Brevet FR2095336A1 — publié le 19720211

La présente -invention concerne un circuit à haut-parleur dynamique relié en série à un amplificateur de tension de signal. On exige généralement que de tels circuits comportent une concordance aussi bonne que possible entre la pression acoustique des vibrations produites dans la membrane du haut-parteur et le signal d'entrée; en outre le haut-parleur doit présenter au moins dans une grandeplage des fréquences audibles, une caractéristiques de transmission sensiblement constante. Pour obtenir dans la majeure partie ou dans la totalité de la plage des fréquences audibles, des fréquences de transmission correctes et uniformes, on sait que l'on opère le plus souvent avec au moins deux haut-parleurs, par exemple en groupant en combinaison des haut-parleurs de tonalités basses, moyennes et hautes dans un carter approprié. Les bobines des haut-parleurs sont alors reliées ensérie et/ou en parallèle et elles sont connectées par l'intermédiaire de transformateurs ou bien d'autres éléments commutateurs ou de commande, sensibles à la fréquence aux bornes d'entrée de l'installation à haut-parleurs.Les transformateurs ainsi que les inductances et les capacités servent dans la plupart des cas à établir un couplage ou une séparation galvanique du haut-parleur, et dans le cas où les dimensions sont imprécises ont une influence perturbatrice sur la caractéristique de fréquence du haut-parleur. Une meilleure solution est connue, dans laquelle les hautparleurs sont reliés aux bornes par l'intermédiaire de bifurcations de fréquences sous forme de filtres passe-haut ou passe-bas, mais elle présente l'inconvénient d'être croûteuse quant à la construction des circuits, indépendamment de ce que dans ce cas également, il faut travailler avec plusieurshaut-parleurs coûteux. I1 est donc nécessaire , comme dans toutes les installations fonctionnant avec plusieurs haut-parleurs, que le son produit ne soit pas rayonné dans l'espace au même-point pour les différentes fréquences rendant ainsi possible la production d'interférences entratnant des silences en différents points du champ acoustique. On connatt également des circuits permettant d'obtenir une haute fidélité de reproduction, dans lesquels le changeur de fréquence délivre une tension de contre-réaction qui correspond à l'accélération de la membrane du haut-parleur et est renvoyée à l'entrée de l'amplificateur en agissant comme une contre réaction. On branche dans ce cas, entre l'entrée de l'amplificateur et le haut-parleur un réseau ayant une caractéristique de transmission qui favorise le passage des fréquences en dessous de la résonance du haut-parleur. Un autre réseau est prévu dans la branche de contre-réaction existant entre le transformateur et l'entrée de l'amplificateur, ce réseau ayant une caractéristique de transmission qui affaiblit les fréquences élevées. De telles installations à haut-parleur de types connus permettent évidemment d'obtenir une reproduction relativement bonne ainsi qu'un amortissement des vibrations indésirables et qui déterminent le taux de distorsion, cependant la dépense à engager nécessairement pour les circuits est importante, car on doit prévoir un amplificateur d'une construction spéciale à cet effet et une source de tension spéciale pour le haut-parleur.En outre on n'est pas sûr qu'une bonne caractEristique de fréquence Xui est d'ailleurs susceptible d'être obtenue) de l'accélération de la membrane, fournit aussi une bonne caractéristique de fréquence pour la pression acoustique, d'autant plus qu'en pratique, aux fréquences élevées où la longueur d'onde correspond à peu près à la moitié de la périphérie du haut-parleur,des corrections doivent être effectuées qui ne peuvent en général être déterminées qu ' empiriquement. L'invention se propose, au prix de circuits peu coûteux, de rendre aussi linéaire que possible au sens d'une large indépendance de la fréquence, la caractéristique de fréquence dtun haut-parleur alimenté par 1'intermédiaire d'un ampXìcateur. A cet effet et selon l'invention, le circuit précité est caractérisé par le fait que, dans l'alimentation du haut-parleur, il est prévu au moins un circuit oscillant parallèle entre l'amplificateur et le haut-parleur ou la bobine de haut-parleur. Une telle structure de circuit permet de régler la fréquence de résonance du circuit oscillant parallèle dans une plage d'amortissement de la caractéristique de fréquences du haut-parleur, tandis que la fréquence de résonanee-série déterminée par le condensateur du circuit oscillant parallèle et la bobine de hautparleur est placée dans une plage à éliminer des fréquences de haut-parleur, de façon telle qu'il est possible,lorsqu'on utilise un circuit oscillant parallèle, d'assurer un amortissement en un point de la caractéristique de fréquences et d'obtenir une élimination par-des moyens simples en un autre point de la gamme. Lorsquton-utilise plusieurs circuits oscillants parallèles bran chés en série, on obtient évidemment plusieurs tôles d'amortissement et de suppression ou élimination. