boitier 2 qui, sur sa face avant 3, présente au moins un haut parleur 4 et qui abrite au moins une cloison 5 délimitant deux cavités 6, 7. Referring to the drawing, it can be seen that the enclosure 1 comprises a box 2 which, on its front face 3, has at least one loudspeaker 4 and which houses at least one partition 5 delimiting two cavities 6, 7.
La face avant 3 qui porte le haut parleur 4 dit externe ou avant est en outre pourvue d'un évent 8 débouchant dans une cavité commune ou cavite avant 6. The front face 3 which carries the so-called external or front loudspeaker 4 is furthermore provided with a vent 8 opening into a common cavity or front cavity 6.
Sur la cloison 5 separant les deux cavités, au moins un second haut parleur 9 est monté. On the partition 5 separating the two cavities, at least one second speaker 9 is mounted.
Chacun de ces hauts parleurs externe 4 et interne 9 peut en fait évidemment être constitué d'un ou plusieurs hauts parleurs associés. Each of these external 4 and internal 9 speakers can in fact obviously consist of one or more associated speakers.
Le premier haut parleur 4 dit externe rayonne vers l'extérieur de l'enveloppe tandis que le second haut parleur dit interne rayonne dans la cavité 6 commune aux deux hauts parleurs et dite cavité avant, chaque haut parleur 4, 9 recevant ses signaux électriques E1, E2 par des liaisons 10, 11 à une source 12. The first speaker 4 says external radiates towards the outside of the envelope while the second speaker says internal radiates in the cavity 6 common to the two speakers and said front cavity, each speaker 4, 9 receiving its electrical signals E1 , E2 by links 10, 11 to a source 12.
Classiquement, ces hauts parleurs 4, 9 sont adaptes pour des gammes de fréquences différentes réparties de part et d'autre d'une fréquence intermédiaire qui, par exemple, est la fréquence de couplage naturelle vers les plus basses fréquences d'un des hauts parleurs. Conventionally, these speakers 4, 9 are suitable for ranges of different frequencies distributed on either side of an intermediate frequency which, for example, is the frequency of natural coupling to the lowest frequencies of one of the speakers .
Par exemple, l'un et notamment le second haut parleur 9 dit interne est adapté pour les fréquences les plus basses c'est à dire, par exemple, les fréquences comprises entre vingt et deux cents hertz environ et l'autre, notamment le premier haut parleur 4 dit externe, pour les frequences plus élevées. For example, one and in particular the second so-called internal speaker 9 is suitable for the lowest frequencies, that is to say, for example, the frequencies between approximately twenty and two hundred hertz and the other, in particular the first speaker 4 says external, for higher frequencies.
Selon que le signal qu'ils produisent appartient aux basses fréquences ou aux fréquences plus élevées, ces hauts parleurs 4, 9 travaillent classiquement en vitesse acoustique ou en pression acoustique et entre ces deux plages de fréquence déterminant des modes de fonctionnement differents, le haut parleur presente évidemment une plage de raccordement intermediaire dite de couplage. Depending on whether the signal they produce belongs to low frequencies or higher frequencies, these loudspeakers 4, 9 conventionally work in acoustic speed or in acoustic pressure and between these two frequency ranges determining different operating modes, the loudspeaker obviously has an intermediate connection range called coupling.
Cette enceinte est encore pourvue de moyens 13, par lesquels l'un des hauts parleurs fonctionne soit en phase acoustique, soit en opposition de phase acoustique avec l'autre haut parleur. This enclosure is also provided with means 13, by which one of the loudspeakers operates either in acoustic phase, or in acoustic phase opposition with the other loudspeaker.
Chaque haut parleur 4, 9 est constitué par une membrane 14 portée par une structure 15, communément appelée saladier, et qui se déplace sous l'action d'un moteur 16 ou électro-aimant logé dans une culasse 17 elle-même fixée à l'arrière de la structure 15, laquelle structure presente des découpes 18 par lesquelles le rayonnement provenant de la face arrière de la membrane 14 s'échappe. Each loudspeaker 4, 9 is constituted by a membrane 14 carried by a structure 15, commonly called a salad bowl, and which moves under the action of a motor 16 or electromagnet housed in a cylinder head 17 itself fixed to the 'rear of the structure 15, which structure has cutouts 18 by which the radiation from the rear face of the membrane 14 escapes.
