FR3039959A1 - Enceinte acoustique de type bass-reflex - Google Patents
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Abstract
Enceinte de type bass-reflex comportant un caisson (11), un haut-parleur (12) fixé au caisson (11), et des moyens de récupération permettant de récupérer et de transmettre vers l'extérieur du caisson (11) des ondes sonores émises à l'intérieur du caisson par le haut-parleur, l'enceinte étant caractérisée en ce que les moyens de récupération comportent un évent (13) dimensionné pour récupérer et transmettre des ondes sonores de fréquences supérieures à une fréquence prédéterminée et un radiateur passif (14) dimensionné pour récupérer et transmettre des ondes sonores de fréquences inférieures à la fréquence prédéterminée.
Description
L' invention concerne le domaine des enceintes acoustiques.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Une enceinte acoustique comporte classiquement un caisson, un haut-parleur fixé au caisson et utilisé pour générer vers l'extérieur du caisson des ondes sonores de manière à reproduire un signal sonore à partir d'un signal électrique fourni par un amplificateur, et des moyens de récupération permettant de récupérer et de transmettre vers l'extérieur du caisson des ondes sonores émises à l'intérieur du caisson par le haut-parleur.
Sur la figure 1, est représentée une enceinte 1, de type « bass-reflex », ayant un caisson 3 sur lequel est fixé un haut-parleur 4. Les moyens de récupération dans une enceinte de type « bass-reflex » sont constitués par un évent 2 intégré dans le caisson 3 de l'enceinte 1. L'utilisation de l'évent 2 permet d'éviter d'ajouter une pièce supplémentaire à l'enceinte 1. On note cependant que l'évent 2 peut être relativement encombrant lorsqu'il est conçu pour accorder l'enceinte 1 dans les basses fréquences. A diamètre constant, la fréquence de résonance de l'évent 2 est en effet inversement proportionnelle à sa longueur. On peut envisager, pour limiter l'encombrement de l'évent 2 tout en conservant sa fréquence de résonance, de réduire son diamètre et donc sa longueur. Cependant, l'écoulement de l'air à fort niveau sonore dans un évent étroit génère un bruit parasite important qui dégrade fortement la qualité de restitution sonore de l'enceinte 1. D'autres types de moyens de récupération existent. En référence à la figure 2, les moyens de récupération d'une enceinte 5 sont par exemple constitués d'un radiateur passif 6, qui est conçu comme un haut-parleur classique dépourvu de bobine et d'aimant. Le talonnage de la membrane du radiateur passif 6 à fort niveau sonore génère des distorsions parasites importantes qui elles aussi dégradent fortement la qualité de restitution sonore de l'enceinte 5. Le brevet US 3,669,215 décrit un radiateur passif comportant des moyens d'absorption destinés à améliorer la linéarité d'une enceinte. Ces moyens d'absorption sont complexes à concevoir et à fabriquer.
OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet d'améliorer la restitution sonore d'une enceinte acoustique de type enceinte bass-reflex sans augmenter le volume et la complexité de fabrication de l'enceinte.
RESUME DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose une enceinte acoustique de type bass-reflex, comportant un caisson, un haut-parleur fixé au caisson, et des moyens de récupération permettant de récupérer et de transmettre vers l'extérieur du caisson des ondes sonores émises à l'intérieur du caisson par le haut-parleur. Selon l'invention, les moyens de récupération comportent un évent dimensionné pour récupérer et transmettre des ondes sonores de fréquences supérieures à une fréquence prédéterminée et un radiateur passif dimensionné pour récupérer et transmettre des ondes sonores de fréquences inférieures à la fréquence prédéterminée.
Les moyens de récupération de l'enceinte de l'invention comportent donc un évent et un radiateur passif qui sont simples à fabriquer et à intégrer dans 1'enceinte.
La restitution sonore de l'enceinte est améliorée dans les basses fréquences grâce au radiateur passif. Le radiateur passif est accordé à une basse fréquence de résonance grâce à un réglage d'un ou plusieurs paramètres (masse, raideur, etc.) qui limite les distorsions parasites.