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront dans la description ci-après d'un exemple non limitatif de l'invention en référence au dessin annexé dans lequel Figure 1 représente un schéma synoptique du circuit selon l'invention; Figure 2 représente un circuit oscillant parallèle servant d'adaptateur de fréquences et comportant des organes d'amortissement. Pour plus de simplicité la source de tension acoustique est représentée sous forme d'un générateur de tension alternative 1 qui a une résistance interne faible et négligeable par rapport aux autres impédances du circuit de commande. La tension de signal est amplifiée par l'amplificateur 2 qui devrait de préférence fonctionner indépendamment de la fréquence au moins dans la plage des fréquences audibles, ce qui n'est d'ailleurs pas obligatoire. Comme généralement la résistance interne de l'amplificateur est faible par rapport à l'impédance du haut-parleur la sollicitant, on peut presque toujours partir d'une amplification indépendante de la fréquenciet de la charge ce qui donne l'assurance que des modifications de la résistance de travail ont une faible influence sur l'amplificateur. Entre le haut-parleur 3 et l'amplificateur 2, il est prévu un adaptateur 4 sous forme de circuit résonnant parallèle 4, et dont la structure est détaillée à la figure 2. La bobine d'oscillation 5 est en parallèle au condensateur 6 et elle constitue avec celui-ci le circuit oscillant parallèle, les résistances ohmiques 7, 8 et 9 qui peuvent être réglables, représentant d'une part les parties réelles des résistances du circuit oscillant et servant d'autre part à amortir et à aplatir les deux plages de fréquences de résonance précisées ci-après. Comme l'adaptateur 4 est branché en série avec le haut-parleur 3, la bobine de hautparleur, non représentée en détail, est donc également branchée en série avec le circuit oscillant parallèle, d'une manière telle que, aux fréquences élevées, la capacité du circuit oscillant 6 et la bobine du haut-parleur agissent seules principalement comme circuit résonnant-série dans le cas où l'inductance du circuit oscillant est très grande par rapport à celle de la bobine de haut-parleur. Si l'inductance du circuit oscillant n'est qu'un peu supérieure à l'inductance de la bobine de haut-parleur. L'indica- tion donnée ci-dessus ne s'applique plus qu'approximativement. Cependant, même dans ce cas, la détermination de la fréquence de résonance est possible sans autres. Lorsqu'on utilise un circuit oscillant parallèle branché en série avec une bobine de haut-parleur, on obtient donc d'une part une résonance-parallèle amortissant la pression acoustique dans une plage inférieure déterminée de fréquences et d'autre part une résonance-série aux fréquences supérieures, ce qui permet une suppression de la pression acoustique dans une plage supérieure de fréquences de tranmission, comme on le verra plus loin. Ces propriétés sont utilisées pour le filtrage ou l'aplanissement de la caractéristique des fréquences de haut-parleur. Lorsqu'on part de fréquences faible l'écoulement du courant s'effectue d'abord principalement par l'intermédiaire de l'inductance 5 vers la bobine de haut-parleur jusqu'à ce que finalement, lors de la continuation de l'augmentation de la fréquence du signal, soit atteinte la résonance-parallèle de l'adaptateur 54 ou du circuit oscillant parallèle sur laquelle l'inductance de la bobine de haut-parleur n 'a. pratiquement pas d'influence et pour laquelle l'amplificateudest sollicité par une impédance élevée, ce qui aboutit à un affaiblissement de la pression acoustique du hautparleur dans une plage de la fréquence de résonance-parallèle, la largeur de la plage d 'affaiblissement pouvant être réglée à la manière connue au moyen d'organes d'amortissement. Si les fréquences continuent à augmenter, on sort de la plage d'amortissement de résonance-parallèle jusqu 'à ce qu'il s'établisse finalement une résonance-série dont les valeurs sont, en première approximation déterminées en fonction du condensateur 6 et de l'inductance de la bobine de haut-parleur qui est reliée en série et entre en action, lorsque le cas où, comme indiqué plus haut, l'inductance de la bobine du circuit oscillant est grande par rapport