De préférence, les hauts parleurs externe 4 et interne 9 ont des caractêristiques techniques différentes, par exemple, l'un étant destiné à restituer plus particulièrement les moyennes et hautes fréquences c'est à dire les fréquences au moins supérieures à deux cents hertz et l'autre plus particulierement les basses fréquences c'est à dire inférieures à deux cents hertz. Preferably, the external 4 and internal 9 speakers have different technical characteristics, for example, one being intended to reproduce more particularly the medium and high frequencies, that is to say the frequencies at least greater than two hundred hertz and l 'other more particularly the low frequencies ie less than two hundred hertz.
Les caractéristiques techniques des deux hauts parleurs 4, 9 étant différentes, la masse acoustique de la membrane et de l'aimant de chaque haut parleur est généralement différente et avec elle l'inertie acoustique équivalente de chacun des hauts parleurs 4, 9. The technical characteristics of the two loudspeakers 4, 9 being different, the acoustic mass of the membrane and of the magnet of each loudspeaker is generally different and with it the equivalent acoustic inertia of each of the loudspeakers 4, 9.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, autour de la fréquence d'attenuation naturelle du haut parleur externe dans les basses fréquences, dite fréquence de couplage Fc, on os provoque automatiquement un dephasage acoustique par lequel on fait fonctionner les hauts parleurs externe 4 et interne 9
- en opposition de phase acoustique (flèches en traits continus) dans les fréquences basses F b ce qui double sensiblement la pression dans l'enceinte et,
- en phase acoustique (flèches en traits discontinus) dans les fréquences plus élevées Fe ce qui double sensiblement la vitesse acoustique des hauts parleurs.According to an essential characteristic of the invention, around the natural attenuation frequency of the external speaker in low frequencies, called the coupling frequency Fc, we automatically cause an acoustic phase shift by which we operate the external speakers 4 and internal 9
- in acoustic phase opposition (arrows in solid lines) in the low frequencies F b which substantially doubles the pressure in the enclosure and,
- in the acoustic phase (arrows in broken lines) in the higher frequencies Fe, which significantly doubles the acoustic speed of the loudspeakers.
Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, on accorde les deux hauts parleurs 4, 9 par contrôle de leur masse acoustique équivalente, celle-ci étant vue de la cavite commune et définie pour chaque haut parleur comme le rapport entre le poids de la membrane divisée par la surface de rayonnement de la dite membrane élevée au carré. According to another characteristic of the method of the invention, the two loudspeakers 4, 9 are tuned by controlling their equivalent acoustic mass, the latter being seen from the common cavity and defined for each loudspeaker as the ratio between the weight of the membrane divided by the radiation area of said membrane squared.
A cet effet, on détermine les differences de masse acoustique equivalente entre les hauts parleurs choisis et on ajoute à l'équipage mobile de l'un d'entre eux une petite masse additionnelle rééquilibrant les dites masses. For this purpose, the differences in equivalent acoustic mass between the chosen loudspeakers are determined and a small additional mass is added to the mobile assembly of one of them, rebalancing said masses.
Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, en combinaison avec le contrôle de masse, on réexpanse le rayonnement arriere du haut parleur externe jusqu'à ce que, malgré l'ocultation partielle de la face arrière de ce haut parleur par la structure 15 et l'aimant, ce rayonnement arrière soit équivalent à son rayonnement avant. According to another characteristic of the method of the invention, in combination with mass control, the rear radiation of the external speaker is re-expanded until, despite the partial occlusion of the rear face of this speaker by the structure 15 and the magnet, this rear radiation is equivalent to its front radiation.
