Brevet FR2135124A1 — publié le 19721215

L'invention concerne un haut-parleur plus efficace et/ou meilleur marché que ceux de l'art antérieur. La plupart des haut-parleurs haute fidelité dans la plage des basses fréquences et dans la plage des fréquences moyennes, destinés aux particuliers, sont électrodynamiques. Il existe cependant plusieurs types différents de haut-parleurs pour les fréquences acoustiques élevées. Un haut-parleur idéal pour fréquences acoustiques élevees doit, de préférence, avoir primo une réponse linéaire entre 1,5 kHz et 20 kHz, deuxièmement, une distribution polaire de 1200 dans un plan horizontal dans toute la plage de fonctionnement, troisièmement, ne jamais résonner, quatrièmement, être sensible sur toute la plage de fonctionnement, cinquièmement, avoir une efficacité égale à la moyenne des haut-parleurs pour fréquences moyenne et basse, sixièmement, une aptitude à transmettre une puissance de 30 watts sans distorsion, septime mement, une impédance uniforme d'entrée à toutes les fréquences de travail, huitièmement, être d'un prix comparable à ceux des haut-parleurs pour fréquences moyennes et basse et finalement, ne nécessiter aucune alimentation extérieure en énergie. Les trois premières de ces qualités sont essentielles à une bonne reproduction. Les quatrième, cinquième et sixième qualités sont importantes pour que ce haut-parleur forme avec les autres un ensemble cohérent et les deux dernières sont très recommandables. Le haut-parleur ionique est en principe le meilleur à plusieurs points de vue, mais bien qu'il soit techniquement possible de lui conférer les six premières qualités mentionnées ci-dessus, il est malheureusement beaucoup trop cher pour être commercialement valable. Le principe électrostatique a de nombreux avantages, mais il est incapa ble de satisfaire à plusieurs des conditions ci-dessus. Le haut-parleur pour fréquences élevées le plus courant actuellement comporte un diaphragme on forme plus ou moins de calotte commandée par une bobine mobile. Cette calotte peut être en matière dure, mais alors elle satisfait très mal à la troisième condition mentionnée plus haut. Il est possible d'éviter cet inconvénient en réalisant la calotte en matière relativement molle, mais dans ce cas, les pertes intérieures sont élevées. Dans ce cas, ltefficacite est sacrifiée à la diminution de la résonance, mais il est possible d'augmenter le rendemont par un aimant plus puissant. Il reste néanmoins toujours des résonances résiduelles et il est aussi très difficile de satisfaire à la première condition mentionnée ci-dessus à l'aide d'un haut-parleur unique. L'invention a pour objet un haut-parleur qui satisfasse à toutes les conditions mentionnées, ce haut-parleur étant du type à ruban. Un haut-parleur à ruban comprend, en général, une bande de feuille d'aluminium pouvant avoir par exemple 6,35 mm de largeur, 75 mm de longueur et 7,5 microns d'épaisseur, cette bande étant montée dans un champ magnétique transvarsal, de manière que les courants électriques alternatifs passant le long de la bande provoquent des deplacements de cette dernière perpendiculairement à sa surface et créent ainsi des ondes sonores dans l'air ambiant. La bande ou ruban subit normalement la charge acoustique d'un pavillon pouvant être du type exponentiel ou avoir une autre forme convenable, afin d'augmenter le rendement du ruban et donc de l'ensemble du haut-parleur. Un haut-parleur à ruban n'est utilisé, en général, que pour les fréquences acoustiques élev8es, par exemple supérieures à 1 kHz et, donc, son amplitude de mouvement est très faible.La profondeur voulue du champ magnétique est donc faible, comparée à sa largeur entre les pièces polaires. n est difficile de produire un tel champ magnétique, car le flux de dispersion aux pièces polaires est beaucoup plus grand que le flux magnétique usuel dans l'entrefer. n faut donc que le flux total dans l'aimant lui-m & e cor- responde à plusieurs fois le flux usuel dans l'entrefer, et donc cet aimant est très coûteux. En pratique, la densité du flux ne dépasse pas, en général, 5000 gauss avec des aimants permanents et un entrefer d'environ 10 mm de largeur. Le haut-parleur à ruban selon l'invention élimine cet inconvénient et permet la mise en oeuvre d'un système d'aimant plus efficace, dans lequel une proportion plus grande du flux magnétique est utilisée utilement dans l'entrefer. Ainsi, la densité du flux dans l'entrefer peut autre augmentée à 10 000 gauss ou, inversement, le m8me flux peut être produit par un aimant plus petit et meilleur marché. Selon une particularité essentielle du haut-parleur à ruban selon l'invention, celui-ci comprend deux rubans ou davantage. L'invention sera décrite plus en détal en regard des dessins annexés à titre nullement limitatif. