FR2664782A1 - Omnidirectional acoustic enclosure - Google Patents
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Abstract
Description
Enceinte acoustique omnidirectionnelle.Omnidirectional acoustic enclosure.
L'invention concerne les enceintes acoustiques omnidirectionnelles comportant un corps d'enceinte et un système électroacoustique, l'ensemble étant disposé de manière à constituer une enceinte dite de type colonne.The invention relates to omnidirectional loudspeakers comprising a loudspeaker body and an electroacoustic system, the assembly being arranged so as to constitute a so-called column type loudspeaker.
Les enceintes acoustiques sont bien connues. Elles sont destinées à communiquer à l'air ambiant, le plus convenablement possible, l'énergie mécanique d'un haut-parleur dont la membrane engendre en se déplaçant deux pressions acoustiques déphasées de 1800 de manière à exciter notre ouïe.Acoustic speakers are well known. They are intended to communicate to the ambient air, as suitably as possible, the mechanical energy of a loudspeaker whose membrane generates by moving two acoustic pressures out of phase with 1800 so as to excite our hearing.
Ces enceintes présentent toutes les mêmes inconvénients, à savoir, une mauvaise restitution des fréquences très basses ainsi que des phénomènes de résonance très désagréables.These speakers all have the same drawbacks, namely, poor reproduction of very low frequencies as well as very unpleasant resonance phenomena.
Pour répondre à ces deux inconvénients majeurs, différentes catégories d'enceintes ont été développées. C'est ainsi que l'on distingue - les enceintes dites closes dans lesquelles l'onde produite par l'une des faces du diaphragme est purement et simplement éliminée pour ne pas gêner le rayonnement de l'onde émise par l'autre face; - les enceintes à ouvertures dans lesquelles l'onde arrière est restituée totalement ou en partie.To address these two major drawbacks, different categories of speakers have been developed. This is how we distinguish - the so-called closed speakers in which the wave produced by one of the faces of the diaphragm is purely and simply eliminated so as not to interfere with the radiation of the wave emitted by the other face; - enclosures with openings in which the rear wave is restored in whole or in part.
Dans ce second type d'enceintes, on peut encore distinguer les enceintes munies d'un évent ou d'un radiateur passif permettant de réémettre une partie de cette onde, et les enceintes du type labyrinthe. Tel est le cas de la colonne acoustique décrite dans le brevet FR-A 2088078. Cette colonne comporte un labyrinthe de tubes du type 1/4 d'onde de diamètres différents qui sont emboîtés tangentiellement deux à deux et liés les uns aux autres suivant leurs génératrices de contact. Il en est de même de l'enceinte acoustique à tuyau décrite dans le brevet FR-A 2245143 dans laquelle le tuyau qui encastre le haut-parleur à l'une de ses extrémités comporte à
l'autre extrémité un évent mi-axial, mi-radial.Tel est le cas également du dispositif acoustique décrit dans le brevet FR-A 2145050, ce dispositif se caractérisant par la division de l'intérieur de la colonne acoustique en plusieurs cavités et la mise en communication desdites cavités par des tampons en caoutchouc, la dernière cavité opposée au haut-parleur se trouvant en communication avec l'air ambiant. Ces dispositifs ne permettent pas de créer une charge acoustique suffisante à l'intérieur du tube pour que le haut-parleur travaille dans des conditions normales et présentent souvent des difficultés pour une construction en série.In this second type of speakers, one can still distinguish the speakers provided with a vent or a passive radiator making it possible to re-emit part of this wave, and the speakers of the labyrinth type. This is the case of the acoustic column described in patent FR-A 2088078. This column comprises a labyrinth of tubes of the 1/4 wave type of different diameters which are tangentially nested in pairs and linked to each other according to their contact generators. The same is true of the pipe acoustic enclosure described in patent FR-A 2245143 in which the pipe which encases the loudspeaker at one of its ends comprises at
the other end a mid-axial, mid-radial vent. This is also the case of the acoustic device described in patent FR-A 2145050, this device being characterized by the division of the interior of the acoustic column into several cavities and placing said cavities in communication with rubber pads, the last cavity opposite the loudspeaker being in communication with the ambient air. These devices do not make it possible to create a sufficient acoustic load inside the tube for the loudspeaker to work under normal conditions and often present difficulties for series construction.
