FR3132403A1 - ISODYNAMIC CROSS-WINDING PLANE LOUDSPEAKER - Google Patents

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Abstract

HAUT-PARLEUR PLAN ISODYNAMIQUE A BOBINAGES CROISÉS Le haut-parleur comprenant une membrane (2) de type plan et un premier ensemble formé d’un bobinage plat (3) supporté sur une première face de ladite membrane (2) et d’au moins un barreau aimanté (6) fixé à un premier support (7) en regard de la première face. Le bobinage est formé de rubans conducteurs (5) parallèles entre eux et le au moins un barreau aimanté est disposé parallèlement aux rubans conducteurs et a une direction Nord/Sud de champ magnétique perpendiculaire aux rubans conducteurs. Conformément à l’invention, le haut-parleur comprend un deuxième ensemble formé d’un autre bobinage plat (4) supporté sur une deuxième face de la membrane et d’au moins un autre barreau aimanté fixé à un autre support en regard de la deuxième face, ce deuxième ensemble ayant une configuration générale analogue au premier ensemble mais étant disposé perpendiculairement à celui-ci. Fig.1ISODYNAMIC FLAT SPEAKER WITH CROSSED WINDS The loudspeaker comprising a diaphragm (2) of the flat type and a first assembly formed by a flat winding (3) supported on a first face of said diaphragm (2) and at least a bar magnet (6) fixed to a first support (7) facing the first face. The winding is formed of conductive strips (5) parallel to each other and the at least one bar magnet is arranged parallel to the conductive strips and has a North/South magnetic field direction perpendicular to the conductive strips. According to the invention, the loudspeaker comprises a second assembly formed by another flat winding (4) supported on a second face of the membrane and at least one other magnetic bar fixed to another support facing the second face, this second set having a general configuration similar to the first set but being arranged perpendicular to the latter. Fig.1

Description

HAUT-PARLEUR PLAN ISODYNAMIQUE A BOBINAGES CROISÉSISODYNAMIC PLAN LOUDSPEAKER WITH CROSSWINDS

L’invention concerne la conception d’un système capable de reproduire des signaux acoustiques, de fréquences très basses jusqu’au médium.The invention concerns the design of a system capable of reproducing acoustic signals, from very low frequencies to the medium.

Elle vise plus précisément la réalisation d’un haut-parleur plan isodynamique (appelé aussi « planar » ou magnétostatique) capable de générer des sons graves et infra-graves de très grande qualité.It aims more precisely to create an isodynamic planar loudspeaker (also called “planar” or magnetostatic) capable of generating very high quality bass and sub-bass sounds.

Les haut-parleurs plans, ou isodynamiques, font partie de la famille des transducteurs électromagnétiques. Ils fonctionnent sur la base de la force électromagnétique générée par un courant électrique : le courant électrique circulant dans un conducteur placé dans un champ magnétique génère une force électromotrice capable de faire bouger une membrane. Les mouvements de la membrane produisent une onde sonore qui est l’image du signal électrique.Planar, or isodynamic, loudspeakers are part of the family of electromagnetic transducers. They operate on the basis of the electromagnetic force generated by an electric current: the electric current circulating in a conductor placed in a magnetic field generates an electromotive force capable of moving a membrane. The movements of the membrane produce a sound wave which is the image of the electrical signal.

Concrètement, de tels haut-parleurs plans comportent des rubans métalliques, dans lesquels on fait circuler du courant électrique. Ils comportent également des aimants (pour générer un champ magnétique) ainsi que des membranes en plastique ou en papier pour reproduire les sons.Concretely, such planar speakers include metal ribbons, through which electric current is circulated. They also include magnets (to generate a magnetic field) as well as plastic or paper membranes to reproduce sounds.

L’invention s’intéresse à ce type de haut-parleurs dit « plans », « planar » ou « isodynamiques » : ils sont également bien connus dans la technique et ils présentent des avantages par rapport aux haut -parleurs électrodynamiques à membranes coniques. En particulier, ces haut-parleurs plans peuvent avoir de meilleures caractéristiques de dispersion du son, comparées aux caractéristiques des haut-parleurs à membranes coniques, parce qu’ils diffusent des ondes planes plutôt que d’une source « point ». A l’écoute, il n’y a pas de sensation de projection du son.The invention concerns this type of so-called “plane”, “planar” or “isodynamic” loudspeakers: they are also well known in the art and they have advantages over electrodynamic loudspeakers with conical membranes. In particular, these planar loudspeakers may have better sound dispersion characteristics, compared to the characteristics of cone-diaphragm loudspeakers, because they emit plane waves rather than a "point" source. When listening, there is no sensation of sound projection.