La restitution sonore de l'enceinte est améliorée dans les fréquences supérieures grâce à l'évent qui est accordé à une plus haute fréquence de résonance que celle du radiateur passif. La longueur de l'évent est donc réduite et ne nécessite pas d'augmenter le volume de 1'enceinte. Le diamètre de l'évent demeure relativement important et le bruit parasite résultant de l'écoulement de l'air est limité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier, non limitatif de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 représente une enceinte de l'art antérieur comportant un évent ; la figure 2 représente une enceinte de l'art antérieur comportant un radiateur passif ; la figure 3 représente une enceinte selon l'invention ; la figure 4 est un graphique sur lequel est représentée une courbe de vitesse d'écoulement de l'air traversant un évent en fonction de la fréquence du signal sonore restitué par l'enceinte, l'évent étant accordé à une fréquence de résonance de 50Hz ; la figure 5 est un graphique analogue à celui de la figure 4, dans lequel l'évent est accordé à une fréquence de résonance de 70Hz.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 3, l'enceinte de type bass-reflex de l'invention 10 comporte un caisson 11, un haut-parleür 12, un évent 13 et un radiateur passif 14.
Le haut-parleur 12 et le radiateur passif 14 sont fixés sur le caisson 11. L'évent 13 est intégré au caisson 11 et s'étend à l'intérieur du caisson 11. L'évent 13 est positionné entre le haut-parleur 12 et le radiateur passif 14.
Le volume du caisson 11 est ici de cinq litres.
Les paramètres de Thiele et Small du haut- parleur 12 de l'enceinte 10 sont les suivants : -Fs (fréquence de résonance) = 51,24 Hz ; -Re (résistance au courant continu) = 7,70 Ohms ; -Qms (facteur de qualité mécanique à la fréquence de résonance) = 4,96 ; - Qes (facteur de qualité électrique à la fréquence de résonance) = 0,66 ; - Qts (facteur de qualité total à la fréquence de résonance) = 0,583 ; - Sd (surface équivalente de la partie émissive de la membrane) = 113,0 cm2 ; -Vas (volume d'air équivalent) = 11,71 ; - Xmax (débattement crête à crête linéaire) = 1,55 mm ; -Le (inductance électrique équivalente) = 1,48 mH ; - SPL (rendements 85,7 dB/W/m ; - Mms (masse de l'équipage mobile) = 14,7 4 g ; - Cms (compliance de la suspension)= 0, 655 mm/N ; -Rms (résistance mécanique de la suspension) = 0,957kg/s ; -B1 (facteur de force du moteur) = 7,43 Tm.
La restitution sonore de l'enceinte 10 comprenant un tel caisson 11 et un tel haut-parleur 12 est optimisée lorsque l'évent 13 et le radiateur passif 14 sont dimensionnés pour constituer un résonateur équivalent de fréquence de résonance proche de 60Hz.
Les paramètres Thiele et Small du haut-parleur 12 et la fréquence de 60Hz peuvent par exemple être obtenus en utilisant des outils numériques de conception et de simulation de haut-parleurs ou d'enceintes.
Or, la fréquence de résonance du résonateur équivalent à l'évent 13 et au radiateur passif 14 peut être estimée par une moyenne de la fréquence de résonance de l'évent 13 et de la fréquence de résonance du radiateur passif 14. L'évent 13 et le radiateur passif 14 sont donc dimensionnés de sorte que la moyenne de la fréquence de résonance de l'évent 13 et de la fréquence de résonance du radiateur passif 14 soit égale à une fréquence prédéterminée égale à la fréquence de 60Hz. L'évent 13 est en outre dimensionné pour récupérer et transmettre vers l'extérieur du caisson 11 des ondes sonores de fréquences supérieures à la fréquence prédéterminée émises à l'intérieur du caisson 11 par le haut-parleur 12. On obtient ainsi un évent présentant une longueur L relativement faible avec un diamètre D relativement important. L'écoulement de l'air à fort niveau sonore dans l'évent 13 génère donc un bruit parasite relativement réduit.