D'autres colonnes telles que celle décrite dans le brevet
FR-A 2615064 proposent une bonne réutilisation de l'onde arrière mais nécessitent une limitation du rayonnement du corps d'enceinte fabriqué pour cette raison en un matériau inerte, donc très lourd, rendant le maniement de l'enceinte très difficile.Other columns such as that described in the patent
FR-A 2615064 propose a good reuse of the rear wave but require a limitation of the radiation of the enclosure body produced for this reason in an inert material, therefore very heavy, making the handling of the enclosure very difficult.
La présente invention a donc pour but de proposer une enceinte acoustique omnidirectionnelle à source d'émission ponctuelle et à large bande d'émission, stable dimensionnellement, légère, de faible encombrement, dont les parois exemptes de vibrations parasites ne rayonnent pas, bien qu'elles permettent la récupération de tout ou partie de l'onde arrière en vue d'une reproduction quasi-parfaite sans distorsion ni perte de niveau des basses fréquences.The object of the present invention is therefore to propose an omnidirectional acoustic enclosure with a point emission source and a broad emission band, dimensionally stable, light, of small bulk, the walls of which, free from parasitic vibrations, do not radiate, although they allow the recovery of all or part of the rear wave for a near-perfect reproduction without distortion or loss of level at low frequencies.
L'invention concerne à cet effet une enceinte acoustique omnidirectionnelle comportant un corps se présentant sous la forme d'une tuyère fermée à au moins une extrémité et un système électro-acoustique, enceinte caractérisée en ce que le système électro-acoustique comprend de manière systématique, un émetteur constitué d'au moins deux transducteurs obtenus par un haut-parleur unique (coaxial) ou une combinaison de haut-parleurs, et de manière facultative, un évent et/ou un réflecteur, les éléments du système électro-acoustique étant disposés à plat et superposés coaxialement audit corps de l'enceinte.To this end, the invention relates to an omnidirectional acoustic enclosure comprising a body in the form of a nozzle closed at at least one end and an electro-acoustic system, enclosure characterized in that the electro-acoustic system systematically comprises , a transmitter consisting of at least two transducers obtained by a single speaker (coaxial) or a combination of speakers, and optionally, a vent and / or a reflector, the elements of the electro-acoustic system being arranged flat and superimposed coaxially with said body of the enclosure.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une tuyère affectant de préférence la forme d'un élément tubulaire de section variable ouvert à ses deux extrémités est disposée en suspension dans le corps de l'enceinte, ladite tuyère axée verticalement étant de préférence coaxiale au corps de l'enceinte de manière à constituer une charge de type quart de longueur d'onde à section variable. Cette variation de section de la tuyère intérieure, est particulièrement intéressante car elle produit une variation de pression permettant une homogénéisation de la courbe de réponse et une meilleure linéarité du spectre de fréquence. De plus, l'émetteur est placé au-dessus du corps de l'enceinte, le bord périphérique de l'émetteur principal étant libre de tout contact par rapport à la paroi extérieure dudit corps de manière à ménager une ouverture radiale restituant l'onde arrière.Quant à la tuyère intérieure, elle est fixée sous le haut-parleur principal constitutif de l'émetteur. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux, car il permet d'une part au niveau de la liaison haut-parleur / tuyère intérieure, grâce à l'utilisation de moyens d'assemblage absorbant les vibrations appelés encore découpleurs, de diminuer les vibrations parasites émises par le haut-parleur fixé sur la tuyère et d'autre part, la non-transmission de ces vibrations à la tuyère périphérique en raison de l'espace existant entre la tuyère périphérique constitutive du corps de l'enceinte et la tuyère intérieure.According to another characteristic of the invention, a nozzle preferably affecting the shape of a tubular element of variable section open at its two ends is disposed in suspension in the body of the enclosure, said vertically oriented nozzle being preferably coaxial with body of the enclosure so as to constitute a load of the quarter wavelength type with variable section. This variation in cross-section of the inner nozzle is particularly interesting because it produces a pressure variation allowing a homogenization of the response curve and a better linearity of the frequency spectrum. In addition, the transmitter is placed above the body of the enclosure, the peripheral edge of the main transmitter being free from any contact with respect to the external wall of said body so as to provide a radial opening restoring the wave. As for the internal nozzle, it is fixed under the main speaker constituting the transmitter. This embodiment is particularly advantageous, because it makes it possible on the one hand at the level of the loudspeaker / internal nozzle connection, thanks to the use of assembly means absorbing the vibrations also called decouplers, to reduce the parasitic vibrations emitted by the loudspeaker fixed to the nozzle and on the other hand, the non-transmission of these vibrations to the peripheral nozzle due to the space existing between the peripheral nozzle constituting the body of the enclosure and the internal nozzle.