En vue de la mise en oeuvre de ce procédé, l'enceinte est quant à elle caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens 13 qui provoquent autour de la fréquence d'atténuation naturelle du haut parleur externe dans les basses fréquences, dite fréquence de couplage, un déphasage acoustique automatique d'ampleur déterminée pour faire fonctionner les hauts parleurs externe 4 et interne 9
- en opposition de phase acoustique (flèches en traits continus) dans les fréquences basses F b ce qui double sensiblement la pression dans l'enceinte et,
- en phase acoustique (flèches en traits discontinus) dans les frequences plus élevées Fe ce qui double sensiblement la vitesse acoustique des hauts parleurs.With a view to implementing this method, the enclosure is characterized in that it comprises means 13 which cause around the natural attenuation frequency of the external loudspeaker in low frequencies, called the frequency of coupling, an automatic acoustic phase shift of determined magnitude to operate the external 4 and internal 9 speakers
- in acoustic phase opposition (arrows in solid lines) in the low frequencies F b which substantially doubles the pressure in the enclosure and,
- in the acoustic phase (arrows in broken lines) in the higher frequencies Fe, which substantially doubles the acoustic speed of the loudspeakers.
En outre, elle comprend des moyens 20 qui accordent les deux hauts parleurs par contrôle de leurs masses acoustiques equivalentes, celles-ci étant vues de la cavité commune et définies pour chaque haut parleur comme le rapport entre le poids de la membrane divisée par la surface de rayonnement de la dite membrane élevée au carré. In addition, it comprises means 20 which tune the two loudspeakers by controlling their equivalent acoustic masses, these being seen from the common cavity and defined for each loudspeaker as the ratio between the weight of the membrane divided by the surface of radiation from said membrane squared.
Ces moyens 20 consistent par exemple en au moins une petite masse additionnelle 20 ajoutée à l'équipage mobile de l'un des hauts parleurs 4, 9 pour rééquilibrer leurs masses acoustiques équivalentes respectives. These means 20 consist for example of at least one small additional mass 20 added to the mobile assembly of one of the loudspeakers 4, 9 to rebalance their respective equivalent acoustic masses.
Selon le cas, il s'agira par exemple de masse de l'ordre de cinq à trente grammes. Depending on the case, it will be for example a mass of the order of five to thirty grams.
En combinaison avec ces moyens 20 de contrôle de masse acoustique, l'enceinte comprend également un moyen 21 de réexpansion du rayonnement arrière du haut parleur externe jusqu'à ce que, malgré l'ocultation partielle de la face arrière de ce haut parleur par la structure 15 et l'aimant, ce rayonnement arrière soit équivalent à son rayonnement avant. In combination with these acoustic mass control means 20, the enclosure also comprises means 21 for re-expansion of the rear radiation of the external loudspeaker until, despite the partial occlusion of the rear face of this loudspeaker by the structure 15 and the magnet, this rear radiation is equivalent to its front radiation.
Les moyens 13 qui, autour d'une fréquence Foc, dite de couplage, provoquent un déphasage, peuvent consister en une ligne acoustique, en un circuit acoustique dephaseur constitué par une ou plusieurs cavités supplémentaires, en un circuit électrique à composants passifs, en un circuit électrique à composants actifs, mais de préférence, ils consistent en des moyens provoquant une rotation de phase progressive entre le signal électrique E1 et le signal électrique E2. The means 13 which, around a frequency Foc, called the coupling frequency, cause a phase shift, can consist of an acoustic line, an acoustic phase-shifting circuit constituted by one or more additional cavities, an electrical circuit with passive components, a electrical circuit with active components, but preferably, they consist of means causing a progressive phase rotation between the electrical signal E1 and the electrical signal E2.
Grâce à ces moyens, si la fréquence du signal délivré par la source 12 est inférieure à la fréquence de couplage Fc, les hauts parleurs sont alimentés électriquement de manière que, lorsque la membrane du haut parleur externe 4 se deplace vers l'intérieur de la cavité commune 6, celle du haut parleur interne 9 se déplace egalement vers l'intérieur de la cavité commune 6 et si la frequence du signal délivré par la source est supérieure à la fréquence de couplage précitée, lorsque la membrane du haut parleur externe 4 se déplace vers l'extérieur de la cavité commune 6, la membrane du haut parleur interne 9 se déplace vers l'intérieur de la cavité commune. Thanks to these means, if the frequency of the signal delivered by the source 12 is lower than the coupling frequency Fc, the loudspeakers are electrically supplied so that, when the membrane of the external loudspeaker 4 moves towards the inside of the common cavity 6, that of the internal speaker 9 also moves towards the interior of the common cavity 6 and if the frequency of the signal delivered by the source is greater than the above-mentioned coupling frequency, when the membrane of the external speaker 4 moves towards the outside of the common cavity 6, the membrane of the internal speaker 9 moves towards the inside of the common cavity.