Ces haut-parleurs présentent également d’autres avantages : quand ils sont utilisés en grande surface, ces haut-parleurs fonctionnent en dipôle émettant un son identique sur les deux faces, produisant une écoute immersive et naturelle. Ce sont des haut-parleurs très rapides dans leurs déplacements vibratoires car ils comportent un équipage mobile léger (comprenant une membrane associée à une bobine), ce qui permet d’éviter les problèmes de traînage liés à l’inertie de la membrane. Ces haut-parleurs isodynamiques se distinguent aussi des haut-parleurs électrostatiques par une impédance électrique stable ne perturbant pas ainsi l’amplificateur audio dans son fonctionnement. De plus, ces haut-parleurs ne nécessitent pas une alimentation électrique externe.These speakers also have other advantages: when used in large areas, these speakers operate as a dipole emitting identical sound on both sides, producing immersive and natural listening. These are very fast loudspeakers in their vibrational movements because they have a light moving assembly (comprising a membrane associated with a coil), which makes it possible to avoid dragging problems linked to the inertia of the membrane. These isodynamic speakers also differ from electrostatic speakers by having a stable electrical impedance that does not disturb the audio amplifier in its operation. Additionally, these speakers do not require an external power supply.

Les limites des haut-parleurs « plans », « planar » ou « isodynamiques » apparaissent pour la reproduction des basses et très basses fréquences sans distorsion. Les forces électromotrices générées par les rubans conducteurs ne s’exercent pas uniformément sur toutes la surface de la membrane fine provoquant ainsi des déformations de celle-ci. La bonne reproduction des basses fréquences sonores nécessite des débattements mécaniques importants et le bon contrôle mécanique des mouvements de la membrane est déterminant dans la bonne reproduction des impacts des sons graves.The limits of “planar”, “planar” or “isodynamic” loudspeakers appear for the reproduction of low and very low frequencies without distortion. The electromotive forces generated by the conductive ribbons are not exerted uniformly on all the surface of the thin membrane, thus causing deformations of it. The good reproduction of low sound frequencies requires significant mechanical movement and good mechanical control of the movements of the membrane is decisive in the good reproduction of the impacts of bass sounds.

Par les documents WO02059879, GB2123651, FR2137567, US4480155, US6104825, US7142688, il est connu différents haut-parleurs de type « planar » ou isodynamiques. Cependant, aucun de ces documents ne propose une solution pertinente pour garantir une bonne maîtrise du comportement vibratoire d’une grande membrane plane devant reproduire des basses fréquences.From documents WO02059879, GB2123651, FR2137567, US4480155, US6104825, US7142688, different “planar” or isodynamic type speakers are known. However, none of these documents proposes a relevant solution to guarantee good control of the vibrational behavior of a large flat membrane having to reproduce low frequencies.

Dans sa demande de brevet français FR3054767A1, l’entité inventive a proposé un haut-parleur plan isodynamique offrant des performances améliorées.In its French patent application FR3054767A1, the inventive entity proposed an isodynamic planar loudspeaker offering improved performance.

Il existe cependant un besoin pour un haut-parleur plan isodynamique perfectionné capable de reproduire des sons graves et infra-graves avec une très bonne maîtrise du comportement de la membrane pour une parfaite linéarité en fréquences dans le bas du spectre audible, et qui procure une reproduction réaliste, sans distorsion, des impacts physiques d’un grand orchestre.However, there is a need for an improved isodynamic planar loudspeaker capable of reproducing bass and sub-bass sounds with very good control of the behavior of the membrane for perfect frequency linearity in the low end of the audible spectrum, and which provides realistic reproduction, without distortion, of the physical impacts of a large orchestra.

L’invention concerne un haut-parleur plan isodynamique comprenant une membrane de type plan, un premier bobinage plat supporté sur une première face de la membrane et au moins un premier barreau aimanté fixé à un premier support en regard de la première face, le premier bobinage comportant une première série de premiers rubans conducteurs parallèles entre eux, chaque premier ruban conducteur étant relié à au moins un autre premier ruban conducteur parallèle et adjacent par au moins une extrémité de ruban conducteur, et le au moins un premier barreau aimanté étant disposé parallèlement aux premiers rubans conducteurs et ayant une direction Nord/Sud de champ magnétique perpendiculaire aux premiers rubans conducteurs. Conformément à l’invention, le haut-parleur comprend également un deuxième bobinage plat supporté sur une deuxième face de la membrane, isolé électriquement du premier bobinage, et au moins un deuxième barreau aimanté fixé à un deuxième support en regard de la deuxième face et disposé perpendiculairement audit au moins un premier barreau aimanté, le deuxième bobinage comportant une deuxième série de deuxièmes rubans conducteurs parallèles entre eux et perpendiculaires aux premiers rubans conducteurs, chaque deuxième ruban conducteur étant relié à au moins un autre deuxième ruban conducteur parallèle et adjacent par au moins une extrémité de ruban conducteur, et ledit au moins un deuxième barreau aimanté étant disposé parallèlement aux deuxièmes rubans conducteurs et ayant une direction Nord/Sud de champ magnétique perpendiculaire aux deuxièmes rubans conducteurs.The invention relates to an isodynamic planar loudspeaker comprising a planar type membrane, a first flat winding supported on a first face of the membrane and at least one first magnetic bar fixed to a first support facing the first face, the first winding comprising a first series of first conductive ribbons parallel to each other, each first conductive ribbon being connected to at least one other first parallel and adjacent conductive ribbon by at least one end of the conductive ribbon, and the at least one first magnetic bar being arranged parallel to the first conductive ribbons and having a North/South direction of magnetic field perpendicular to the first conductive ribbons. In accordance with the invention, the loudspeaker also comprises a second flat winding supported on a second face of the membrane, electrically isolated from the first winding, and at least one second magnetic bar fixed to a second support facing the second face and arranged perpendicular to said at least one first magnetic bar, the second winding comprising a second series of second conductive strips parallel to each other and perpendicular to the first conductive strips, each second conductive strip being connected to at least one other second conductive strip parallel and adjacent by the at least one end of conductive ribbon, and said at least one second magnetic bar being arranged parallel to the second conductive ribbons and having a North/South direction of magnetic field perpendicular to the second conductive ribbons.