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe transversale d'un premier mode de réalisation du haut-parleur selon l'invention la figure 2 est une vue en plan du haut-parleur de la figure 1, le pavillon étant enlevé la figure 3 est une vue en perspective du système magnétique représenté sur les figures 1 et 2 ; la figure 4 est un schéma du circuit de montage du haut-parleur des figures 1 à 3 la figure 5 est une coupe transversale d'une variante de realisation du haut-parleur selon l'invention ; et la figure 6 est une vue en plan du haut-parleur de la figure 5, le pavillon étant enlevé. le haut-parleur des figures 1 à 3 comprend une carcasse 2 d'acier doux sur laquelle un pavillon 8 est monté au moyen de plaques extérieures chanfreinees 4 et 6 rivées ou vissées sur la carcasse 2 ; le pavillon peut autre en matière plastique armée de fibres de verre ou en autre matière, mais il est de préférence en aluminium. Un bloc central d'alliage intégralement aciculaire pour aimant, formant l'aimant 10, est monté à l'intérieur de la carcasse 2 au moyen d'une résine époxy ou d'un autre adhésif, cet aimant étant recouvert d'une extrémité polaire 12 d'acier doux fixée sur sa surface sSpVrieure par une résine époxy ou un autre adhe'sif. L'aimant 10 repré- senté a une section de forme trapézoidale régulière, sa conicité étant avantageuse, car le flux de dispersion le quitte sur toute sa hauteur et la réduction de la section maintient la matière magnétique a son point maximum de zen saturation magnétique. Deux rubans 14 et 16 sont montés sur une plaque de "Bakélite" ou de matière analogue (non représentée), ces rubans étant disposés dans les entrefers 18 et 20 (figure 3) l'un de ces rubans étant monté de chaque côté de l'aimant 10. Chaque ruban du mode de réalisation représenté a une longueur de 63,5 mm, la longueur totale étant donc de 127 mm, chacun des rubans ayant 6,35 mm de largeur et 7,5 microns d'épaisseur. Les rubans 14 et 16 sont ondulés transversalement sur toute leur longueur. n est bien entendu que les rubans utilisé peuvent avoir d'autres dimensions. Les rubans 14 et 16 reçoivent leur courant de travail d'un transformateur à bobinage double (non-représenté) par des fils 22 et 24, ces rubans étant connectés électriquement å leur extrémité opposée (supérieure dans la représentation de la figure 2) par une bande 24 de métal. Les rubans 14 et 16 subissent la charge acoustique de pavillons jumelés 8 moulés en une seule pièce, ces pavillons entant du type exponentiel et leur fréquence de coupure étant de 550 Hz dans le mode de réalisation représenté. Une pièce centrale 28 divise le pa villon en deux parties, de sorte qu'il constitue en réalité deux pavillons séparés, dont chacun exerce une charge acoustique sur l'un des rubans. les rubans peuvent subir la charge de pavillons totalement séparés le cas échéant. L'espace situé derrière les rubans 14 et 16, à l'in térieur de la carcasse 2, est rempli de matière absorbant les sons, par exemple de laine de coton, et pour cette raison et du fait que les extrémités ouvertes de la carcasse sont obturées par des plaques rigides convenables (non représentées), le haut-parleur peut être monté en toute sécurité dans le memAe meuble qu'un haut-parleur pour basses fréquences. Le haut-parleur décrit peut recevoir une puissance, dont l'inten8ité efficace envoyée à l'entrée du transformateur est de 30 watts, la sortie de celui-ci correspondant à un niveau sonore de 115 dB à l'embouchure du pavillon. Le niveau de réponse est compris sensiblement entre 1 et 25 kHz et l'impédance d'entrée du transformateur est constante sur toute la gamme.Bien que le transformateur puisse, bien entendu, comporter un enroulement donnant toute valeur voulue dtimpé- dance d'adaptation, cette valeur est, de préférence, standardisée à 11 ohms, car on a observé qu'elle donne toute satisfaction, aussi bien dans le système à 8 ohms que dans celui à 15 ohms Dans les montages usuels de haut-parleurs haute fid6 lité, ceux-ci sont montés de manière que les rubans soient verticaux et que les pavillons soient l'un à c8té de l'autre. Cette disposition donne une excellente 'distrlbution des fréquences supérieures dans un plan horizontal. n faut prendre bien soin de ne pas appliquer aux rubans des signaux d'entrée dont la fréquence est inférieure à celle de coupure du pavillon. D2eme une fraction de watt à 100 ou 200 Hz peut provoquer de grands mouvements des rubans, risquant de les déformer. A titre de précaution et de garantie pour l'utilisateur, un circuit de sécurité destiné à fonctionner à 1500 Hz est incorporé au haut-parleur décrit. Ce circuit est imprimé sur une plaquette fixée au transformateur et comprend