WO2012069708A1 - Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication - Google Patents

Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication Download PDF

Info

Publication number
WO2012069708A1
WO2012069708A1 PCT/FR2011/000585 FR2011000585W WO2012069708A1 WO 2012069708 A1 WO2012069708 A1 WO 2012069708A1 FR 2011000585 W FR2011000585 W FR 2011000585W WO 2012069708 A1 WO2012069708 A1 WO 2012069708A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cavity
acoustic
electro
foci
fli
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/000585
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Dumay
Guy Lemarquand
Original Assignee
Daniel Dumay
Guy Lemarquand
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daniel Dumay, Guy Lemarquand filed Critical Daniel Dumay
Priority to EP11805070.7A priority Critical patent/EP2643980A1/fr
Priority to US13/988,923 priority patent/US9210490B2/en
Publication of WO2012069708A1 publication Critical patent/WO2012069708A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2869—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself
    • H04R1/2884—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself by means of the enclosure structure, i.e. strengthening or shape of the enclosure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/02—Details casings, cabinets or mounting therein for transducers covered by H04R1/02 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/029—Manufacturing aspects of enclosures transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure

Definitions

  • the present invention relates to a high fidelity electroacoustic enclosure and its method of manufacture.
  • Electroacoustic loudspeakers are commonly called “two-way” or “three-way”, each channel being constituted by one or more electromagnetic transducers, called “loudspeakers”, and a cavity, called “charge” forming the seat. at the rear of the speaker which is fixed on the front wall thus closing the load.
  • the dimensions, the volume, the geometry and the surface state of the load are adapted according to the desired frequency range and the performances to be achieved.
  • the track or stage “boomer” is expected to restore frequencies between about 20 and 600 Hz
  • the "medium” stage is expected to restore frequencies between about 500 and 10 000 Hz
  • the “tweeter” stage is intended to reproduce frequencies from around 8000 Hz and, in principle, beyond 20 000 Hz.
  • the body of the electro-acoustic enclosure delimiting the load is generally made of wood-based panels, for example medium.
  • reciprocating or periodic movements of the speaker diaphragms cause the loudspeaker brackets and panels to vibrate. These vibrations parasitize the sound emitted by the electroacoustic speaker and interfere with the faithful reproduction of the recorded music. This nuisance is all the more prejudicial as the surface of the panels is clearly greater than that of the speaker diaphragm.
  • the emission surface of the parasitic vibrations is therefore greater than that of the membranes.
  • the natural frequency of the panels can correspond to an exciter frequency of each speaker membrane.
  • the publication CN 2 274 853 describes an electro-acoustic enclosure comprising assembled panels, each panel being made of flat natural stone.
  • the publication CN 2 371 745 describes an electro-acoustic enclosure comprising assembled panels, each panel being made of stone such as in particular carnelian, granite or marble to limit the parasitic effects of the resonance of the walls.
  • the publication CN 2 284 477 also describes an electro-acoustic enclosure comprising assembled panels, each panel being made of stone for obtaining a pure, clean, rich and high quality sound.
  • the publication DE 10 111 129 describes an electro-acoustic enclosure whose walls are flat or curved and made of wood, stone, metal, plastic or artificial stone.
  • the performance of the enclosure also depends on the volume and shape of the cavity forming the load, the geometry and the dimensions of the vents in the case. a speaker "bass reflex".
  • the parallelism of the inner walls of the cavity is conducive to the formation in the cavities of unsteady wave trains and parasitic standing waves.
  • the presence of these vibratory modes affects the displacement of the membranes by creating intermodulation distortions and interferences which prevent the electro-acoustic enclosure from reaching an optimal level of reproduction of the sound signal.
  • a first technique consists in forming surface irregularities by randomly digging the inner wall of the cavity.
  • publication CN 2 279 755 a monobloc electro-acoustic enclosure made of stone, the load has an irregular surface in order to reduce vibrations and parasitic resonances.
  • JP 8,275,283 discloses an electro-acoustic chamber formed by digging a stone by means of a rounded tool forming a random rough internal surface to limit the resonance of the walls.
  • Another technique, used by some electroacoustic loudspeaker manufacturers, is to provide, inside the cavity, coatings, for example corrugated, foam type, for example compact synthetic foam with low density whose function is to absorb or diffract in part the energy of the waves inside the cavity.
  • coatings for example corrugated, foam type, for example compact synthetic foam with low density whose function is to absorb or diffract in part the energy of the waves inside the cavity.
  • cavities of non-parallelepipedic shapes make it possible to significantly reduce the parasitic phenomena associated with the waves generated by the parallel walls of traditional electroacoustic loudspeakers.
  • the publication DE 4 227 696 describes an enclosure electro-acoustic comprising two semispherical shapes assembled together and whose walls are made of concrete.
  • the publication CN 2 489 531 describes an electro-acoustic enclosure whose external appearance simulates that of a natural stone and whose inner walls have an irregular surface state and are not parallel to each other.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks by proposing a high-fidelity electro-acoustic loudspeaker enabling the "cash signature" to be canceled and the backward waves returning to the front to be eliminated in order to obtain the ideal conditions for faithful reproduction of recorded music.
  • the invention relates to an electroacoustic enclosure comprising walls defining at least one cavity provided with an opening closed by at least one loudspeaker comprising a membrane whose front surface emits a front wave and whose rear surface emits a rear wave.
  • said loudspeaker being thus defined in particular by the position of its front acoustic center for said front wave, by the position of its rear acoustic center for said rear wave and by its central axis passing through the front and rear acoustic centers.
  • Said electro-acoustic chamber is remarkable in that it is called "close", that is to say free of vent and in that the shape of said cavity is such that its intersection with any plane containing said central axis said speaker is at least a portion of an ellipse having particular characteristics as a distinct first focus and a second focus and a major axis whose intersection with said ellipse defines a first extreme point and a second extreme point, respectively distributed on either side of the first and second foci, said major axes of said ellipses being arranged to be substantially merged with said central axis of said speaker, said opening being secant to said ellipses so that said second end points of each ellipse are located on the other side of said opening relative to the cavity, in that the cavity is arranged so that said first extreme points are substantially merged, said first foci are substantially merged, and at least part of said second foci are distant, and in that said speaker and said cavity are arranged so that said rear acoustic center of said speaker is located between
  • the rear acoustic waves can not come out, they are trapped by a phenomenon that can be described as an "acoustic black hole".
  • the electro-acoustic enclosure according to the invention thus achieves unmatched sound reproduction quality. Indeed, only the waves emitted by the front surface of the speaker diaphragm out of the electro-acoustic enclosure.
  • the acoustic center behind the loudspeaker being framed by the range of variation of the second foci of all the ellipses characterizing the geometry of the cavity, the waves emitted by the rear surface of the speaker's membrane, after reflection on the walls of the the cavity, converge towards the first focus, single.
  • the parasitic waves emitted by the rear surface of the membrane are trapped and eventually disappear by the interplay of internal friction of viscosity between the air molecules contained in the cavity, without damaging the sound emitted by the front surface of the membrane the speaker of the electro-acoustic speaker.
  • the shape of said cavity is an ellipsoid of revolution so that all the ellipses are identical and that their first foci, their second foci, their first extreme points and their second extreme points are substantially merged, and said speaker and said cavity are arranged so that the median position of said rear acoustic center of said speaker is substantially merged with the second foci of said ellipses.
  • Said walls of said cavity are preferably monobloc and made of a material whose density is greater than 1600 kg / m 3 by molding and / or machining.
  • Said material constituting the block forming said walls of said cavity is advantageously heterogeneous and coherent.
  • said walls of said cavity are made of a dense and homogeneous material such as plaster, cement and some plastic materials.
  • said walls of said cavity are made of a metallic material.
  • the electro-acoustic enclosure preferably comprises at least a first and a second cavity.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an electro-acoustic chamber according to the invention
  • FIG. 2 is a diagrammatic view illustrating the shape of the cavity of the electro-acoustic enclosure according to the invention, the vertical and horizontal sectional planes being folded in the same plane, and the opening of the electromagnetic enclosure. acoustic being schematized by a vertical line,
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the cavity of the electro-acoustic chamber illustrating the phenomenon of "acoustic black hole" in which the parasitic waves flow, after reflections by the walls in both directions of movement represented by means arrows, between the first focus and the second focus of each specific ellipse delimiting the cavity of the electro-acoustic enclosure.
  • the electroacoustic enclosure 10 comprises a first cavity 1 and a second cavity 2, preferably made of a block of single solid material.
  • Each first and second cavity 1, 2 is provided with an opening 11, 21, closed respectively by a first speaker 12 and a second speaker 22.
  • the electro-acoustic enclosure is formed by the assembly of blocks, each block corresponding to a path of the electro-acoustic enclosure and having at least one cavity closed by at least one speaker. As illustrated, this electro-acoustic enclosure 10 is preferably called "close", that is to say free of vent.
  • the first speaker 12 (or electrodynamic transducer) comprises a membrane whose front surface emits a front wave and whose rear surface emits a rear wave.
  • the first speaker 12 is thus characterized in particular by its front acoustic center, its rear acoustic center A1 and by its central axis X1-X1 'passing through the front and rear acoustic centers A1 of the first loudspeaker 12.
  • the second loudspeaker 12 speaker 22 (or electrodynamic transducer) also has a membrane whose front surface emits a front wave and the rear surface emits a back wave.