Selon une caractéristique particulière du haut-parleur de l’invention, au moins un barreau aimanté est bipolaire et comprend un pôle Nord et un pôle Sud adjacents.According to a particular characteristic of the loudspeaker of the invention, at least one magnetic bar is bipolar and comprises an adjacent North pole and a South pole.

Selon une autre caractéristique particulière, au moins un barreau aimanté est formé de deux aimants monopolaires qui sont disposés alternativement avec un pôle Nord et un pôle Sud situés de part et d’autre d’un ruban conducteur.According to another particular characteristic, at least one magnetic bar is formed of two monopolar magnets which are arranged alternately with a North pole and a South pole located on either side of a conductive ribbon.

Selon encore une autre caractéristique particulière, au moins un barreau aimanté a une largeur correspondant à celle d’un ruban conducteur.According to yet another particular characteristic, at least one magnetic bar has a width corresponding to that of a conductive ribbon.

Selon encore une autre caractéristique particulière, au moins un barreau aimanté a une largeur supérieure à celle d’un ruban conducteur.According to yet another particular characteristic, at least one magnetic bar has a width greater than that of a conductive ribbon.

Selon encore une autre caractéristique particulière, au moins un support est formé d’une tôle perforée. Dans d’autres modes de réalisation, le support d’aimant pourra être un cadre en panneaux de bois aggloméré (MDF), en contreplaqué, en matériaux composites ou en matières plastiques.According to yet another particular characteristic, at least one support is formed from a perforated sheet metal. In other embodiments, the magnet support may be a frame made of chipboard (MDF), plywood, composite materials or plastics.

Selon encore une autre caractéristique particulière, la membrane est formée d’un matériau mince électriquement isolant. Ainsi, la membrane pourra être formée d’une feuille de papier ou d’un film plastique tel que polyester. Dans d’autres modes de réalisation, la membrane pourra être formée d’un film métallique non ferreux ou d’un matériau composite.According to yet another particular characteristic, the membrane is formed of a thin electrically insulating material. Thus, the membrane could be formed from a sheet of paper or a plastic film such as polyester. In other embodiments, the membrane may be formed from a non-ferrous metallic film or a composite material.

Ainsi réalisé, le haut-parleur conforme à l’invention met en vibration la membrane simultanément suivant des lignes de forces longitudinales et verticales. Ces bobinages croisés constituent un maillage qui garantit un déplacement uniforme de la membrane sans déformation même avec de forts débattements.Thus produced, the loudspeaker according to the invention vibrates the membrane simultaneously along longitudinal and vertical lines of force. These crossed windings constitute a mesh which guarantees uniform movement of the membrane without deformation even with strong movements.

Le haut-parleur conforme à l’invention pourra avoir les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :The loudspeaker according to the invention may have the following characteristics, taken separately or in combination:

- L’ensemble aimanté est formé de barreaux d’aimant bipolaires, comme susmentionné.- The magnetic assembly is formed of bipolar magnet bars, as mentioned above.

- L’ensemble aimanté est formé de l’alternance de barreaux d’aimants monopolaires parallèles, comme susmentionné, disposés devant les espaces vides séparant deux rubans conducteurs adjacents.- The magnetized assembly is formed from alternating bars of parallel monopolar magnets, as mentioned above, arranged in front of the empty spaces separating two adjacent conductive ribbons.

- Les bobinages plats placés de part et d’autre de la membrane peuvent êtres deux à deux identiques.- The flat windings placed on either side of the membrane can be identical in pairs.

- Les bobinages plats placés de part et d’autre de la membrane peuvent être de forme et de tailles différentes.- The flat windings placed on either side of the membrane can be of different shapes and sizes.

- Les bobinages peuvent être unitaires sur chaque face de la membrane.- The windings can be unitary on each side of the membrane.

- Les bobinages peuvent être multiples sur chaque face de la membrane afin de spécialiser les différentes zones de celle-ci suivant la gamme de fréquence à reproduire, exemple grave et médium.- There can be multiple windings on each side of the membrane in order to specialize the different zones of it according to the frequency range to be reproduced, for example bass and medium.

La procédure de fabrication du haut-parleur est bien maîtrisée et est analogue à celle décrite dans la demande de brevet français FR3054767A1 susmentionnée de l’entité inventive.The loudspeaker manufacturing procedure is well mastered and is similar to that described in the aforementioned French patent application FR3054767A1 of the inventive entity.