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le haut-parleur est relié à l'extrémité fermée formant piètement de la tuyère constitutive des parois de l'enceinte par un organe de transmission de l'onde de choc disposé coaxialement au haut-parleur. Cette configuration permet d'évacuer plus rapidement la majorité de l'onde de choc et de soulager, en mode vibratoire, la charge acoustique, engendrant ainsi un gain de masse, d'épaisseur et de poids de la structure. Cette configuration particulière permet également d'améliorer la restitution des signaux de petite amplitude (médium, aigu) masqués par les résonances de la charge.According to a preferred embodiment of the invention, the loudspeaker is connected to the closed end forming the base of the nozzle constituting the walls of the enclosure by a shock wave transmission member arranged coaxially at the top. speaker. This configuration makes it possible to evacuate most of the shock wave more quickly and to relieve, in vibratory mode, the acoustic load, thus generating a gain in mass, thickness and weight of the structure. This particular configuration also makes it possible to improve the reproduction of the signals of small amplitude (medium, acute) masked by the resonances of the load.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaïtront encore à la lecture de la description détaillée en référence aux dessins ci-annexés, lesquels description et dessins sont surtout donnés à titre d'exemples. Dans ces dessins
La figure 1 est une représentation symbolique des
éléments constitutifs de l'émetteur audio; la
figure 2 représente l'émetteur audio en coupe
verticale par un plan passant par l'axe du haut
parleur; la figure 3 est une coupe verticale d'une
enceinte acoustique conforme à l'invention munie
d'un axe de suspension; la figure 4 est une coupe
verticale d'une autre enceinte acoustique conforme
à l'invention munie d'un axe de suspension; la
figure 5 est une vue de face d'une enceinte
acoustique conforme à l'invention munie d'une
colonne axiale. Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description with reference to the accompanying drawings, which description and drawings are given mainly by way of examples. In these drawings
Figure 1 is a symbolic representation of
components of the audio transmitter; the
figure 2 represents the audio transmitter in section
vertical by a plane passing through the top axis
speaker; Figure 3 is a vertical section of
acoustic enclosure according to the invention provided
a suspension axis; Figure 4 is a section
vertical of another conforming speaker
to the invention provided with a suspension pin; the
Figure 5 is a front view of an enclosure
acoustics according to the invention provided with a
axial column.
Conformément aux figures 1 et 2, l'enceinte acoustique verticale 9 de type colonne est surmontée à l'une de ses extrémités par un émetteur audio constitué de haut-parleurs disposés à plat, d'un réflecteur 2 et d'une ouverture récupératrice de l'onde arrière. Les haut-parleurs 1, 1A, Ab correspondant respectivement au boomer, au tweeter et au médium sont coaxiaux et axés verticalement suivant l'axe xx du corps de l'enceinte. Cette disposition particulière des hautparleurs disposés à plat et axés permet de diminuer le bafflage, d'assurer une ponctualité maximum de l'émission sonore, d'assurer une meilleure stabilité des équipages mobiles et d'éviter le phénomène de basculement que l'on retrouve dans toutes les enceintes où le haut-parleur est disposé sur une face latérale de l'enceinte.Coaxial au hautparleur, dont l'axe est dirigé vers le haut et placé au-dessus de ce dernier, se trouve un réflecteur 2 qui a pour fonction de réfléchir horizontalement dans toutes les directions l'onde émise. Ce réflecteur pouvant être de forme quelconque affectera de préférence la forme d'un cône droit à génératrice rectiligne ou curviligne, la droite joignant son sommet au centre de sa base étant confondue avec l'axe xx. Ce réflecteur peut être surmonté d'un plateau qui permet la fixation du réflecteur par exemple sur les parois extérieures du corps 9 de l'enceinte au moyen de colonnettes ou de tiges filetées. Ce réflecteur peut dans le cas de configurations non représentées être supprimé.In accordance with FIGS. 1 and 2, the vertical acoustic enclosure 9 of the column type is surmounted at one of its ends by an audio transmitter made up of loudspeakers arranged flat, a reflector 2 and an opening for collecting the rear wave. The speakers 1, 1A, Ab corresponding respectively to the boomer, the tweeter and the medium are coaxial and oriented vertically along the axis xx of the body of the enclosure. This particular arrangement of the loudspeakers arranged flat and centered makes it possible to reduce the baffling, to ensure maximum punctuality of the sound emission, to ensure better stability of the moving parts and to avoid the tilting phenomenon which is found in all the loudspeakers where the loudspeaker is arranged on a side face of the loudspeaker. Coaxial with the loudspeaker, whose axis is directed upwards and placed above the latter, there is a reflector 2 which has for function of reflecting horizontally in all directions the wave emitted. This reflector can be of any shape will preferably affect the shape of a straight cone with a straight or curvilinear generator, the straight line joining its vertex to the center of its base being coincident with the axis xx. This reflector can be surmounted by a plate which allows the reflector to be fixed, for example on the outer walls of the body 9 of the enclosure by means of balusters or threaded rods. This reflector can, in the case of configurations not shown, be omitted.