  • the second loudspeaker 22 is thus characterized in particular by its front acoustic center, its rear acoustic center A2 and its central axis X2-X2 'passing through the front and rear acoustic centers A2 of the second loudspeaker 22.
  • the front acoustic center of a loudspeaker is known to those skilled in the art. Indeed, it is well known that an acoustic wave is a local variation of the pressure due to the propagation of an overall motion of air molecules and that each spherical wave has an acoustic center which is the point in 1 space located at the origin of said acoustic wave. By analogy with waves on the surface of the water of a basin, the center of the wave is the place where a stone was thrown into the water. In particular, see John Vanderkooy's article "The Acoustic Center: A New Concept for Loudspeakers at Low Frequencies" published in the AES Convention Paper 6912, 121st Convention dating from 5-8 October 2006.
  • These two front and rear acoustic centers A1, A2 determining the central axis XI, XI ', X2, X2' of said loudspeaker 12, 22.
  • intersection with any plane containing the central axis Xl-Xl 'of the first speaker 12 is a portion of an ellipse Eli.
  • the intersection with a first plane containing the central axis X1-X1 'of the first speaker 12 is a portion of an ellipse Eli.
  • FIG. 2 thus makes it possible to illustrate the two elliptical portions Ell and E12 obtained by the intersection of the first cavity 1 with first and second distinct sectional planes, for example a vertical sectional plane and a horizontal sectional plane.
  • the ellipse Ell is characterized in particular by its first focus Fil, its second focus Fil 'and its large axis Xll-Xll' whose intersection with the ellipse Ell defines the first extreme point P11 and the second extreme point P11 ' , the first and second extreme points Pli, Pli 'being respectively distributed on each side of the first and second filament and fil' focal points,
  • the ellipse E12 is characterized in particular by its first focus F12, its second focus F12 'and its major axis X12-X12' whose intersection with ellipse E12 defines the first end point P12 and the second end point P12 ', the first and second extreme points P12, P12 'being respectively distributed on each side of the first and second foci F12 and F12'.
  • the first focus Fil of the ellipse Ell is distant from the second focus Fil 'of the same ellipse Ell.
  • the major axis Xll-Xll 'of the ellipse Ell is substantially coincidental with the central axis X1-X1' of the loudspeaker 12.
  • the first focus F12 of the ellipse E12 is distant from the second focus F12 'of the same ellipse E12.
  • the major axis X12-X12 'of the ellipse E12 is substantially coincidental with the central axis X1-X1' of the first speaker 12.
  • substantially merged is meant here that the tolerance of the lateral setting and the angular setting of the major axis Xll-Xll 'of the ellipse Ell with respect to the central axis Xl-Xl' of the loudspeaker 12 is defined by the maximum precision allowed by the machine implemented by the Man of the art to perform this operation.
  • the same goes for the long axis X12-X12 'of the ellipse E12.
  • the opening 11 is intersecting with ellipses Ell, E12 so that the second end points P11 ', P12' are located on the other side of the opening 11 adapted to receive the first speaker 12 with respect to cavity 1 according to Figures 1 and 2.
  • the second extreme points P11 ', P12' are virtual points shown in the figures for the purpose of understanding the shape of the first cavity 1.
  • the first foci Fil, F12 of ellipses Ell, E12 are substantially merged and the second foci Fil ', F12' of ellipses Ell, E12 are distant.
  • the rear acoustic center Al of the first speaker 12 is located between the second foci Fil 'and F12' respectively ellipses Ell, E12.
  • the rear acoustic center Al has a variable position depending on the sound frequency.
  • the position of the rear acoustic center A1 varies along a segment of the central axis X1-X1 'of the loudspeaker 12 whose ends correspond to the positions of the rear acoustic center A1 for the lowest frequency and for the highest frequency.
  • One of the features of the invention is such that said segment of the central axis X1-X1 'is located between the second foci furthest away from each other, namely the second focus of the smallest of said ellipses Eli of the first cavity 1 and the second focus of the largest of said ellipses Eli of the first cavity 1.
  • small ellipse denotes an ellipse whose first and second extreme points are the closest, and conversely, "large ellipse", an ellipse whose first and second extreme points are the furthest apart.
  • the waves emitted by the rear surface of the membrane of the first loudspeaker 12 are trapped in the first cavity 1 by a kind of "acoustic black hole” phenomenon, related to the properties of the ellipses Eli of the cavity 1.
  • the parasitic waves move between the first foci Fil and the second foci Fil ', in the two directions of circulation represented by means of the arrows C1 and C2, by bouncing against the walls of the first cavity 1.
  • first cavity 1 is "closed", that is to say, free of vent, because the whole purpose of the invention is to remove said cash signature and the rear waves returning to the front of the enclosure substantially geometrically “trapping" the back wave within the first cavity 1.
  • the geometry of the second cavity 2 is comparable to that of the first cavity 1.
  • its intersection by any plane containing the central axis X2-X2 'of the second speaker 22 is a portion of an ellipse E2i such that the ellipse E21 shown.
  • the ellipse E21 is defined by its first focus F21, its second focus F21 'and its major axis X21-X21' whose intersection with the ellipse E21 defines the first end point P21 and the second end point P21 ', the first and second extreme points P21, P21 'being respectively distributed on either side of the first and second fireplaces F21 and F21 '.
  • the first focus F21 of the ellipse E21 is distant from the second focus F21 'of the same ellipse E21. It is the same for the first foci F2i and the second foci F2i 'of the other ellipses E2i defining the second cavity 2.
  • the major axis X21-X21' of the ellipse E21 is substantially coincident with the central axis X2 -X2 'of the second speaker 22.
  • substantially merged is meant here that the tolerance of the lateral setting and the angular setting of the major axis X21-X21' the ellipse E21 relative to the central axis X2-X2 ' second speaker 22 is defined by the maximum accuracy allowed by the machine implemented by the skilled person to perform this operation. The same is true for the major axes X2i-X2i 'of the other ellipses E2i defining the second cavity 2.
  • the second extreme points P2i' are thus virtual points, in particular the second extreme point P22, represented in FIG. the needs of the understanding of the shape of the second cavity 2.
  • the first foci F2i (whose first focus F21) ellipses E2i (whose ellipse E21) are substantially merged, and the second foci F2i 'ellipses E2i are distant .
  • the rear acoustic center A2 of the second speaker 22 is located between the second foci F2i 'ellipses E2i.
  • the rear acoustic center A2 has a variable position depending on the sound frequency.
  • the position of the rear acoustic center A2 varies along a segment of the central axis X2-X2 'of the loudspeaker 22 whose ends correspond to the positions of the rear acoustic center A2 for the lowest frequency and for the highest frequency.
  • One of the features of the invention is such that said segment of the central axis X2-X2 'is located between the second foci furthest away from each other, namely the second focus of the smallest of said eli ellipses of the second cavity 2 and the second focus of the largest of said ellipses E2i of the second cavity 2.
  • the parasitic waves are trapped in the second cavity 2 between the first foci F2i and the second foci F2i 'between which they eventually fade, by the interplay of internal friction viscosity between the air molecules contained in the cavity, consecutive repeated rebounds against the walls of the second cavity 2.
  • the sound emitted by the front surface of the membrane of the second speaker 22 of the electroacoustic enclosure 10 is not altered by these parasitic waves.
  • the electroacoustic enclosure 10 has an external shape corresponding at least in part to an ellipsoid, remarkable in particular by its first home F_3 and second home F3 'distant, and by its major axis X3-X3'.
  • This ellipsoid is preferably an ellipsoid of revolution.
  • the single block of material is preferably a block having a density greater than 1600 kg / m3.
  • a heterogeneous and coherent material such as, for example, natural stone or ceramic is chosen.
  • natural, non-oriented, textured rocks may be used, in particular, biocetric limestones, oolitic limestones, and metamorphic limestones with densities ranging from about 1,600 kg / m3 to 2,900 kg / m3.
  • a trachy-andesite or so-called trachyandesite that is to say a volcanic intraplate rock of the alkaline series, intermediate between a trachybasalte and a trachyte.
  • the cavities can be closed by several speakers.
  • electroacoustic enclosures 10 In order to manufacture electroacoustic enclosures 10 according to the invention, a manufacturing method is implemented in which the number of cavities 1, 2 required is made by digging the front face of the block of material. This operation can advantageously be performed by means of industrial tools such as numerically controlled machines for example "five axes". With the same production means, it is possible to make the outer ellipsoid of the electroacoustic enclosure 10.
  • the cavities 1, 2 are made from moldable materials, the latter can be manufactured by molding.
  • the electro-acoustic device 10 makes it possible to produce an acoustic seal which makes it possible to avoid the formation of stationary waves in the first cavity " 1 " and in the second cavity 2 which are stationary waves which would interfere with the movement of the membrane. speakers 12, 22 and would create unacceptable vibration nuisances.
  • the shape or geometry of the first cavity 1 is an ellipsoid of revolution.
  • the intersection of the first cavity 1 with any plane containing the central axis X1-X1 'of the first speaker 12 is a portion of an ellipse E1 and the intersection of the first cavity 1 with any plane perpendicular to the central axis X1-X1 'of the first speaker 12 is a circle.
  • Eli ellipses are characterized in particular by their first and second homes distant from each other and their major axis whose intersection with ellipses Eli defines their first extreme point and their second extreme point, the first and second extreme points being respectively distributed on each side of the first and second homes Fil and Fil '
  • all the ellipses Eli are identical and therefore all the first foci are substantially merged, all the second foci are substantially merged, all the first extreme points are substantially merged and all the second points are substantially merged. .
  • the rear acoustic center Al of the loudspeaker 12 is located so that its position median is substantially confounded with the second focus ellipses Eli.
  • the term "middle position” refers to the middle of the segment of the central axis X1-X1 'of the loudspeaker 12, the ends of which correspond respectively to the positions of the rear acoustic center A1 for the lowest frequency and for the highest frequency. .
  • the electro-acoustic enclosure 10 according to the invention can be used for any type of sound installation, by individuals, professionals and / or manufacturers.
  • the electro-acoustic enclosure 10 according to the invention can also be manufactured according to an industrial process adapted to the larger or smaller scale needs to meet.