L’invention est applicable à la réalisation de haut-parleurs pour des applications diverses et variées telles que :The invention is applicable to the production of loudspeakers for various and varied applications such as:

- La réalisation de haut-parleurs haute-fidélité.- The production of high-fidelity speakers.

- La réalisation de systèmes de sonorisation professionnelle.- The creation of professional sound systems.

- La réalisation de caissons de grave.- The production of subwoofers.

- La réalisation de système d’amplification pour instruments de musique.- The creation of amplification systems for musical instruments.

D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous de plusieurs modes de réalisation particuliers en référence aux dessins annexés, dans lesquels :Other advantages and characteristics of the present invention will appear more clearly on reading the description below of several particular embodiments with reference to the appended drawings, in which:

La est une vue en coupe schématique partielle d’un haut-parleur plan conforme à un premier mode de réalisation selon l’invention. There is a partial schematic sectional view of a planar loudspeaker conforming to a first embodiment according to the invention.

La est une représentation de côté de la membrane équipée de ses deux bobinages d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a side representation of the membrane equipped with its two windings of a square speaker according to the invention.

La est une représentation de la face avant de la membrane équipée de son bobinage vertical d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a representation of the front face of the membrane equipped with its vertical winding of a square speaker according to the invention.

La est une représentation de la face arrière de la membrane équipée de son bobinage horizontal d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a representation of the rear face of the membrane equipped with its horizontal winding of a square loudspeaker according to the invention.

La est une représentation en perspective de la membrane équipée de ses deux bobinages d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a perspective representation of the membrane equipped with its two windings of a square loudspeaker according to the invention.

La est une vue de côté éclatée de l’ensemble des aimants positionnés de part et d’autre de la membrane pour la réalisation d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is an exploded side view of all the magnets positioned on either side of the membrane for the production of a square speaker according to the invention.

La est une vue de dessus de l’ensemble des aimants positionnés de part et d’autre de la membrane pour la réalisation d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a top view of all the magnets positioned on either side of the membrane for the production of a square speaker according to the invention.

La est une vue de dessus de l’ensemble formé de la membrane, des bobinages et des aimants d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a top view of the assembly formed by the membrane, windings and magnets of a square loudspeaker according to the invention.

La est une représentation en perspective de l’ensemble formé de la membrane, des bobinages et des aimants d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a perspective representation of the assembly formed by the membrane, the windings and the magnets of a square loudspeaker according to the invention.

La est un agrandissement partiel d’une représentation en perspective de l’ensemble formé de la membrane, des bobinages et des aimants d’un haut-parleur carré conforme à l’invention. There is a partial enlargement of a perspective representation of the assembly formed by the membrane, the windings and the magnets of a square loudspeaker according to the invention.

La est une représentation de la face avant de la membrane équipée de son bobinage vertical d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention. There is a representation of the front face of the membrane equipped with its vertical winding of a rectangular loudspeaker according to the invention.

La est une représentation de la face arrière de la membrane équipée de son bobinage horizontal d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention. There is a representation of the rear face of the membrane equipped with its horizontal winding of a rectangular loudspeaker according to the invention.

La est une représentation en perspective de la membrane équipée de ses deux bobinages d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention. There is a perspective representation of the membrane equipped with its two windings of a rectangular loudspeaker according to the invention.

La est une représentation de côté de l’ensemble formé de la membrane, du bobinage et des aimants d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention. There is a side representation of the assembly formed by the membrane, the winding and the magnets of a rectangular loudspeaker according to the invention.

La est une représentation de face de l’ensemble formé de la membrane, des bobinages et des aimants d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention. There is a front representation of the assembly formed by the membrane, the windings and the magnets of a rectangular loudspeaker according to the invention.

La est une représentation en perspective éclatée de l’ensemble formé de la membrane, du bobinage et des aimants d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention. There is an exploded perspective representation of the assembly formed by the membrane, the winding and the magnets of a rectangular loudspeaker according to the invention.

La est un schéma électrique d’un filtrage deux voies associant les deux bobinages vertical et horizontal d’un même haut-parleur conforme à l’invention. There is an electrical diagram of a two-way filter combining the two vertical and horizontal windings of the same loudspeaker according to the invention.

Dans la description qui suit, les termes « vertical », « horizontal », « gauche », « droite » etc. sont utilisés en référence aux dessins pour une plus grande facilité de compréhension. Ils ne doivent pas être compris comme étant des limitations de la portée de l’invention.In the following description, the terms “vertical”, “horizontal”, “left”, “right” etc. are used. are used in reference to the drawings for greater ease of understanding. They should not be understood as limitations on the scope of the invention.

Il sera fait référence dans un premier temps à un premier mode de réalisation d’un haut-parleur carré conforme à l’invention en se rapportant aux Figs.1 à 10. Dans un second temps, il sera fait référence à un second mode de réalisation d’un haut-parleur rectangulaire conforme à l’invention, en se rapportant aux Figs.11 et 16.Reference will initially be made to a first embodiment of a square loudspeaker according to the invention with reference to Figs.1 to 10. Secondly, reference will be made to a second mode of production of a rectangular loudspeaker according to the invention, referring to Figs.11 and 16.

