Brevet FR2008234A1 — publié le 19700116

L'invention est relative à un transducteur électro-acoustique avec élimination du bruit propre dont l'élément transducteur possède une élasticité propre Ft une masse propre M et, le cas échéant, des masses d'extrémité M et M et est suspendu dans un support rigide entre deux éléments d'élasticité F, et F„- Dans ' la présente description, le terme "bruit propre" désigne "les parasites provoqués par des vibrations du boîtier du transducteur dues à des machines, et autres para-5 fîtes auxquels le transducteur doit ,0tre insensible. Les transducteurs connus du genre précité peuvent être, par exemple,des récepteurs de pression acoustique pour un son se propageant dans l'air ou dans l'eau. Dans de tels transducteurs daps lesquels le bruit Epoprç provenant du support n'est pas éliminé il 10 peut arriver que le bruit propre parvienne sur ou dans le transducteur et crée une pression acoustique fictive, n'existant pas dans la bande sonore aérienne ou aquatique proprement dite . Dans les transducteurs électro-acoustiques de construction usuelle,1'élément transducteur c'est-à-dire le récepteur de pres-15 sion ou de vitesse acoustique, est relié au support rigide par une suspension élastique .Celle-ci est souvent indispensable au fonctionnement du transducteur électro-acoustique et n'assure en général qu'un affaiblissement partiel du bruit propre sur le parcours de transmission entre le support rigide et l'élément trans-20 ducteur.Les transducteurs électro-acoustiques conventionnels possèdent au moins un axe de symétrie et présentent fréquemment la forme d'un corps de révolution. Leur sensibilité au bruit propre est particulièrement accentuée en raison de leur construction symétrique en direction d'un axe .Le bruit propre a ,d'autre part, \ 25 une direction préférentielle dans l'organe portant le transducteur électro-acoustique; c'est ainsi que l'amplitude de vibration d'une tôle est le plus souvent la plus grande normalement à la surface de la tôle .Pour ces raisons, l'affaiblissement du bruit propre n'est généralement nécessaire que dans une direction . 30 Pour réaliser un affaiblissement plus efficace du bruit pro pre, il est de pratique courante d'insérer un organe élastique supplémentaire entre le support rigide et le lien de fixation transmettant le bruit propre.Cet organe élastique supplémentaire doit être très souple si l'on veut obtenir de cette manière un 35 affaiblissement suffisant du bruit propre jusqu'à des fréquences très basses .11 en résulte,d'une part,une stabilité mécanique réduite du système formé du transducteur et de l'organe élastique supplémentaire et, d'autre part, un manque de précision dans la cote définissant l'emplacement du transducteur électro-acoustique 40 au montage , ce qui peut être très gênant pour certaines configu 69 14916 2 2008234 rations de groupes acoustiques . Dans ce transducteur, il existe toujours une fréquence limite inférieure, pour laquelle la combinaison du transducteur électro-acoustique et de l'organe élastique supplémentaire en-5 tre en résonance, par suite d'une amplification de résonance,le bruit propre parvient à l'élément transducteur avec une amplitude particulièrement forte . Le but que s'est fixé l'invention est de réaliser un transducteur électro-acoustique ,pratiquement insensible au bruit pro- 10 pre et exempt des inconvénients sus-mentionnés. Conformément à l'invention, ce but est atteint par un transducteur électro-acoustique du type précité , dont le dimensionne-ment satisfait à l'égalité : (I) F1 (Mx + -g—) - Fg ( M2 + ) . 15 Le problème est résolu en particulier par un transducteur électro-acoustique avec un support rigide agencé symétriquement par rapport au plan transversal médian de l'élément transducteur, dans lequel les élasticités F1 et Fg et, le cas échéant, les masses et Mg sont égales entre elles . 20 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples illustratifs seulement et dans lesquels ; la Fig.l représente en ooupe longitudinale un transducteur 25 avec élimination du bruit fci* opre ; la Fig.2 montre son schéma équivalent mécanique ; la Fig.3 est le schéma électrique correspondant ; la Fig.4 représente en coupe longitudinale un deuxième exemple d'un convertisseur selon l'invention ; 30 la Fig.5 montre son schéma électrique équivalent ; la Fig.6 est une vue en coupe suivant la ligne YI-VI de la Fig.l ; la Fig.T est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la Fig.4. "35 La Fig.l montre en coupe longitudinale un transducteur électro-acoustique en forme de corps de révolution .Son bottier 1, servant en même temps de support rigide , est fixé rigidement à une paroi 2 transmettant du bruit propre . Un dispositif acoustique - formé d'une masse frontale J>, d'un élément transducteur 4 69 14916 2008234 sensible à la pression ou à la vitesse et d'une masse arrière 5-est fixé dans le boîtier par des ressorts annulaires 6 et 7 -La paroi 2 vibre en direction de la double flèche .La masse frontale 3 est accouplée, à l'extérieur du transducteur , à la borne sonore 5 aérienne ou aquatique . Le schéma équivalent mécanique de cet agencement est représenté à la Fig.2, dans laquelle les lettres ont la signification