Pour constituer une charge de type quart de longueur d'onde à section de préférence variable, la tuyère 3 affectant de préférence la forme d'un élément tubulaire de section variable ouvert à ses deux extrémités est disposée en suspension dans le corps 9 de l'enceinte, ladite tuyère 3 axée verticalement étant de préférence coaxiale au corps 9 de l'enceinte. La tuyère 3 peut bien sûr être suspendue dans le corps de l'enceinte par des moyens quelconques. Cependant, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la tuyère 3 est maintenue suspendue dans le corps de l'enceinte par un axe de suspension 8 disposé orthogonalement à l'axe xx de l'émetteur, ledit axe comprenant deux points d'ancrage disposés en vis-àvis sur les parois intérieures du corps de l'enceinte 9 et traversant de part en part la tuyère intérieure.To constitute a load of quarter wavelength type with preferably variable cross-section, the nozzle 3 preferably affecting the shape of a tubular element of variable cross-section open at its two ends is arranged in suspension in the body 9 of the enclosure, said vertically oriented nozzle 3 preferably being coaxial with the body 9 of the enclosure. The nozzle 3 can of course be suspended in the body of the enclosure by any means. However, according to a preferred embodiment of the invention, the nozzle 3 is kept suspended in the body of the enclosure by a suspension axis 8 disposed orthogonally to the axis xx of the transmitter, said axis comprising two points d anchoring arranged vis-à-vis on the inner walls of the body of the enclosure 9 and passing right through the inner nozzle.
A l'une de ses extrémités, la tuyère 3 est fixée sous le hautparleur principal 1. Cette fixation s'effectue grâce à des moyens d'assemblage mécanique 4 absorbant les vibrations appelés découpleurs. A son extrémité opposée, la tuyère 3 peut être reliée au corps de l'enceinte également par des découpleurs 6.At one of its ends, the nozzle 3 is fixed under the main loudspeaker 1. This fixing is carried out by means of mechanical assembly means 4 absorbing vibrations called decouplers. At its opposite end, the nozzle 3 can be connected to the body of the enclosure also by decouplers 6.
De même, afin de restituer l'onde arrière, il peut être prévu que l'émetteur soit placé au-dessus du corps de l'enceinte, le bord périphérique de l'émetteur principal étant libre de tout contact par rapport à la paroi extérieure dudit corps de manière à ménager une ouverture radiale 5 restituant l'onde arrière. Cette ouverture 5 constitue un système d'évent qui, de par sa disposition, renforce la ponctualité de l'émission de la source sonore.Likewise, in order to reproduce the rear wave, provision may be made for the transmitter to be placed above the body of the enclosure, the peripheral edge of the main transmitter being free from any contact with respect to the external wall. of said body so as to provide a radial opening 5 restoring the rear wave. This opening 5 constitutes a vent system which, by virtue of its arrangement, reinforces the punctuality of the emission of the sound source.
En raison de la disposition de l'ensemble haut-parleur, tuyère intérieure 3 et tuyère extérieure 9, et de la section circulaire des tuyères, les forces vibratoires exercées sur les parois sont égales et en phase en tous les points de cette section; ainsi, la paroi des tuyères travaille uniquement à la traction et à la compression et ne subit jamais d'effort de flexion. La structure travaille donc dans le sens de sa rigidité maximum et ne peut donc pas rayonner intempestivement, favorisant ainsi la clarté des sons produits.Due to the arrangement of the speaker assembly, internal nozzle 3 and external nozzle 9, and the circular section of the nozzles, the vibratory forces exerted on the walls are equal and in phase at all points of this section; thus, the wall of the nozzles works only in tension and compression and never undergoes any bending force. The structure therefore works in the direction of its maximum rigidity and cannot therefore inadvertently radiate, thus promoting the clarity of the sounds produced.