Abstract

L' invention concerne une enceinte électro- acoustique (10) comportant des parois définissant deux cavités (1; 2), chacune pourvue d' une ouverture (11; 21) obturée par un haut-parleur (12; 22), remarquable en ce qu'elle est dite « close » et en ce que chaque cavité (1; 2) a une forme dont 1' intersection par tout plan contenant l'axe central (Xl-Xl '; X2, X2 ' ) dudit haut- parleur (12; 22) est une portion d'ellipse (Eli; E2i), les grands axes (Xli-Xli'; X2i-X2i' ) desdites ellipses (Eli; E2i) étant sensiblement confondus avec ledit axe central (Xl-Xl'; Χ2,Χ2') dudit haut- parleur (12; 22), ladite ouverture (11; 21) étant sécante auxdites ellipses (Eli; E2i) de manière a ce que les seconds points extrêmes (Pli'; P2i' ) de chaque ellipse (Eli; E2i) soient situes dans ladite ouverture (11; 21).

Description

ENCEINTE ELECTRO-ACOUSTIQUE HAUTE FIDELITE ET PROCEDE DE
FABRICATION
Domaine technique
La présente invention concerne une enceinte électroacoustique haute fidélité et son procédé de fabrication. Technique antérieure
De tout temps, on a cherché à améliorer la reproductibilité musicale des enceintes électroacoustiques. De manière courante, les enceintes électroacoustiques sont dites « deux voies » ou « trois voies », chaque voie étant constituée par un ou plusieurs transducteurs électromagnétiques, appelés « haut- parleurs », et d'une cavité, appelée « charge » formant le siège à l'arrière du haut-parleur qui est fixé sur la paroi avant obturant ainsi la charge. Les dimensions, le volume, la géométrie et l'état de surface de la charge sont adaptés en fonction de la plage de fréquences souhaitée et des performances à atteindre. Ainsi, la voie ou étage « boomer » est prévu pour restituer des fréquences comprises entre environ 20 et 600 Hz, l'étage « médium » est prévu pour restituer des fréquences comprises entre environ 500 et 10 000 Hz et l'étage « tweeter » est prévu pour restituer des fréquences à partir d'environ 8 000 Hz et, en principe, au-delà de 20 000 Hz.
Le corps de l'enceinte électro-acoustique délimitant la charge est généralement réalisé en panneaux à base de bois, par exemple du médium. Au cours du fonctionnement des enceintes électro-acoustiques, les mouvements alternatifs ou périodiques des membranes des haut-parleurs font vibrer les supports des haut-parleurs et les panneaux. Ces vibrations parasitent le son émis par l'enceinte électroacoustique et nuisent à la reproduction fidèle de la musique enregistrée. Cette nuisance est d'autant plus préjudiciable que la surface des panneaux est nettement supérieure à celle de la membrane du haut-parleur. La surface d'émission des vibrations parasites est donc supérieure à celle des membranes. Selon les propriétés mécaniques des panneaux et selon leur mode d'assemblage, la fréquence propre des panneaux peut correspondre à une fréquence excitatrice de chaque membrane de haut-parleur. Ce couplage intempestif des fréquences crée alors un fonctionnement en résonance, rédhibitoire pour la qualité de la restitution acoustique. Ces phénomènes vibratoires sont bien connus sous la dénomination de « signature de caisse » et créent des distorsions d' intermodulation interdisant la reproduction fidèle des signaux émis par les haut-parleurs .
Par ailleurs, outre la vibration des parois de l'enceinte acoustique, il est connu que l'onde arrière se réfléchit sur lesdites parois et ressort vers l'avant de l'enceinte en créant des distorsions supplémentaires.
Certains constructeurs ont tenté de minimiser le problème de la « signature de caisse », notamment en rigidifiant les panneaux, par exemple en utilisant des panneaux de type sandwich réalisés à base de fibres croisées, assemblés par collage et reliés par des raidisseurs transversaux.
La publication CN 2 274 853 décrit une enceinte électro-acoustique comportant des panneaux assemblés, chaque panneau étant réalisé en pierre naturelle plate.
La publication CN 2 371 745 décrit une enceinte électro-acoustique comportant des panneaux assemblés, chaque panneau étant réalisé en pierre telle que notamment du carnelian, du granité ou du marbre pour limiter les effets parasites de la résonance des parois.
La publication CN 2 284 477 décrit également une enceinte électro-acoustique comportant des panneaux assemblés, chaque panneau étant réalisé en pierre pour l'obtention d'un son pur, propre, riche et de haute qualité .
Enfin, la publication DE 10 111 129 décrit une enceinte électro-acoustique dont les parois sont plates ou incurvées et constituées de bois, pierre, métal, plastique ou pierre artificielle.
Malgré les différentes techniques utilisées, ces enceintes électro-acoustiques ne permettent pas d' obtenir une « signature de caisse » suffisamment réduite pour l'obtention d'un son de haute qualité.
Outre les matériaux utilisés et l'état de surface de la charge, il est connu que les performances de l'enceinte dépendent également du volume et de la forme de la cavité formant la charge, de la géométrie et des dimensions des évents dans le cas d'une enceinte « bass réflex ».
Depuis les travaux de certains précurseurs tels que Neville THIELE, Siegfried LINKWITZ, Garry MAGOLIS et Richard H. SMALL qui ont posé les bases de l' électroacoustique, des logiciels ont été mis au point pour déterminer de manière optimale le volume et la géométrie des évents, pour les enceintes bass reflex, en fonction des caractéristiques des haut-parleurs.
Concernant la géométrie de la cavité, il est reconnu que le parallélisme des parois intérieures de la cavité est propice à la formation, dans les cavités, de trains d'ondes instationnaires et d'ondes stationnaires parasites. La présence de ces modes vibratoires affecte le déplacement des membranes en créant des distorsions et des interférences d'intermodulation qui empêchent l'enceinte électro-acoustique d'atteindre un niveau de restitution optimal du signal sonore. Aussi, pour éviter les émissions parasites générées par les parois parallèles, il a été imaginé de modifier l'état de surface des parois intérieures des cavités, par exemple de manière aléatoire, pour brouiller les ondes acoustiques émises à l'arrière de la membrane et limiter ainsi ce problème.
Une première technique consiste à former des irrégularités de surface par creusement aléatoire de la paroi intérieure de la cavité.
On connaît notamment, de la publication CN 2 279 755, une enceinte électro-acoustique monobloc réalisée en pierre, dont la charge a une surface irrégulière dans le but de réduire les vibrations et résonances parasites.
La publication JP 8 275 283 décrit une enceinte électro-acoustique formée par creusement d'une pierre au moyen d'un outil arrondi formant une surface interne rugueuse aléatoire pour limiter la résonance des parois.
Les expériences menées avec ce genre d' enceintes électro-acoustiques n'ont toutefois pas été satisfaisantes.
Une autre technique, utilisée par certains constructeurs d'enceintes électro-acoustiques, consiste à prévoir, à l'intérieur de la cavité, des revêtements, par exemple ondulés, de type mousse, par exemple en mousse synthétique compacte à faible densité dont la fonction est d'absorber ou de diffracter en partie l'énergie des ondes à l'intérieur de la cavité.
Ces solutions ne sont, néanmoins, pas satisfaisantes.
Par ailleurs, il a été démontré que les cavités de formes non parallélépipédiques permettaient de réduire de façon significative les phénomènes parasites liés aux ondes générées par les parois parallèles des enceintes électroacoustiques traditionnelles.
On connaît, notamment la publication DE 8 222 350 qui décrit une enceinte électro-acoustique dont la paroi est formée en graviers de pierre naturelle reliés par une résine, cette enceinte électro-acoustique ayant une forme sphérique .
La publication DE 4 227 696 décrit une enceinte électro-acoustique comportant deux formes demi-sphériques assemblées entre-elles et dont les parois sont réalisées en béton .
La publication CN 2 489 531 décrit une enceinte électro-acoustique dont l'aspect extérieur simule celui d'une pierre naturelle et dont les parois intérieures ont un état de surface irrégulier et ne sont pas parallèles entre-elles .
Les différentes géométries testées ne permettent néanmoins pas d' atteindre un niveau de reproduction acoustique satisfaisant.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant une enceinte électro-acoustique haute fidélité permettant d'annuler « la signature de caisse » et de supprimer les ondes arrière revenant à l'avant afin d'obtenir les conditions idéales de restitution fidèle de la musique enregistrée.
Exposé de l'invention
L' invention concerne une enceinte électro-acoustique comportant des parois définissant au moins une cavité pourvue d' une ouverture obturée par au moins un haut- parleur comportant une membrane dont la surface avant émet une onde avant et dont la surface arrière émet une onde arrière, ledit haut-parleur étant ainsi défini notamment par la position de son centre acoustique avant pour ladite onde avant, par la position de son centre acoustique arrière pour ladite onde arrière et par son axe central passant par les centres acoustiques avant et arrière. Ladite enceinte électro-acoustique est remarquable en ce qu'elle est dite « close », c'est-à-dire exempte d' évent et en ce que la forme de ladite cavité est telle que son intersection avec tout plan contenant ledit axe central dudit haut-parleur est au moins une portion d'une ellipse ayant notamment comme caractéristiques un premier foyer et un second foyer distincts et un grand axe dont l'intersection avec ladite ellipse définit un premier point extrême et un second point extrême, répartis respectivement de part et d'autre des premier et second foyers, lesdits grands axes desdites ellipses étant agencés pour être sensiblement confondus avec ledit axe central dudit haut- parleur, ladite ouverture étant sécante auxdites ellipses de manière à ce que lesdits seconds points extrêmes de chaque ellipse soient situés de l'autre de coté de ladite ouverture par rapport à la cavité, en ce que la cavité est agencée pour que lesdits premiers points extrêmes soient sensiblement confondus, lesdits premiers foyers soient sensiblement confondus, et au moins une partie desdits seconds foyers soient distants, et en ce que ledit haut- parleur et ladite cavité sont agencés pour que ledit centre acoustique arrière dudit haut-parleur soit situé entre lesdits seconds foyers les plus éloignés l'un de l'autre desdites ellipses formant ladite cavité ou confondu avec l'un desdits seconds foyers les plus éloignés l'un de 1 ' autre .