suivante : : masse de la masse frontale rigide 3 , 10 Mg : masse de la masse arrière rigide 5 , M : masse de l'élément transducteur 4 , F : élasticité de l'élément transducteur 4 a F^ : élasticité du ressort annulaire 6, Fg : élasticité du ressort annulaire 7 • 15 En général, les masses des ressorts annulaires 6 et 7 sont négligeables par rapport aux masses 3 et 5 . Si l'on applique à la Fig.2" l'analogie électro-mécanique usuelle du premier genre ( la tension représente la force et l'intensité la vitesse), on obtient le schéma équivalent de la Fig.3, 20 dans lequel on a conservé les relations mécaniques de la Fig.2 pour les éléments de remplacement devenus électriques . On reconnaît à la Fig.3 qu'il s'agit d'un point, qui est é-quilibré, c'est-à-dire dans lequel F est sans intensité ni tension, lorsqu'est remplie la condition (I) : 25 F1(M1 + -|-) = F2 (Mg + -|—) . Dans le cas mécanique , on revient à dire que l'allongement résultant sur l'élément transducteur 4 disparaît . Un bruit propre transmis au boîtier 1 ne peut pas agir sur l'élément transducteur 30 Le schéma reproduit au dessin est valable pour une bande de fréquence , dans laquelle les divers éléments restent concentriques . Ce dimensionnement reçid possible la réalisation de transducteurs invisibles au bruit propre par. une élimination de celui-35 ci , indépendante de la fréquence , dans la bande de fréquence donnée et permet en même temps une fixation rigide du transducteur électro-acoustique à des supports transmettant le bruit propre , sans interposition d'un organe élastique supplémentaire, qui est affecté d'inconvénients » 40 La Fig*4 représente un autre exemple d'un transducteur 69 14916 2008234 électro-acoustique en forme de corps de révolution et d'agencement symétrique sur le plan de l'application des formes dues au î>ruit -propre . Le support rigide est constitué ici par un axe 8,fixé dans ^ la paroi 2 transmettant le ..bruit, propre , et par deux flasques 9,10 venues de matière . L'axe 8 est sollicité axialement par le bruit propre ( double flèche) .L'élément transducteur 13,en forme de cylindre creux, est relié élastiquement aux flasques 9 et 10 au moyen de deux ressorts annulaires 11,12, et est protégé des conditions ambiantes par un revêtement de matière plastique 14. L'élasticité du ressort annulaire 11 est égal® à celle Fg du ressort annulaire 12. Les flasques 9 et 10 possèdent des dimensions et des propriétés mécaniques Identiques, mais ne sont pas nécessairement rigides .Dans ce cas, leur élasticité,égale 15 Par hypothèse, contribue parallèlement à l'intensité effective des ressorts annulaires . La matière plastique du revêtement 14 est choisie de telle façon que ses propriétés mécaniques sont négligeables dans le schéma équivalent . Le schéma électronique de remplacement de ce transducteur 20 électro-acoustique est représenté à la Fig.5, dans laquelle M symbolise comme précédemment la masse de l'élément transducteur et F son élasticité .Le pont est équilibré et F sans intensité ni tension lorsque F^ = Fg .Etant donné qu'il en est bien ainsi par hypothèse, ce montage remplit également la condition (I) 25 dans ce cas spécial où = Mg = 0 . Pour le cas mécanique,on revient à dire que l'allongement résultant dû à une Influence du bruit propre disparaît sur l'élément transducteur 13 et que le bruit propre transmis à l'axe 8 par la paroi 2 ne peut pas exercer d'action sûr l'élément trans-30 ducteur 1$. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés . On s'est contenté de décrire le comportement récepteur d'un transducteur électro-acoustique . D'après le principe de 35 réciprocité , des relations analogues s'appliquent au comportement d'émetteur .L'allongement créé en cas d'émission sur l'élément transducteur engendre, lorsque la; condition (X) est remplie , des forces s'annulant mutuellement dans le support rigide et le boîtier, de sorte que ce dernier reste au repos et 40 n'exerce auoîiu» force sur le support . Un émetteur acoustique 69 14916 5 2008234 agencé de cette manière, par exemple selon la fig.l, ne trahamet à la paroi 2 aucun son Interne . L'action physique réversible en bant qu'émetteur et récepteur des transmetteurs représentés en coupe longitudinale dans 5 les Fig. 1 et 4 est matérialisée par un commutateur 15*au moyen duqutl le convertisseur peut être raccordé pour l'émission à un générateur 17 à. travers un amplificateur émetteur 16, ou à un écouteur 19, par l'intermédiaire d'un amplificateur récepteur l8, pour la réception sonore çqufctique . 69 14916 2008234 REVENDICATIONS 1-Transducteur électro-acoustique avec élimination du bruit propre, dont l'élément transducteur (4) possède une élasticité propre F, une masse propre M et, le cas échéant, des masses d'ex-5 trémité et Mg et est suspendu dans un support rigide (1,2) entre deux éléments d'élasticité F^^ et Fg , caractérisé en ce que son dimensionnement Satisfait à l'égalité : • V «i + 5->a *2 ("g + f- > 2-Transducteur électro-acoustique selon la revendication 1, 10 caractérisé eç. ce qu'il est agencé symétriqueriient par rapport au plan transversal médian de l'élément transducteur et en ce que les élasticités F^ Fg et, le cas échéant, les masses et Mg sont égales entre elles .