Les haut-parleurs décrits dans le présent document sont à associer à un amplificateur pour fonctionner. L’association à un amplificateur n’est pas décrite dans le présent document, cela relevant du domaine connu de l’homme du métier.The speakers described in this document must be combined with an amplifier to operate. The association with an amplifier is not described in this document, as this falls within the field known to those skilled in the art.

Pour faciliter la lecture des figures le châssis servant à la fixation de la membrane sur son pourtour n’est pas représenté.To make the figures easier to read, the frame used to fix the membrane around its perimeter is not shown.

Le premier mode de réalisation d’un haut-parleur plan conforme à l’invention concerne les éléments d’un haut-parleur de forme carré qui est la solution la plus simple pour réaliser un haut-parleur plan à double bobinages croisés.The first embodiment of a planar loudspeaker in accordance with the invention concerns the elements of a square-shaped loudspeaker which is the simplest solution for producing a planar loudspeaker with dual crossover coils.

Le haut-parleur plan selon ce premier mode de réalisation est illustré schématiquement en coupe à la .The planar loudspeaker according to this first embodiment is illustrated schematically in section at the .

Ce haut-parleur comporte une membrane, souple, qui est réalisé avec un film polyester de 12 µm type Mylar dans le cadre de cet exemple de réalisation.This speaker includes a flexible membrane, which is made with a 12 µm Mylar-type polyester film in the context of this embodiment.

Il conviendra de noter que la membrane (2) pourrait être réalisée dans un matériau différent sans sortir du cadre de l’invention. Elle pourrait également être réalisée par tout autre film plastique, par un film en matériaux composites, en matière végétale, etc.It should be noted that the membrane (2) could be made of a different material without departing from the scope of the invention. It could also be produced by any other plastic film, by a film made of composite materials, of plant material, etc.

Le haut-parleur plan présenté aux Figs.1 à 10 comporte deux bobinages plats (3) et (4) réalisés par des circuits de rubans conducteurs métalliques (5). Ces deux circuits ont un dimensionnement identique et forment des serpentins. Ils sont chacun collés sur une face de la membrane. Pour être conforme à cette invention, ces bobinages sont deux à deux perpendiculaires comme présenté à la , avec le bobinage vertical (3) et le bobinage horizontal (4).The planar loudspeaker presented in Figs.1 to 10 comprises two flat windings (3) and (4) made by circuits of metallic conductive ribbons (5). These two circuits have identical dimensions and form serpentines. They are each glued to one side of the membrane. To comply with this invention, these windings are two by two perpendicular as presented in the , with the vertical winding (3) and the horizontal winding (4).

Dans notre exemple, les bobinages (3) et (4) sont réalisés par découpe de feuilles d’aluminium adhésives de 40 µm à l’aide d’un traceur de découpe dit « plotter ». Ils sont ensuite déposés et collés sur la membrane avec l’emploi d’un ruban de transfert, dit « tape » de transfert, suivant une méthode couramment utilisée dans les arts graphiques pour l’application de lettres adhésives sur un support.In our example, the windings (3) and (4) are made by cutting 40 µm adhesive aluminum sheets using a cutting plotter called a “plotter”. They are then deposited and stuck on the membrane using a transfer tape, called transfer tape, following a method commonly used in graphic arts for the application of adhesive letters to a support.

Sur chaque bobinage, les rubans (5) s’étendent parallèles entre eux. Chacun des rubans (5) est relié à un ruban adjacent par au moins une de ses extrémités. Les rubans (5) forment ainsi des circuits en forme de colimaçon qui constituent les bobinages (3) et (4).On each winding, the ribbons (5) extend parallel to each other. Each of the ribbons (5) is connected to an adjacent ribbon by at least one of its ends. The ribbons (5) thus form spiral-shaped circuits which constitute the windings (3) and (4).

En face de chaque ruban (5) est disposé un barreau aimanté (6), dont la polarité Nord/Sud est perpendiculaire au courant électrique circulant dans le ruban afin de pouvoir appliquer les lois de Laplace.Opposite each ribbon (5) is placed a magnetic bar (6), whose North/South polarity is perpendicular to the electric current circulating in the ribbon in order to be able to apply Laplace's laws.

On rappellera ici que les lois de Laplace expliquent les principes électromagnétiques utilisés ici pour que le haut-parleur fonctionne : lorsqu’un champ magnétique généré par un aimant est perpendiculaire à la circulation d’un courant électrique, alors il se crée une force motrice perpendiculaire à la direction de déplacement du courant et à la direction du champ magnétique. C’est cette force qui fait vibrer la membrane et qui est à l’origine de la génération d’un son par le haut-parleur.We will recall here that Laplace's laws explain the electromagnetic principles used here for the loudspeaker to work: when a magnetic field generated by a magnet is perpendicular to the circulation of an electric current, then a perpendicular driving force is created to the direction of movement of the current and the direction of the magnetic field. It is this force which makes the membrane vibrate and which is responsible for the generation of sound by the speaker.