De part cette disposition particulière, les ondes acoustiques arrières ne peuvent ressortir, elles sont piégées par un phénomène qui peut être décrit comme un "trou noir acoustique".
L'enceinte électro-acoustique selon l'invention permet ainsi d'atteindre une qualité de reproduction sonore inégalée. En effet, seules les ondes émises par la surface avant de la membrane du haut-parleur sortent de l'enceinte électro-acoustique. Le centre acoustique arrière du haut- parleur étant encadré par la plage de variation des seconds foyers de toutes les ellipses caractérisant la géométrie de la cavité, les ondes émises par la surface arrière de la membrane du haut-parleur, après réflexion sur les parois de la cavité, convergent vers le premier foyer, unique. Ainsi, les ondes parasites émises par la surface arrière de la membrane sont piégées et finissent par disparaître par le jeu des frottements internes de viscosité entre les molécules d'air contenues dans la cavité, sans détériorer le son émis par la surface avant de la membrane du haut- parleur de l'enceinte électro-acoustique.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la forme de ladite cavité est un ellipsoïde de révolution de sorte que toutes les ellipses soient identiques et que leurs premiers foyers, leurs seconds foyers, leurs premiers points extrêmes et leurs seconds points extrêmes soient sensiblement confondus, et en ce que ledit haut-parleur et ladite cavité sont agencés pour que la position médiane dudit centre acoustique arrière dudit haut-parleur soit sensiblement confondue avec le second foyers desdites ellipses .
Lesdites parois de ladite cavité sont de préférence monobloc et réalisées dans un matériau dont la masse volumique est supérieure à 1 600 kg/m3 par moulage et/ou usinage.
Ledit matériau constituant le bloc formant lesdites parois de ladite cavité est avantageusement hétérogène et cohérent .
Selon un mode de réalisation préférentiel, lesdites parois de ladite cavité sont réalisées dans un matériau dense et homogène tel que le plâtre, le ciment et certains matériaux plastiques.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, lesdites parois de ladite cavité sont réalisées dans un matériau métallique.
L'enceinte électro-acoustique comporte de préférence au moins une première et une seconde cavités. Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d' une enceinte électro-acoustique selon l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique illustrant la forme de la cavité de l'enceinte électro-acoustique selon l'invention, les plans de coupe verticaux et horizontaux étant rabattus dans un même plan, et l'ouverture de l'enceinte électro-acoustique étant schématisée par un trait vertical,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe de la cavité de l'enceinte électro-acoustique illustrant le phénomène de « trou noir acoustique » conformément auquel les ondes parasites circulent, après réflexions par les parois dans les deux sens de circulation représentés au moyen des flèches, entre le premier foyer et le second foyer de chaque ellipse spécifique délimitant la cavité de l'enceinte électro-acoustique.
Meilleure manière de réaliser l'invention
La suite de la description est basée sur une enceinte électro-acoustique deux voies. Il est bien entendu que l'invention s'applique à tout type d'enceintes électroacoustiques, quel que soit son nombre de voies.
En référence à la figure 1, l'enceinte électroacoustique 10, selon l'invention comporte une première cavité 1 et une seconde cavité 2, réalisées de préférence dans un bloc de matériau massif unique. Chaque première et seconde cavités 1, 2, est pourvue d'une ouverture 11, 21, obturée respectivement par un premier haut-parleur 12 et un second haut-parleur 22. Dans une variante de réalisation non représentée, l'enceinte électro-acoustique est formée par l'assemblage de blocs, chaque bloc correspondant à une voie de l'enceinte électro-acoustique et comportant au moins une cavité obturée par au moins un haut-parleur. Comme illustré, cette enceinte électro-acoustique 10 est de préférence dite « close », c'est-à-dire exempte d' évent.
Le premier haut-parleur 12 (ou transducteur électrodynamique) comporte une membrane dont la surface avant émet une onde avant et dont la surface arrière émet une onde arrière. Le premier haut-parleur 12 est ainsi caractérisé notamment par son centre acoustique avant, son centre acoustique arrière Al et par son axe central Xl-Xl' passant par les centres acoustiques avant et arrière Al du premier haut-parleur 12. Le second haut-parleur 22 (ou transducteur électrodynamique) comporte également une membrane dont la surface avant émet une onde avant et la surface arrière émet une onde arrière. Le second haut- parleur 22 est ainsi caractérisé notamment par son centre acoustique avant, son centre acoustique arrière A2 et par son axe central X2-X2 ' passant par les centres acoustiques avant et arrière A2 du second haut-parleur 22.
Le centre acoustique avant d'un haut-parleur est connu de l'Homme du Métier. En effet, il est bien connu qu'une onde acoustique est une variation locale de la pression due à la propagation d'un mouvement d'ensemble de molécules d'air et que chaque onde sphérique possède un centre acoustique qui est le point dans 1 ' espace situé à l'origine de ladite onde acoustique. Par analogie avec des vagues à la surface de l'eau d'un bassin, le centre de l'onde est l'endroit où l'on a jeté une pierre dans l'eau. On pourra notamment se référer à l'article de John Vanderkooy "The Acoustic Center: A New Concept for Loudspeakers at Low Frequencies" paru dans la publication AES Convention Paper 6912, 121 st Convention datant du 5-8 Octobre 2006.
Par ailleurs, chaque élément de surface de la membrane des premier et deuxième haut-parleurs 12, 22, qui obturent respectivement les première et seconde cavités 1, 2 de l'enceinte électro-acoustique 10, lorsqu'elle se déplace, pousse l'air d'un coté et en aspire de l'autre et réciproquement, créant ainsi une onde avant et une onde arrière générées de part et d'autre de ladite membrane, chacune desdites ondes avant et arrière étant différentes et possédant chacune son propre centre acoustique, à savoir respectivement le centre acoustique avant et le centre acoustique arrière Al, A2. Ces deux centres acoustiques avant et arrière Al, A2 déterminant l'axe central XI, XI' , X2,X2' dudit haut-parleur 12, 22.
En outre, concernant la détermination des centres acoustiques avant et arrière Al, A2, il est bien connu de l'Homme du Métier qu'il faut isoler l'onde avant par rapport à l'onde arrière en utilisant des tubes avec à leur extrémité une impédance adaptée (sans réflexion) et rechercher expérimentalement une surface iso-pression. On trouve alors une sphère dont le centre est le centre acoustique de l'onde avant. Il faut procéder de façon analogue pour déterminer le centre acoustique arrière Al, A2. Enfin, il est bien connu de l'Homme du Métier que la position des centres avant et arrière Al, A2 varie un peu en fonction de la fréquence sonore. La géométrie de la première cavité 1 est remarquable notamment par le fait que son . intersection avec tout plan contenant l'axe central Xl-Xl' du premier haut-parleur 12 est une portion d'une ellipse Eli . Ainsi, l'intersection avec un premier plan contenant l'axe central Xl-Xl' du premier haut-parleur 12 est une portion d'une ellipse Eli . La figure 2 permet ainsi d' illustrer les deux portions d'ellipse Ell et E12 obtenues par l'intersection de la première cavité 1 avec un premier et un second plans de coupe distincts, par exemple un plan de coupe vertical et un plan de coupe horizontal.
Comme il ressort de la figure 2, et de la figure 1 sur laquelle une portion de l'ellipse Ell est représentée en pointillée :
- l'ellipse Ell est caractérisée notamment par son premier foyer Fil , son second foyer Fil' et son .grand axe Xll-Xll' dont l'intersection avec l'ellipse Ell définit le premier point extrême Pli et le second point extrême Pli' , les premier et second points extrêmes Pli, Pli' étant répartis respectivement de part et d' autre des premier et second foyers Fil et Fil' ,
- l'ellipse E12 est caractérisée notamment par son premier foyer F12 , son second foyer F12 ' et son grand axe X12-X12' dont l'intersection avec l'ellipse E12 définit le premier point extrême P12 et le second point extrême P12' , les premier et second points extrêmes P12, P12' étant répartis respectivement de part et d' autre des premier et second foyers F12 et F12' .