La tuyère 3, qui peut être de forme quelconque, affectera de préférence une forme similaire à celle de la figure 3, c'està-dire de section variable, sa section allant en décroissant de l'extrémité en liaison avec le haut-parleur jusqu'au tiers de la longueur de la tuyère pour ensuite réaugmenter. Cette succession compression/décompression/compression/décompression de l'onde arrière, dont le trajet est représenté dans la figure 5 par des flèches, permet d'étendre en fréquence. le bon fonctionnement du quart de longueur d'onde.The nozzle 3, which can be of any shape, will preferably have a shape similar to that of FIG. 3, that is to say of variable section, its section decreasing from the end in connection with the loudspeaker up to '' to a third of the length of the nozzle and then increase again. This compression / decompression / compression / decompression succession of the rear wave, the path of which is represented in FIG. 5 by arrows, makes it possible to extend in frequency. the proper functioning of the quarter wavelength.
Pour améliorer l'écoulement des vibrations parasites provenant du haut-parleur, le haut-parleur est relié à l'extrémité fermée formant piètement de la tuyère 9 constituant les parois de l'enceinte par un organe de transmission de blonde de choc (7) disposé coaxialement au haut-parleur. Cet organe de transmission peut être, soit un mât conforme à celui représenté à la figure 5, soit un câble tendu entre le hautparleur et le fond du corps de l'enceinte. De même, l'organe de transmission peut être formé d'une seule pièce avec le socle du corps 9 de l'enceinte.To improve the flow of parasitic vibrations from the loudspeaker, the loudspeaker is connected to the closed end forming the base of the nozzle 9 constituting the walls of the enclosure by a shock blonde transmission member (7) arranged coaxially to the speaker. This transmission member can be either a mast conforming to that shown in FIG. 5, or a cable stretched between the speaker and the bottom of the body of the enclosure. Similarly, the transmission member can be formed in one piece with the base of the body 9 of the enclosure.
Lorsque les haut-parleurs émettent, l'onde avant est réfléchie sur le réflecteur et est transmise horizontalement dans toutes les directions. Quant à l'onde arrière, elle traverse la tuyère 3, remonte entre les parois intérieures du corps 9 de l'enceinte et les parois extérieures de la tuyère 3 avant de déboucher à l'air libre en 5. L'émission des fréquences basses par la périphérie de la partie radiale de l'évent est centrifuge omnidirectionnelle, la réaction de l'air extérieur sur l'enceinte est centripète, la résultante est donc nulle de sorte que l'enceinte ne bascule pas.When the speakers are emitting, the front wave is reflected on the reflector and is transmitted horizontally in all directions. As for the rear wave, it crosses the nozzle 3, goes up between the internal walls of the body 9 of the enclosure and the external walls of the nozzle 3 before emerging in the open air at 5. The emission of low frequencies by the periphery of the radial part of the vent is omnidirectional centrifugal, the reaction of the outside air on the enclosure is centripetal, the resultant is therefore zero so that the enclosure does not tip over.
Il est à noter que le nombre de haut-parleurs n'est pas limitatif, que le type et la forme de ces derniers peuvent varier ainsi que leur ordre de montage. Ainsi, l'émetteur peut être disposé à l'intérieur de la tuyère constitutive du corps de l'enceinte. De même, la nature des matériaux et la forme des tuyères peuvent être quelconques et dépendent du type de haut-parleurs utilisés et de l'optimisation voulue. Par exemple, la tuyère constitutive du corps 9 de l'enceinte peut être de section variable. It should be noted that the number of speakers is not limitative, that the type and shape of these can vary as well as their order of mounting. Thus, the transmitter can be disposed inside the nozzle constituting the body of the enclosure. Likewise, the nature of the materials and the shape of the nozzles can be arbitrary and depend on the type of loudspeakers used and on the optimization desired. For example, the nozzle constituting the body 9 of the enclosure can be of variable section.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2664782B1 (en) | 1995-11-10 |
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