L’agrandissement de la montre l’alternance du sens des aimants afin d’obtenir une force électromotrice en phase sur chacun des rubans (5) et obtenir un déplacement uniforme de l’ensemble de la membrane (2).The enlargement of the shows the alternation of the direction of the magnets in order to obtain an electromotive force in phase on each of the ribbons (5) and obtain a uniform movement of the entire membrane (2).

Dans le cadre de cet exemple, il est utilisé des barreaux aimantés bipolaires (6). Ces barreaux sont réalisés par une matière de caoutchouc imprégnée de particules aimantés. Ils sont ainsi souples, résistants et peuvent être coupé à la longueur voulue.In the context of this example, bipolar magnetized bars (6) are used. These bars are made of a rubber material impregnated with magnetic particles. They are therefore flexible, resistant and can be cut to the desired length.

On comprendra par aimants « bipolaires » des aimants qui comportent quatre pôles aimantés, à savoir, deux pôles Nord et deux pôles Sud, avec un pôle Nord qui est adjacent à un pôle Sud, comme visible aux Figs.1 et 10).By “bipolar” magnets we will understand magnets which have four magnetized poles, namely, two North poles and two South poles, with a North pole which is adjacent to a South pole, as visible in Figs.1 and 10).

Il sera noté que les barreaux aimantés bipolaires (6) sont tous identiques et ont une largeur sensiblement égale ou supérieure à la largeur des rubans conducteurs (5) ainsi qu’une longueur sensiblement égale à la longueur des rubans conducteurs (5).It will be noted that the bipolar magnetic bars (6) are all identical and have a width substantially equal to or greater than the width of the conductive ribbons (5) as well as a length substantially equal to the length of the conductive ribbons (5).

Il devra être entendu que le haut-parleur pourra comporter des éléments aimantés différents, monopolaires par exemple, et disposés de telle sorte à appliquer les lois de Laplace, sans sortir du cadre de l’invention. Il pourra aussi être prévu une multitude d’aimants de longueur plus réduite et de largeurs différentes de celles prévues dans le cadre de l’exemple de réalisation décrit ici. Les barreaux aimantés (6) pourront être fixés sur une grille métallique perforées servant de support (7) et maintenant les aimants (6) à une distance proche, entre 1 et 10 mm de l’ensemble membrane (2) plus rubans (5).It should be understood that the loudspeaker may include different magnetic elements, monopolar for example, and arranged in such a way as to apply Laplace's laws, without departing from the scope of the invention. A multitude of magnets of shorter length and widths different from those provided for in the example of embodiment described here may also be provided. The magnetic bars (6) can be fixed on a perforated metal grid serving as a support (7) and maintaining the magnets (6) at a close distance, between 1 and 10 mm from the membrane assembly (2) plus ribbons (5) .

Les deux ensembles de barreaux aimantés (6) sont disposés perpendiculairement de part et d’autre de la membrane, comme montré aux Figs.6 à 10. Ce mode de réalisation assure un fonctionnement dit en « Push-Pull », la membrane étant à la fois repoussée et attirée. Cette solution technique permet une diffusion du son parfaitement symétrique, avec un champ magnétique constant lors des déplacements de la membrane, supprimant ainsi des déformations non linéaires de la membrane et par conséquent des distorsions harmoniques.The two sets of magnetic bars (6) are arranged perpendicularly on either side of the membrane, as shown in Figs.6 to 10. This embodiment ensures so-called “Push-Pull” operation, the membrane being at both repelled and attracted. This technical solution allows perfectly symmetrical sound diffusion, with a constant magnetic field when the membrane moves, thus eliminating non-linear deformations of the membrane and consequently harmonic distortions.

Dans cet exemple de réalisation, les bobinages (3) et (4) ont chacun une résistance électrique comprise entre 2 et 16 Ohms, par exemple de 8 Ohms.In this embodiment, the windings (3) and (4) each have an electrical resistance of between 2 and 16 Ohms, for example 8 Ohms.

Dans ce premier mode de réalisation, les bobinages (3) et (4) sont identiques et ont une même impédance. La force électromotrice induite est ainsi parfaitement symétrique.In this first embodiment, the windings (3) and (4) are identical and have the same impedance. The induced electromotive force is thus perfectly symmetrical.

Les bobinages vertical (3) et horizontal (4) pourront être deux à deux raccordés électriquement en parallèle pour former un circuit ayant une résistance de 4 Ohms, ou en série pour former un circuit ayant une résistance de 16 Ohms.The vertical (3) and horizontal (4) windings can be electrically connected in pairs in parallel to form a circuit with a resistance of 4 Ohms, or in series to form a circuit with a resistance of 16 Ohms.

On va maintenant s’intéresser à un autre mode de réalisation d’un haut-parleur conforme à l’invention.We will now look at another embodiment of a loudspeaker according to the invention.

Dans le cadre de cet autre exemple, il sera fait référence aux Figs.11 à 16.In the context of this other example, reference will be made to Figs.11 to 16.