deux points de connexion d'entrée et deux points de connexion à un haut-parleur basse fréquence. La figure 4 représente le schéma de ce circuit de sécurité. La variante du haut-parleur selon l'invention repré- sentée sur les figures 5 et 6 comprend un élément annulaire 30 de céra- mique monté sur une plaque d'assise 32 en acier doux. L'aimant 30 comporte un pôle central 34 d'acier doux et une plaque extérieure 36 éga- liment d'acier doux et comportant une découpure représentée sur la figure 6, de manière à realiser des entrefers autour des quatre côtés du pôle central 34. Quatre rubans 38, 40, 42 et 44 formés d'une feuille de 7,5 microns d'épaisseur et de 3 mn de largeur sont disposés en carré autour du p8le central 34. Les rubans sont ondules sur toute leur ion- gueur, sauf aux extrémités par lesquelles ils sont fixes. Les rubans 38 et 40, 40 et 42, ainsi que 42 et 44 sont on contact électrique à leur point de croisement, tandis que les rubans 44 et 38 sont isolés à leur point de croisement par une pièce 46. Le haut-parleur reçoit le courant de fonctionnement à l'angle de croisement des rubans 38 et 44, le courant arrivant dans un ruban et ressortant par l'autre après avoir parcouru le carré formé par les quatre rubans. Les rubans subissent la charge acoustique d'un pavillon 48 et d'un tampon central 50 pouvant être en matière plastique armée de fibres de verre ou en autre matière, le tampon 50 ayant une forme conservant au pavillon son type exponentiel. La gorge 48A du pavillon 48 ost un carre légèrement plus grand que le côté extérieur des rubans et la base du tampon 50, un carré légèrement plus petit que le côté intérieur des rubans, de manière que la section transversale du pavie lon 48 augmente avec la distance axiale aux rubans et que celle du tampon 50 diminue, de telle manière que la différence de surface qui les sépare augmente en fonction de la loi exponentielle du pavillon.Plusieurs pavillons peuvent ôtre utilisés, le cas échéant. De meme, ce hautparleur peut aussi comporter un circuit de sécurité tel que décrit en regard de la figure 4. les haut-parleurs décrits selon l'invention satisfont aux conditions mentionnées, mais celui qui n'a que deux rubans est pré férable, car il s'est avéré que le montage du haut-parleur à quatre rubans est difficile. Le haut-parleur à deux rubans a l'avantage sur les haut-parleurs à ruban unique qutil distribue mieux les sons et que, pour une qualité donnée, il peut être réalisé plus économiquement, car le flux magnétique dans le second entrefer est obtenu pratiquement sans contrepartie, étant donné que si cet entrefer n'existait pas, le flux de dispersion serait presqu'aussi grand. n va de soi que de nombreuses modifications peuvent astre apportées aux haut-parleurs décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REBEDiDICATIONS 1. Haut-parleur du type à ruban, caractérisé en ce qu'il comprend deux rubans séparés ou davantage. 2. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits rubans fonctionnent dans des champs magnétiques produits par un seul montage à aimant pour haut-parleur. 3. Haut-parleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que deux rubans indépendants sont montés de manière à être sensiblement parallèles, ces rubans étant disposés de part et d'autre d'un bloc magnétique central. 4. Haut-parleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bloc magnétique a en section la forme d'un trapèze régulier. 5. Haut-parleur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit bloc magnétique est en alliage métallique. 6. Haut-parleur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit bloc magnétique est monté dans ou sur une carcasse comportant des plaques extérieures orientées vers l'inte' rieur et aboutissant à une distance prédéterminée du bloc magnétique de manière à créer des entrefers dans lesquels les rubans sont places. 7. Haut-parleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que quatre rubans indépendants sont disposes en un carré autour d'un bloc magnétique central. 8. Haut-parleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit bloc est en acier doux et disposé dans un anneau de céramique. 9. Haut-parleur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque extérieure comportant une décou- pure ou ouverture constituant les entrefers destinés aux rubans. 10. Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les rubans supportent la charge acoustique de pavillons disposés de manière à produire le degré voulu de dispersion sonore dans un plan donné. 11. Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les rubans supportent la charge acoustique d'un pavillon unique combiné. 12. Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de sécurité incorporé.