La longueur L de l'évent 13 est ici égale à 6cm, le diamètre D de l'évent 13 est égal à 3cm, et la fréquence de résonance de l'évent 13 est sensiblement égale à 70Hz.
On note, en référence aux figures 4 et 5, que la vitesse 20 d'écoulement de l'air traversant un évent présentant une fréquence de résonance de 50Hz (visible sur la figure 4) est supérieure à la vitesse 21 d'écoulement de l'air traversant un évent tel que l'évent 13 présentant une fréquence de résonance de 70Hz (visible sur la figure 5) . On réduit donc bien le bruit parasite résultant de l'écoulement de l'air avec un évent tel que l'évent 13 de l'enceinte de l'invention 10.
Le radiateur passif 14, quant à lui, est dimensionné de manière à ce que sa fréquence de résonance soit sensiblement égale à 5.0Hz. Le radiateur passif 14 est donc dimensionné pour récupérer et transmettre vers l'extérieur du caisson 11 des ondes sonores de fréquences inférieures à la fréquence prédéterminée émises à l'intérieur du caisson 11 par le haut-parleur 12.
La fréquence de résonance du radiateur passif 14 est définie en réglant la masse d'une membrane du radiateur passif 14. La masse de la membrane du radiateur passif 14 est ici égale à 100g. Cette masse relativement élevée permet de limiter les débattements de la membrane et donc les distorsions parasites d'amplitude. L'enceinte de Ί'invention 10 bénéficie donc des avantages en matière de restitution acoustique de l'évent 13 et du radiateur passif 14 sans subir les inconvénients propres à chaque solution.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
En particulier, l'ensemble des valeurs numériques fournies sont données pour illustrer l'invention, et il est possible de concevoir une enceinte selon l'invention définie par des valeurs numériques différentes.
La fréquence de résonance du radiateur passif 14 peut être définie en réglant la raideur de la membrane du radiateur passif 14.
Claims (5)
- REVENDICATIONS1. Enceinte acoustique de type bass-reflex comportant un caisson (11), un haut-parleur (12) fixé au caisson (11), et des moyens de récupération permettant de récupérer et de transmettre vers l'extérieur du caisson (11) des ondes sonores émises à l'intérieur du caisson par le haut-parleur, l'enceinte étant caractérisée en ce que les moyens de récupération comportent un évent (13) dimensionné pour récupérer et transmettre des ondes sonores de fréquences supérieures à une fréquence prédéterminée et un radiateur passif (14) dimensionné pour récupérer et transmettre des ondes sonores de fréquences inférieures à la fréquence prédéterminée.
- 2. Enceinte acoustique selon la revendication 1, dans laquelle la fréquence prédéterminée est sensiblement égale à une moyenne d'une fréquence de résonance de l'évent (13) et d'une fréquence de résonance du radiateur passif (14) .
- 3. Enceinte acoustique selon la revendication 2, dans laquelle la fréquence de résonance de l'évent (13) est définie en réglant la longueur (L) et/ou le diamètre (D) de l'évent (13), et la fréquence de résonance du radiateur passif (14) est définie en réglant la masse et/ou la raideur d'une membrane du radiateur passif (14).
- 4. Enceinte acoustique selon la revendication 2, dans laquelle la fréquence de résonance de l'évent est sensiblement égale à 70Hz et la fréquence de résonance du radiateur passif est sensiblement égale à 50Hz.
- 5. Enceinte acoustique selon la revendication 2, dans laquelle la fréquence prédéterminée est définie en fonction des paramètres de Thiele et Small du haut-parleur pour optimiser la restitution acoustique de 1'enceinte.
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| US4139075A (en) * | 1976-08-31 | 1979-02-13 | Sansui Electric Co., Ltd. | Loudspeaker device |
| GB2283150A (en) * | 1995-01-04 | 1995-04-26 | B & W Loudspeakers | Loudspeaker systems |
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2015
- 2015-08-05 FR FR1557552A patent/FR3039959A1/fr active Pending
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