Dans ce mode de réalisation, la membrane est de forme rectangulaire, ce qui permet d’envisager d’autres géométries pour un ensemble de haut-parleurs haute-fidélité de grande dimension. Cette géométrie apporte une contrainte supplémentaire dans le dimensionnement des éléments moteurs, à savoir, les barreaux aimantés (6) et les bobinages (3) et (4).In this embodiment, the membrane is rectangular in shape, which allows other geometries to be considered for a set of large high-fidelity speakers. This geometry brings an additional constraint in the dimensioning of the motor elements, namely, the magnetized bars (6) and the windings (3) and (4).

Afin de garantir des forces électromotrices (loi de Laplace) symétriques sur les deux faces de la membrane, le bobinage vertical (3) formé des rubans conducteurs parallèles (5) et le bobinage horizontal (4) formé des rubans conducteurs (5) doivent avoir la même résistance électrique afin que les courants circulant dans ceux-ci soient de même valeur.In order to guarantee symmetrical electromotive forces (Laplace's law) on both faces of the membrane, the vertical winding (3) formed from parallel conductive ribbons (5) and the horizontal winding (4) formed from conductive ribbons (5) must have the same electrical resistance so that the currents circulating in them are of the same value.

Dans l’exemple présenté, les rubans conducteurs (5) sont doublés afin d’accroître la force électromotrice et adapter l’impédance à une valeur de 8 Ohms.In the example presented, the conductive ribbons (5) are doubled in order to increase the electromotive force and adapt the impedance to a value of 8 Ohms.

Il devra être entendu que le nombre de rubans conducteurs (5) pourra varier selon la typologie et l’impédance souhaitée du haut-parleur, sans sortir du cadre de l’invention.It should be understood that the number of conductive ribbons (5) may vary depending on the typology and desired impedance of the loudspeaker, without departing from the scope of the invention.

Dans l’exemple considéré ici, les rubans conducteurs (5) sont réalisés en feuilles d’aluminium adhésives d’épaisseur 40 µm, de largeur 4mm et de longueur totale 26 m pour chaque bobinage vertical (3) et horizontal (4).In the example considered here, the conductive ribbons (5) are made of adhesive aluminum sheets with a thickness of 40 µm, a width of 4 mm and a total length of 26 m for each vertical (3) and horizontal (4) winding.

Comme dans le précédent exemple, un barreau aimanté bipolaire (6) est disposé parallèlement au ruban conducteur afin de générer, lors du passage d’un signal électrique dans les rubans (5), une force électromotrice (loi de Laplace).As in the previous example, a bipolar magnetic bar (6) is arranged parallel to the conductive ribbon in order to generate, when an electrical signal passes through the ribbons (5), an electromotive force (Laplace's law).

Afin de garantir des forces électromotrices (loi de Laplace) symétriques sur les deux faces de la membrane, il est important de respecter une égalité dans la longueur totale des barreaux d’aimants (6) pour chacune des faces de la membrane.In order to guarantee symmetrical electromotive forces (Laplace's law) on both faces of the membrane, it is important to respect equality in the total length of the magnet bars (6) for each of the faces of the membrane.

Dans le cadre de cette invention, il peut être envisagé des solutions de filtrage fréquentiel spécifique.In the context of this invention, specific frequency filtering solutions can be considered.

La présence de deux bobinage (3) et (4) dans un même haut-parleur permet d’envisager des solutions de filtrage fréquentiels différents pour chaque bobinage (3) et (4).The presence of two windings (3) and (4) in the same loudspeaker makes it possible to consider different frequency filtering solutions for each winding (3) and (4).

La représente un exemple de filtrage électronique du premier ordre utilisé pour la voie grave médium d’un ensemble de haut-parleurs haute-fidélité. Dans cet exemple, la bobine d’inductance (8), dite « self », réalise un filtre passe bas à 200 Hz sur le bobinage horizontal (4) et la bobine d’inductance (9) assure un filtrage passe bas à 1000 Hz pour le bobinage vertical (3). Lorsque ces deux bobinages (3) et (4) ainsi filtrés sont raccordés à un amplificateur, la courbe de réponse en fréquence fait alors apparaître un gain de 6 dB sur la bande de fréquence inférieure à 200 Hz.There represents an example of first order electronic filtering used for the mid-bass channel of a set of high-fidelity loudspeakers. In this example, the inductance coil (8), called "self", performs a low pass filter at 200 Hz on the horizontal winding (4) and the inductance coil (9) provides low pass filtering at 1000 Hz for the vertical winding (3). When these two windings (3) and (4) thus filtered are connected to an amplifier, the frequency response curve then shows a gain of 6 dB on the frequency band below 200 Hz.

Dans cet exemple, le fonctionnement en « Push-Pull » du bobinage croisé n’intervient que dans les fréquences graves et infra-graves qui nécessitent de grands débattements mécaniques de la membrane.In this example, the “Push-Pull” operation of the crossover winding only occurs in the bass and sub-bass frequencies which require large mechanical movements of the membrane.

D’autres solutions de filtrage passif ou actif à l’aide d’un processeur audio numérique, dit processeur « DSP », offrent une multitude de possibilités pour optimiser la courbe de réponse en fréquence dans le registre des graves et infra-graves, en combinant des filtrages différents sur le bobinage vertical (3) et le bobinage horizontal (4).Other passive or active filtering solutions using a digital audio processor, called a “DSP” processor, offer a multitude of possibilities for optimizing the frequency response curve in the bass and sub-bass register, by combining different filtering on the vertical winding (3) and the horizontal winding (4).