Le premier foyer Fil de l'ellipse Ell est distant du second foyer Fil' de la même ellipse Ell . De plus, le grand axe Xll-Xll' de l'ellipse Ell est sensiblement confondu avec l'axe central Xl-Xl ' du haut-parleur 12. De même, Le premier foyer F12 de l'ellipse E12 est distant du second foyer F12' de la même ellipse E12. De plus, le grand axe X12-X12 ' de l'ellipse E12 est sensiblement confondu avec l'axe central Xl-Xl' du premier haut-parleur 12. Par « sensiblement confondu» on entend ici que la tolérance du calage latéral et du calage angulaire du grand axe Xll-Xll' de l'ellipse Ell par rapport à l'axe central Xl-Xl' du haut-parleur 12 est définie par la précision maximale permise par la machine mise en œuvre par l'Homme de l'art pour réaliser cette opération. Il en va de même pour le grand axe X12-X12' de l'ellipse E12. L'ouverture 11 est sécante aux ellipses Ell, E12 de manière à ce que les seconds points extrêmes Pli' , P12' soient situés de l'autre de coté de l'ouverture 11 apte à recevoir le premier haut- parleur 12 par rapport à la cavité 1 conformément aux figures 1 et 2. Les second points extrêmes Pli' , P12' sont donc des points virtuels représentés sur les figures pour les besoins de la compréhension de la forme de la première cavité 1.
Comme il ressort des figures 1 et 2, les premiers foyers Fil, F12 des ellipses Ell, E12 sont sensiblement confondus et les seconds foyers Fil' , F12' des ellipses Ell, E12 sont distants. De plus, le centre acoustique arrière Al du premier haut-parleur 12 est situé entre les seconds foyers Fil' et F12 ' respectivement des ellipses Ell, E12.
Comme décrit précédemment, le centre acoustique arrière Al a une position variable fonction de la fréquence sonore. Ainsi, la position du centre acoustique arrière Al varie le long d'un segment de l'axe central Xl-Xl' du haut- parleur 12 dont les extrémités correspondent aux positions du centre acoustique arrière Al pour la fréquence la plus basse et pour la fréquence la plus haute. L'une des caractéristiques de 1 ' invention est telle que ledit segment de l'axe central Xl-Xl ' est situé entre les seconds foyers les plus éloignés l'un de l'autre, à savoir le second foyer de la plus petite desdites ellipses Eli de la première cavité 1 et le second foyer de la plus grande desdites ellipses Eli de la première cavité 1.
On désigne par "petite ellipse" une ellipse dont les premier et second points extrême sont les plus proches et inversement par "grande ellipse" une ellipse dont les premier et second points extrême sont les plus éloignés. Ainsi, conformément aux explications précédentes et en référence à la figure 3, les ondes émises par la surface arrière de la membrane du premier haut-parleur 12 se trouvent piégées dans la première cavité 1 par une sorte de phénomène de « trou noir acoustique », lié aux propriétés des ellipses Eli de la cavité 1. Les ondes parasites se déplacent entre les premiers foyers Fil et les seconds foyers Fil' , dans les deux sens de circulation représentés au moyen des flèches Cl et C2, en rebondissant contre les parois de la première cavité 1. Ces ondes' parasites finissent par s'estomper, par le jeu des frottements internes de viscosité entre les molécules d'air contenues dans la cavité, consécutifs à leurs réflexions répétées, sans détériorer le son émis par l'avant de la membrane du premier haut-parleur (non représenté sur la figure 3) de l'enceinte électro-acoustique 10.
Par conséquent, on comprend bien qu'il est important que la première cavité 1 soit « close », c'est-à-dire exempte d'évent, car tout le but de l'invention est de supprimer ladite signature de caisse et les ondes arrière revenant à l'avant de l'enceinte de façon essentiellement géométrique en "emprisonnant" l'onde arrière à l'intérieur de la première cavité 1.
En référence à la figure 1, la géométrie de la seconde cavité 2 est comparable à celle de la première cavité 1. Ainsi son intersection par tout plan contenant l'axe central X2-X2' du second haut-parleur 22 est une portion d'une ellipse E2i telle que l'ellipse E21 représentée. L'ellipse E21 est définie par son premier foyer F21, son second foyer F21' et son grand axe X21-X21' dont l'intersection avec l'ellipse E21 définit le premier point extrême P21 et le second point extrême P21' , les premier et second points extrêmes P21, P21' étant répartis respectivement de part et d' autre des premier et second foyers F21 et F21' . Le premier foyer F21 de l'ellipse E21 est distant du second foyer F21' de la même ellipse E21. Il en va de même pour les premiers foyers F2i et les seconds foyers F2i' des autres ellipses E2i définissant la seconde cavité 2. De plus, le grand axe X21-X21' de l'ellipse E21 est sensiblement confondu avec l'axe central X2-X2 ' du second haut-parleur 22. Par « sensiblement confondu » on entend ici que la tolérance du calage latéral et du calage angulaire du grand axe X21-X21' l'ellipse E21 par rapport à l'axe central X2-X2' du second haut-parleur 22 est définie par la précision maximale permise par la machine mise en œuvre par l'Homme de l'art pour réaliser cette opération. Il en va de même pour les grands axes X2i-X2i' des autres ellipses E2i définissant la seconde cavité 2. Les second points extrêmes P2i' sont donc des points virtuels, dont en particulier le second point extrême P22 , représenté sur la figure 1 pour les besoins de la compréhension de la forme de la seconde cavité 2. Les premiers foyers F2i (dont le premier foyer F21 ) des ellipses E2i (dont l'ellipse E21 ) sont sensiblement confondus, et les seconds foyers F2i' des ellipses E2i sont distants. De plus, le centre acoustique arrière A2 du second haut-parleur 22 est situé entre les seconds foyers F2i' des ellipses E2i .
Comme pour la première cavité 1, le centre acoustique arrière A2 a une position variable fonction de la fréquence sonore. Ainsi, la position du centre acoustique arrière A2 varie le long d'un segment de l'axe central X2-X2 ' du haut- parleur 22 dont les extrémités correspondent aux positions du centre acoustique arrière A2 pour la fréquence la plus basse et pour la fréquence la plus haute. L'une des caractéristiques de l'invention est telle que ledit segment de l'axe central X2-X2 ' est situé entre les seconds foyers les plus éloignés l'un de l'autre, à savoir le second foyer de la plus petite desdites ellipses Eli de la deuxième cavité 2 et le second foyer de la plus grande desdites ellipses E2i de la deuxième cavité 2.
Ainsi, comme pour la première cavité 1, les ondes parasites se trouvent piégées dans la seconde cavité 2 entre les premiers foyers F2i confondus et les seconds foyers F2i' entre lesquels elles finissent par s'estomper, par le jeu des frottements internes de viscosité entre les molécules d'air contenues dans la cavité, consécutifs aux rebondissements répétés contre les parois de la seconde cavité 2. Le son émis par la surface avant de la membrane du second haut-parleur 22 de l'enceinte électroacoustique 10 n'est donc pas altéré par ces ondes parasites.
Dans cet exemple, l'enceinte électro-acoustique 10 a une forme externe correspondant au moins en partie à un ellipsoïde, remarquable notamment par son premier foyer F_3 et son second foyer F3' distants, et par son grand axe X3- X3' . Cet ellipsoïde est, de préférence, un ellipsoïde de révolution .
Le bloc de matériau unique est de préférence un bloc dont la masse volumique est supérieure à 1 600 kg/m3. On choisit par exemple un matériau hétérogène et cohérent telle que, par exemple, la pierre naturelle, la céramique. On peut par exemple utiliser des roches naturelles à texture massive sans orientation, en particulier des calcaires biodétriques, des calcaires oolithiques, des calcaires métamorphiques dont la masse volumique se situe entre environ 1 600 kg/m3 et 2 900 kg/m3. On peut également utiliser une trachy-andésite ou dite trachyandésite c'est- à-dire une roche volcanique intraplaque de la série alcaline, intermédiaire entre un trachybasalte et un trachyte. Ces matériaux résultent soit de la différenciation de basaltes alcalins par cristallisation fractionnée, soit de mélanges entre basalte alcalin et trachyte ou rhyolite. Ces matériaux constitués de sédiments calcaires, éventuellement recombinés sous l'influence de bouleversements géologiques, offrent une structure cohérente de composés hétérogènes dont les propriétés leur permettent de se comporter de manière tout à fait neutre face à l'excitation directe des émissions sonores produites par les haut-parleurs.
Cette neutralité s'explique, d'une part par la porosité apparente de la pierre, constituée par la densité de population et la géométrie de ses alvéoles microscopiques à sa surface et dont les propriétés, réunies sous l'appellation « tortuosité », produisent la diffraction des ondes acoustiques et l'affaiblissement de l'énergie vibratoire qui pénètre la masse de pierre. En effet, la diffraction des ondes acoustiques dans les petites cavités qui en constituent la porosité, alliée à la différence très importante entre les modules d'YOUNG de compression et de traction de la pierre, explique que l'énergie d'excitation des ondes émises par l'arrière de la membrane ne produise pas d'ondes volumiques, c'est-à-dire d'ondes transmises par la pierre massive Ainsi, les vibrations provoquées par les ondes acoustiques dans chaque première et seconde cavités 1, 2, ne se transmettent pas dans la masse de la pierre. L'absence d'ondes volumiques au sein de la pierre massive entraîne l'absence de vibrations des surfaces externes des parois de l'enceinte acoustique 10, évitant ainsi le problème de « signature de caisse », à savoir l'émission d'ondes acoustiques parasites. L'énergie incidente des ondes acoustiques émises par l'arrière de la membrane du haut-parleur 12, 22 reste à la surface interne de la cavité 1, 2 en pierre, sous forme d'ondes volumiques évanescentes . De bons résultats ont notamment été obtenus à l'aide de la pierre dite « SAINT- RAPHAEL » dont la masse volumique est de 2 340 kg/m3 et dont la porosité apparente est de 12,03 %. Des résultats encore meilleurs ont également été obtenus à l'aide du marbre calcaire « FOUSSANA » dont la masse volumique est de l'ordre de 2 600 kg/m3 et dont la porosité apparente est de l'ordre de 3 %. Le marbre calcaire « FOUSSANA » a permis, en effet, de constater que les courbes de réponse amplitude fréquence étaient plus régulières que celles obtenues avec la pierre « SAINT-RAPHAEL ».