à l'inductance de la bobine de haut-parleur, ce qui est pratiquement une donnée initiale. Dans le cas où par exemple le circuit est tel que la résonance-parallèle soit de 4 KHz et la résonance-série de 16 kHz, le rapport entre inductances de la bobine 5 et de la bobine de haut-parleur est égal à 15, ce qui montre que l'hypothèse faite plus haut peut être satisfaite. Comme cela a été montré, on peut par conséquent amortir la caractéristique des fréquences de haut-parleur dans la zone de la résonance-parallèle qui est établie par le condensateur 6 et la bobine 5, tandis que, dans la zone de la résonance-série déterminée par le condensateur 6 et la bobine de haut-parleur,la pression acoustique peut être supprimée car, dans le cas idéal et pour la résonance-série, seule intervient la résistance ohmique de la bobine de haut-parleur, L'impédance de ce circuit oscillant-série est par conséquent inférieure à celle de la bobine de haut-parleur de sorte qutiase produit effectivement une élimination de la puissance acoustique par rapport au cas connu antérieurement , dans lequel l'amplificateur n'agit que sur la bobine de haut-parleur sans connexion en série d'un adaptateur. D'une façon générale, la caractéristique de fréquences d'un haut-parleur croît, à partir des basses fréquences, tout d'abord avec une forte pente, devient ensuite moins raide et passe par une zone moyenne ou centrale plus ou moins indépendante de la fréquence à laquelle se relie de nouveau une branche fortement descendante pour les fréquences supérieures.Lorsqu'on part d'un type de hautparleur qui présente par exemple pour une fréquence de 4KHz une montée de la courbe carastéristique nettement définie par rapport à une ligne de référence théorique tandis que la courbe caractéristique est déjà fortement décroissante dans la zone d'environ 14 kHz, on règle par exemple la fréquence de résonance-parallèle' de la valeur de 4kHz zE laKfréquence de résonance-série sur la valeur de 14 kHz , ce qui fournit un amortissement de la pression acoustique dans la zone de croissance de la courbe caractéristique et une suppression de la pression acoustique dans la partie de courbe par ailleurs décroissante des fréquences élevées, et par con séquent une adaptation du profil de la courbe caractéristique à celui de la ligne droite idéale de référence.Aux basses fréquences le profil de la courbe caractéristique peut le plus souvent être déjà influencé par une réalisation particulière du boîtier du haut-parleur. Il est évidemment possible aussi de rempacer l'adaptateur 4 par deux ou plusieurs circuits oscillants-parallèles montés en série. Dans le cas de deux circuits, on obtiendrait également deux pales d'amortissement et deux plages de fréquences dans lesquels la puissance acoustique pourrit être supprimée. En donnant des dimensions appropriées aux éléments, on peut.alors choisir les quatre résonances possibles de manière à obtenir en deux points correspondant de lé courbe caractéristique de haut-parleur un amortissement et une augmentation de la pression acoustique. Enfin, il y a encore lieu de noter qu'on peut également opérer avec un transformateur de haut-parleur qui transmet l'impédance proportionnellement d'un c8té à l'autre. Lorsque cette transmission ne se produit pas dans le rapport 1/1, des corrections doivent être apportées aux valeurs des composants du circuit lorsque le transformateur est branché entre le circuit-os cill;nt-parallèle ou l'adaptateur et le haut -parleur. Lorsque le transformateur est branché entre l'amplificateur et l'adapta- teur, il n'est par contre pas nécessaire d'apporter de corrections. REVENDICATIONS 1 - Circuit avec haut-parleur dynamique relié en série à un amplificateur de tension de signal, caractérisé par le fait que dans l'alimentation du haut-parleur, entre l'amplificateur 2 et le haut-parleur 3 ou bien la bobine de haut-parleur, il est 'pré- vu un circuit oscillant parallèle 4. 2 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs circuits oscillants parallèles sont branchés en série dans l'alimentation du haut-parleur. 3 - Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce quege circuit oscillant parallèle 4 est pourvu d'organes ohmiques d'amortissement 8 de préférence réglables. 4 - Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fréquence de résonance du circuit oscillant parallèle 4 est situé dans une zone de la courbe de fréquences de haut-parleur qui est à amortir, tandishue la fréquence de résonance-série déterminée par le condensateur 6 du circuit oscillant parallèle et la bobine de haut-parleur est placée dans une zone de la courbe de fréquences de haut-parleur qui est à supprimer.