Selon l'invention, les moyens 13 provoquant la rotation de phase progressive consistent en un filtre électronique centré sur la fréquence de couplage Fc
Selon l'invention, la fréquence de couplage F c est définie comme étant celle du déphasage qui correspond à un début d'attenuation dans les fréquences basses, de l'amplitude du son produit par le haut parleur destiné plus particulièrement aux fréquences plus élevées.According to the invention, the means 13 causing the progressive phase rotation consist of an electronic filter centered on the coupling frequency Fc
According to the invention, the coupling frequency F c is defined as that of the phase shift which corresponds to a start of attenuation in the low frequencies, of the amplitude of the sound produced by the loudspeaker intended more particularly for the higher frequencies.
En première approximation, cette frequence peut être définie comme le rapport 0,3 x C/4 x X x R où le paramètre C représente la célérité du son dans l'air, R le rayon du haut parleur destine à restituer les moyennes fréquences et T la constante Pi. As a first approximation, this frequency can be defined as the ratio 0.3 x C / 4 x X x R where the parameter C represents the speed of the sound in the air, R the radius of the loudspeaker intended to reproduce the medium frequencies and T the constant Pi.
Pour reexpanser le rayonnement arrière, le moyen 21 utilisé consiste en une surface de deflexion 21a qui, placée autour du saladier a un profil aérodynamique adapte pour agir comme dans un tube de venturi. To re-expand the rear radiation, the means 21 used consists of a deflection surface 21a which, placed around the bowl has an aerodynamic profile adapted to act as in a venturi tube.
Par exemple, la surface de déflexion 21a est obtenue par fraisage dans l'épaisseur de l'enveloppe sur laquelle est fixée le haut parleur externe. For example, the deflection surface 21a is obtained by milling in the thickness of the envelope on which the external speaker is fixed.
Dans un autre mode de réalisation avantageuse, la surface 21a de déflexion est réalisée par la paroi interne d'une demi-coquille qui, pourvue en son sommet d'un orifice 23, vient se centrer sur le saladier. In another advantageous embodiment, the deflection surface 21a is produced by the internal wall of a half-shell which, provided at its top with an orifice 23, comes to center on the bowl.
En combinaison avec cette surface interne de déflexion 21a, l'enceinte peut comprendre une forme arrondie 24 sur l'arrière du moteur. In combination with this internal deflection surface 21a, the enclosure can include a rounded shape 24 on the rear of the engine.
L'enceinte peut également comporter un évent 26 sur sa face arrière 25 et communiquant avec la cavité arrière 7 afin de respecter les phases acoustiques des hauts parleurs. The enclosure may also include a vent 26 on its rear face 25 and communicating with the rear cavity 7 in order to respect the acoustic phases of the loudspeakers.
La modélisation mathématique de l'enceinte conduit à constater que les évents sont en série acoustique ce qui procure à l'écoute une impression de grande aération du message sonore. The mathematical modeling of the enclosure leads to the observation that the vents are in acoustic series, which gives a listening impression of great ventilation of the sound message.
En tenant compte de ces particularités techniques et de la façon de les organiser, on obtient une enceinte qui possède un trés bon rendement et une courbe de réponse sensiblement lineaire dont le taux de distorsion est inférieure à 1 % sur toute la bande passante soit environ trois à quatre fois moins qu'une enceinte classique. By taking into account these technical particularities and the way of organizing them, we obtain a loudspeaker which has a very good performance and a substantially linear response curve whose distortion rate is less than 1% over the whole bandwidth, ie about three four times less than a conventional speaker.
Le procédé peut être appliqué aussi bien pour la réalisation des enceintes acoustiques que des hauts parleurs. The method can be applied both for the production of loudspeakers and loudspeakers.
C'est ainsi qu'ont été obtenus des resultats tout à fait satisfaisants dans l'assemblage de deux hauts parleurs communément appelés "tweeters" et couplés entre eux par des cavités accordées. Thus were obtained completely satisfactory results in the assembly of two speakers commonly called "tweeters" and coupled together by tuned cavities.
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