L'absence de « signature de caisse », c'est-à-dire la neutralité vibratoire obtenue avec la pierre massive naturelle, peut être également obtenue par l'inertie d'autres matériaux tels que des matériaux denses et homogènes comme, par exemple, le plâtre, le ciment et certains matériaux plastiques. On peut aussi avantageusement choisir un bloc en matériaux métalliques tels que, par exemple, des aciers, des fontes, du plomb, du cuivre, du bronze, du laiton, de l'argent, de l'uranium ou tout alliage adapté dont la masse volumique est voisine, voire très supérieure à celle de la pierre naturelle.
Dans une variante de réalisation non représentée, les cavités peuvent être obturées par plusieurs haut-parleurs.
Pour fabriquer des enceintes électro-acoustiques 10 selon l'invention, on met en œuvre un procédé de fabrication au cours duquel on réalise le nombre de cavités 1, 2 nécessaire en creusant la face avant du bloc de matériau. Cette opération peut avantageusement être réalisée au moyen d'outils industriels tels que des machines à commande numérique par exemple « cinq axes ». Avec les mêmes moyens de production, on peut réaliser l'ellipsoïde externe de l'enceinte électro-acoustique 10. Lorsque les cavités 1, 2 sont réalisées à partir de matériaux aptes à être moulés, ces dernières pourront être fabriquées par moulage.
Les caractéristiques techniques de l'enceinte électro-acoustique 10 selon l'invention permettent de réaliser une étanchéité acoustique qui permet d'éviter la formation d'ondes stationnaires dans la première cavité" 1, et dans la seconde cavité 2, ondes stationnaires qui interféreraient avec le mouvement de la membrane des haut- parleurs 12, 22 et créeraient des nuisances vibratoires rédhibitoires .
Description d' autres modes de réalisation
Selon un mode de réalisation préférentiel non représenté, la forme ou géométrie de la première cavité 1 est un ellipsoïde de révolution. Ainsi, l'intersection de la première cavité 1 avec tout plan contenant l'axe central Xl-Xl' du premier haut-parleur 12 est une portion d'une ellipse Eli et l'intersection de la première cavité 1 avec tout plan perpendiculaire à l'axe central Xl-Xl' du premier haut-parleur 12 est un cercle.
Toutes les ellipses Eli sont caractérisées notamment par leurs premier et second foyers distants l'un de l'autre et leur grand axe dont l'intersection avec les ellipses Eli définit leur premier point extrême et leur second point extrême, les premier et second points extrêmes étant répartis respectivement de part et d'autre des premier et second foyers Fil et Fil'
Dans le cas d'un ellipsoïde de révolution, toutes les ellipses Eli sont identiques et donc tous les premiers foyers sont sensiblement confondus, tous les seconds foyers sont sensiblement confondus, tous les premiers points extrêmes sont sensiblement confondus et tous les seconds points sont sensiblement confondus.
Dans cette configuration particulièrement avantageuse pour des raisons évidente de simplicité de fabrication et de mise en œuvre, le centre acoustique arrière Al du haut- parleur 12 est situé de manière à ce que sa position médiane soit sensiblement confondue avec le second foyer des ellipses Eli .
On désigne ici par "position médiane" le milieu du segment de 1 ' axe_central Xl-Xl' du haut-parleur 12 dont les extrémités correspondent respectivement aux positions du centre acoustique arrière Al pour la fréquence la plus basse et pour la fréquence la plus haute.
Par ailleurs, par « sensiblement confondu» on entend ici que la tolérance de ladite position est définie par la précision maximale permise par la machine mise en œuvre par l'Homme de l'art pour réaliser cette opération.
Dans le cas d'une enceinte électro-acoustique à plusieurs voies, il va de soi que les autres cavités auront les mêmes caractéristiques géométriques.
Possibilités d'application industrielle
L'enceinte électro-acoustique 10 selon l'invention peut être utilisée pour tout type d'installation sonore, par des particuliers, des professionnels et/ou des industriels. L'enceinte électro-acoustique 10 selon l'invention peut par ailleurs être fabriquée suivant un procédé industriel adapté à la plus ou moins grande échelle des besoins à satisfaire.
Il est bien entendu que l'exemple décrit n'est qu'une illustration particulière et en aucun cas limitative des domaines d'application de l'invention. L'Homme de l'art pourra apporter des aménagements de taille, de forme et de matériau à l'exemple de réalisation particulier et au procédé de fabrication sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Enceinte électro-acoustique (10) comportant des parois définissant au moins une cavité (1 ; 2) pourvue d'une ouverture (11 ; 21) obturée par au moins un haut- parleur (12 ; 22) comportant une membrane dont la surface avant émet une onde avant et dont la surface arrière émet une onde arrière, ledit haut-parleur (12 ; 22) étant ainsi défini notamment par la position de son centre acoustique avant pour ladite onde avant, par la position de son centre acoustique arrière (Al ; A2) pour ladite onde arrière et par son axe central (Xl-Xl' ; X2 , X2 ' ) passant par les centres acoustiques avant et arrière (Al ; A2) , ladite enceinte électro-acoustique (10) étant caractérisée en ce qu'elle est dite « close », c'est-à-dire exempte d' évent et en ce que la forme de ladite cavité (1 ; 2) est telle que son intersection avec tout plan contenant ledit axe central (Xl-Xl' ; X2,X2' ) dudit haut-parleur (12 ; 22) est au moins une portion d'une ellipse (Eli ; E2i) ayant notamment comme caractéristiques un premier foyer (Fli ; F2i) et un second foyer (Fli' ; F2i' ) distincts et un grand axe (Xli-Xli' ; X2i-X2i' ) dont l'intersection avec ladite ellipse (Eli ; E2i) définit un premier point extrême (Pli ; P2i ) et un second point extrême (Pli' ; P2i' ) , répartis respectivement de part et d' autre des premier et second foyers (Fli, Fli' ; F2i , F2i' ) , lesdits grands axes (Xli- Xli' ; X2i-X2i' ) desdites ellipses (Eli ; E2i) étant agencés pour être sensiblement confondus avec ledit axe central (Xl-Xl' ; X2,X2' ) dudit haut-parleur (12 ; 22), ladite ouverture (11 ; 21) étant sécante auxdites ellipses (Eli ; E2i) de manière à ce que lesdits seconds points extrêmes (Pli' ; P2i' ) de chaque ellipse (Eli ; E2i) soient situés de l'autre de coté de ladite ouverture (11 ; 21) par rapport à la cavité (1 ; 2), en ce que la cavité (1 ; 2) est agencée pour que lesdits premiers points extrêmes (Pli ; P2i ) soient sensiblement confondus, lesdits premiers foyers ( Fli ; F2i) soient sensiblement confondus, et au moins une partie desdits seconds foyers (Fli' ; F2i' ) soient distants, et en ce que ledit haut-parleur (12 ; 22) et ladite cavité (1 ; 2) sont agencés pour que ledit centre acoustique arrière (Al, A2) dudit haut-parleur (12, 22) soit situé entre lesdits seconds foyers (Fli' ; F2i' ) les plus éloignés l'un de l'autre desdites ellipses formant ladite cavité (1 ; 2) ou confondu avec l'un desdits seconds foyers ( Fli' ; F2i' ) les plus éloignés l'un de l'autre. 2 - Enceinte électro-acoustique (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la forme de ladite cavité (1 ; 2) est un ellipsoïde de révolution de sorte que toutes les ellipses (Eli ; E2i ) soient identiques et que leurs premiers foyers ( Fli ; F2i ) , leurs seconds foyers (Fli' ; F2i' ) , leurs premiers points extrêmes ( Pli ; P2i ) et leurs seconds points extrêmes (Pli' ; P2i' ) soient sensiblement confondus, et en ce que ledit haut-parleur (12 ; 22) et ladite cavité (1 ; 2) sont agencés pour que la position médiane dudit centre acoustique arrière (Al ; A2) dudit haut- parleur (12 ; 22) soit sensiblement confondue avec le second foyers (Fli' ; F2i' ) desdites ellipses (Eli ; E2i) .
3 - Enceinte électro-acoustique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites parois de ladite cavité (1 ; 2) sont monobloc et réalisées dans un matériau dont la masse volumique est supérieure à 1 600 kg/m3 par moulage et/ou usinage. 4 - Enceinte électro-acoustique (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit matériau constituant le bloc formant lesdites parois de ladite cavité (1 ; 2) est hétérogène et cohérent.
5 - Enceinte électro-acoustique (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites parois de ladite cavité (1 ; 2) sont réalisées dans un matériau dense et homogène tel que le plâtre, le ciment et certains matériaux plastiques.
6 - Enceinte électro-acoustique (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites parois de ladite cavité (1 ; 2) sont réalisées dans un matériau métallique.
7 - Enceinte électro-acoustique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une première et une seconde cavités (1 ; 2 ) .
PCT/FR2011/000585 2010-11-23 2011-11-22 Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication WO2012069708A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11805070.7A EP2643980A1 (fr) 2010-11-23 2011-11-22 Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication
US13/988,923 US9210490B2 (en) 2010-11-23 2011-11-22 High fidelty electro-acoustic enclosure and method of manufacture