Claims (9)

Haut-parleur plan isodynamique comprenant une membrane (2) de type plan, un premier bobinage plat (3) supporté sur une première face de ladite membrane (2) et au moins un premier barreau aimanté (6) fixé à un premier support (7) en regard de ladite première face, ledit premier bobinage (3) comportant une première série de premiers rubans conducteurs (5) parallèles entre eux, chacun desdits premiers rubans conducteurs (5) étant reliés à au moins un autre premier ruban conducteur (5) parallèle et adjacent par au moins une extrémité de ruban conducteur (5), et ledit au moins un premier barreau aimanté (6) étant disposé parallèlement auxdits premiers rubans conducteurs (5) et ayant une direction Nord/Sud de champ magnétique perpendiculaire auxdits premiers rubans conducteurs (5), caractérisé en ce qu’il comprend également un deuxième bobinage plat (4) supporté sur une deuxième face de ladite membrane (2), isolé électriquement dudit premier bobinage (3), et au moins un deuxième barreau aimanté (6) fixé à un deuxième support (7) en regard de ladite deuxième face et disposé perpendiculairement audit au moins un premier barreau aimanté (6), ledit deuxième bobinage (4) comportant une deuxième série de deuxièmes rubans conducteurs (5) parallèles entre eux et perpendiculaires auxdits premiers rubans conducteurs (5), chacun desdits deuxièmes rubans conducteurs (5) étant reliés à au moins un autre deuxième ruban conducteur (5) parallèle et adjacent par au moins une extrémité de ruban conducteur (5), et ledit au moins un deuxième barreau aimanté (6) étant disposé parallèlement auxdits deuxièmes rubans conducteurs (5) et ayant une direction Nord/Sud de champ magnétique perpendiculaire auxdits deuxièmes rubans conducteurs (5).Isodynamic planar loudspeaker comprising a membrane (2) of planar type, a first flat winding (3) supported on a first face of said membrane (2) and at least one first magnetic bar (6) fixed to a first support (7 ) facing said first face, said first winding (3) comprising a first series of first conductive strips (5) parallel to each other, each of said first conductive strips (5) being connected to at least one other first conductive strip (5) parallel and adjacent by at least one end of conductive ribbon (5), and said at least one first magnetic bar (6) being arranged parallel to said first conductive ribbons (5) and having a North/South direction of magnetic field perpendicular to said first ribbons conductors (5), characterized in that it also comprises a second flat winding (4) supported on a second face of said membrane (2), electrically isolated from said first winding (3), and at least one second magnetic bar (6 ) fixed to a second support (7) facing said second face and arranged perpendicular to said at least one first magnetic bar (6), said second winding (4) comprising a second series of second conductive ribbons (5) parallel to each other and perpendicular to said first conductive strips (5), each of said second conductive strips (5) being connected to at least one other second conductive strip (5) parallel and adjacent by at least one end of conductive strip (5), and said at least one second magnetic bar (6) being arranged parallel to said second conductive ribbons (5) and having a North/South direction of magnetic field perpendicular to said second conductive ribbons (5). Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un dit barreau aimanté (6) est bipolaire et comprend un pôle Nord et un pôle Sud adjacents.Loudspeaker according to claim 1, characterized in that at least one said magnetic bar (6) is bipolar and comprises an adjacent North pole and a South pole. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un dit barreau aimanté (6) est formé de deux aimants monopolaires qui sont disposés alternativement avec un pôle Nord et un pôle Sud situés de part et d’autre d’un dit ruban conducteur (5).Loudspeaker according to claim 1, characterized in that at least one said magnetic bar (6) is formed of two monopolar magnets which are arranged alternately with a North pole and a South pole located on either side of said conductive tape (5). Haut-parleur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que au moins un dit barreau aimanté (6) a une largeur correspondant à celle d’un dit ruban conducteur (5).Loudspeaker according to claim 2 or 3, characterized in that at least one said magnetic bar (6) has a width corresponding to that of said conductive ribbon (5). Haut-parleur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que au moins un dit barreau aimanté (6) a une largeur supérieure à celle d’un dit ruban conducteur (5).Loudspeaker according to claim 2 or 3, characterized in that at least one said magnetic bar (6) has a width greater than that of said conductive ribbon (5). Haut-parleur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un dit support (7) est formé d’une tôle perforée.Loudspeaker according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one said support (7) is made of perforated sheet metal. Haut-parleur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite membrane (2) est formée d’un matériau mince électriquement isolant.Loudspeaker according to any one of the preceding claims, characterized in that said membrane (2) is formed of a thin electrically insulating material. Haut-parleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite membrane (2) est formée d’une feuille de papier.Loudspeaker according to claim 7, characterized in that said membrane (2) is formed from a sheet of paper. Haut-parleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite membrane (2) est formée d’un film plastique polyester.Loudspeaker according to claim 7, characterized in that said membrane (2) is formed of a polyester plastic film.
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