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR10/04547 2010-11-23
FR1004547A FR2967860A1 (fr) 2010-11-23 2010-11-23 Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012069708A1 true WO2012069708A1 (fr) 2012-05-31

Family

ID=44144846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2011/000585 WO2012069708A1 (fr) 2010-11-23 2011-11-22 Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9210490B2 (fr)
EP (1) EP2643980A1 (fr)
FR (1) FR2967860A1 (fr)
WO (1) WO2012069708A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110094452B (zh) * 2018-01-30 2021-05-07 香港理工大学 利用声学黑洞特征的宽频带振动抑制装置
CN112652287B (zh) * 2020-12-15 2022-06-03 哈尔滨工程大学 一种声学黑洞夹芯平板减振结构

Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB887571A (en) * 1959-11-10 1962-01-17 Albert August Wilhelm Johan Va Device for the radiation of sound waves
US3473625A (en) * 1965-12-23 1969-10-21 Sylvania Electric Prod Sound reproduction system and loudspeaker assembly
US4057689A (en) * 1973-07-09 1977-11-08 Roy H. Smith, Jr. High fidelity sound reproduction system and modules thereof
FR2379964A1 (fr) * 1977-02-04 1978-09-01 Rovers Pierre Perfectionnements aux enceintes de reproduction sonore
DE8222350U1 (de) 1982-08-06 1983-01-13 Bussmer, Norbert, 6550 Bad Kreuznach Lautsprecherbox
DE8629084U1 (fr) * 1986-10-31 1987-04-23 Muehlenbein, Hans, 5063 Overath, De
DE3820244C1 (en) * 1988-06-14 1989-08-31 Hoerterer & Planer Handels- Und Vertriebs- Gmbh, 8227 Hammer, De Loudspeaker housing
US4964482A (en) * 1989-02-23 1990-10-23 Meyer John E Loudspeaker enclosure
DE4227696A1 (de) 1992-08-21 1994-02-24 Reinhard Chemnitz Lautsprechergehäuse
JPH08275283A (ja) 1995-04-03 1996-10-18 Masahiro Ino スピーカーボックス
CN2274853Y (zh) 1996-12-17 1998-02-18 罗骏 天然石板材音箱
CN2279755Y (zh) 1997-01-18 1998-04-22 潘步风 花岗岩音箱
CN2284477Y (zh) 1996-10-22 1998-06-17 安康地区通用机械厂 石材音箱
CN2371745Y (zh) 1999-02-11 2000-03-29 山东省兖州市大统矿业有限公司 天然石材音箱
JP2001078285A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Time Domain:Kk スピーカ装置
EP1120992A2 (fr) * 2000-01-28 2001-08-01 Fujitsu Ten Limited Système de haut-parleur
USD451085S1 (en) * 2001-03-22 2001-11-27 Sony Corporation Speaker box
CN2489531Y (zh) 2001-04-30 2002-05-01 梁垣明 一种多方位仿岩石音箱
US20020114485A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Fujitsu Limited Speaker and speaker system
DE10111129A1 (de) 2001-03-08 2002-09-26 Mario Anton Werner Curth Gehäuse für Lautsprecher mit einem ersten Abschnitt eines Schalltrichters
DE202005012695U1 (de) * 2005-08-10 2005-10-20 Sgl Carbon Ag Lautsprechergehäuse
US20060269092A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-30 Wataru Kokubo Speaker apparatus and reproducing apparatus
GB2428532A (en) * 2005-07-22 2007-01-31 Hosiden Besson Ltd An acrylic resin/mineral loudspeaker cabinet

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2881850A (en) * 1955-07-25 1959-04-14 Bonn Leonard Infinite baffle comprising a spherical shell of foamed plastic
US3473525A (en) 1967-05-15 1969-10-21 W A Baum Co Inc Disposable sphygmomanometer cuff

Patent Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB887571A (en) * 1959-11-10 1962-01-17 Albert August Wilhelm Johan Va Device for the radiation of sound waves
US3473625A (en) * 1965-12-23 1969-10-21 Sylvania Electric Prod Sound reproduction system and loudspeaker assembly
US4057689A (en) * 1973-07-09 1977-11-08 Roy H. Smith, Jr. High fidelity sound reproduction system and modules thereof
FR2379964A1 (fr) * 1977-02-04 1978-09-01 Rovers Pierre Perfectionnements aux enceintes de reproduction sonore
DE8222350U1 (de) 1982-08-06 1983-01-13 Bussmer, Norbert, 6550 Bad Kreuznach Lautsprecherbox
DE8629084U1 (fr) * 1986-10-31 1987-04-23 Muehlenbein, Hans, 5063 Overath, De
DE3820244C1 (en) * 1988-06-14 1989-08-31 Hoerterer & Planer Handels- Und Vertriebs- Gmbh, 8227 Hammer, De Loudspeaker housing
US4964482A (en) * 1989-02-23 1990-10-23 Meyer John E Loudspeaker enclosure
DE4227696A1 (de) 1992-08-21 1994-02-24 Reinhard Chemnitz Lautsprechergehäuse
JPH08275283A (ja) 1995-04-03 1996-10-18 Masahiro Ino スピーカーボックス
CN2284477Y (zh) 1996-10-22 1998-06-17 安康地区通用机械厂 石材音箱
CN2274853Y (zh) 1996-12-17 1998-02-18 罗骏 天然石板材音箱
CN2279755Y (zh) 1997-01-18 1998-04-22 潘步风 花岗岩音箱
CN2371745Y (zh) 1999-02-11 2000-03-29 山东省兖州市大统矿业有限公司 天然石材音箱
JP2001078285A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Time Domain:Kk スピーカ装置
EP1120992A2 (fr) * 2000-01-28 2001-08-01 Fujitsu Ten Limited Système de haut-parleur
US20020114485A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Fujitsu Limited Speaker and speaker system
DE10111129A1 (de) 2001-03-08 2002-09-26 Mario Anton Werner Curth Gehäuse für Lautsprecher mit einem ersten Abschnitt eines Schalltrichters
USD451085S1 (en) * 2001-03-22 2001-11-27 Sony Corporation Speaker box
CN2489531Y (zh) 2001-04-30 2002-05-01 梁垣明 一种多方位仿岩石音箱
US20060269092A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-30 Wataru Kokubo Speaker apparatus and reproducing apparatus
GB2428532A (en) * 2005-07-22 2007-01-31 Hosiden Besson Ltd An acrylic resin/mineral loudspeaker cabinet
DE202005012695U1 (de) * 2005-08-10 2005-10-20 Sgl Carbon Ag Lautsprechergehäuse

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
COLLOMS: "High Performance Loudspeakers, 6e edition", 1 January 2005, JOHN WILEY AND SONS, ISBN: 0-470-09430-3, article COLLOMS & DARLINGTON: "7-The Enclosure", pages: 361 - 403, XP002644962 *
JACOBSEN FINN ET AL: "A note on the concept of acoustic centera)", THE JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS FOR THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, NEW YORK, NY, US, vol. 115, no. 4, 1 April 2004 (2004-04-01), pages 1468 - 1473, XP012072203, ISSN: 0001-4966, DOI: 10.1121/1.1652036 *
JOHN VANDERKOOY: "The Acoustic Center: A New Concept for Loudspeakers at Low Frequencies", AES CONVENTION PAPER 6912, 121 ST CONVENTION, 5 October 2006 (2006-10-05)
VANDERKOOY ET AL: "The Acoustic Center: A New Concept for Loudspeakers at Low Frequencies", AES CONVENTION 121; OCTOBER 2006, AES, 60 EAST 42ND STREET, ROOM 2520 NEW YORK 10165-2520, USA, 1 October 2006 (2006-10-01), XP040507835 *
VANDERKOOY ET AL: "The Low-Frequency Acoustic Center: Measurement, Theory, and Application", AES CONVENTION 128; MAY 2010, AES, 60 EAST 42ND STREET, ROOM 2520 NEW YORK 10165-2520, USA, 1 May 2010 (2010-05-01), XP040509375 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2643980A1 (fr) 2013-10-02
FR2967860A1 (fr) 2012-05-25
US20140044299A1 (en) 2014-02-13
US9210490B2 (en) 2015-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3414756B1 (fr) Absorbeur acoustique, paroi acoustique et procédé de conception et fabrication
EP1635606A1 (fr) Système de sonorisation à directivité réglable
WO2016092020A1 (fr) Hydrophone piezoelectrique a perforations, antenne comprenant une pluralite d'hydrophones et procede de realisation de l'hydrophone
EP2643980A1 (fr) Enceinte electro-acoustique haute fidelite et procede de fabrication
WO2005104609A1 (fr) Dispositif de sonorisation a controle de rayonnement geometrique et electronique
CA2522519C (fr) Transducteur acoustique en beryllium pur a radiation directe, a membrane de forme concave, pour applications audio notamment pour enceintes acoustiques
WO1980001128A1 (fr) Transducteur electro-acoustique
EP1374220A1 (fr) Enveloppes ou parois presentant des proprietes ajustables d'isolement et/ou d'absorption acoustique
EP3278330B1 (fr) Dispositif d'adaptation d'impédance acoustique et haut-parleur équipé d'un tel dispositif
EP2881807B1 (fr) Membrane de rayonnement acoustique pour une montre musicale
FR3122023A1 (fr) Haut-parleur micrométrique
FR2674092A3 (fr) Haut-parleur perfectionne.
FR3090207A1 (fr) Dispositif acoustique générant un son amélioré
EP0710427B1 (fr) Appareil de prise et de restitution de son, et son application a l'audio-conference
EP3734990B1 (fr) Pavillon acoustique, enceinte acoustique comportant un tel pavillon acoustique et procede de fabrication d'un tel pavillon acoustique
FR2853803A1 (fr) Membrane pour haut-parleur d'enceinte acoustique haute fidelite, multicouches, multimateriaux
EP0335892B1 (fr) Procede de correction de la reponse amplitude/frequence d'un systeme de transduction electro-acoustique et ensemble transducteur correspondant
FR2851115A1 (fr) Transducteur acoustique generant un rayonnement sonore par compression et expansion d'une masse d'air situee entre une membrane mobile et une surface fixe ou entre deux membranes mobiles
FR2777409A1 (fr) Procede de fabrication d'enceinte acoustique pour hauts parleurs electrodynamiques
FR2889021A1 (fr) Enceinte acoustique a haut rendement
FR2618284A1 (fr) Enceinte acoustique a haute definition musicale.
CH708957A2 (fr) Membrane de rayonnement acoustique pour une montre musicale.
CH705303A1 (fr) Pièce d'horlogerie à mécanisme sonore.
FR2826827A1 (fr) Systeme acoustique hybride
FR2790179A1 (fr) Enceinte acoustique dynamique

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11805070

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011805070

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011805070

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13988923

Country of ref document: US