Brevet FR2133639A1 — publié le 19721201

La présente invention concerne un circuit de protection pour haut-parleurs et, plus particulièrement, un circuit de protection destiné à être utilisé avec des haut-parleurs du type électrostatique. 5 Le fait qu'on dispose d'amplificateurs basse-fré quence de grande puissance et de haute qualité avec de faibles impédances de sortie incite à envisager la fabrication de haut-parleurs et casques électrostatiques de haute qualité à courbe de réponse régulière et étendue. Et;mt donné que les transduc-10 teurs électrostatiques comportent une limite de leur tension d'entrée au-dessus de laquelle une décharge disruptive et une rupture diélectrique se produisent, ils doivent être munis de certains moyens efficaces pour limiter leur entrée, de manière à éviter que leur fonctionnement passe dan^Can domaine non linéaire. 15 En outre, une surcharge d'un haut-parleur quelconque peut entraîner un endommagement permanent de celui-ci ou mê'.e des troubles de l'ouïe chez l'auditeur. En conséquence, diverses techniques ont été suggérées pour éviter la surcharge de haut-parleurs. Le fusible ou le 20 disjoncteur, qui sont tous deux des dispositifs relativement lents, ont été utilisés pour séparer le haut-parleur de sa source d'alimentation si le signal d'excitation dépasse un niveau de seuil déterminé. Ces deux dispositifs fonctionnent en échauffant un élément sensible et, par conséquent, leur fonctionnement est 25 plus ou moins fonction du temps et exige un délai inhérent déterminé par le temps d'échauffèrent nécessaire. En conséquent, si le dispositif limiteur du type fusible est efficace pour le contrôle d'alimentation à terme relativement long, il est sans intérêt pour le contrôle instantané (c'est-à-dire dans le cas où 30 il se produit une surtension de courte durée). Dans certaines applications aux télécommunications, la fonction de limitation de la tension d'entrée est assurée par un dispositif qui, au lieu de couper un circuit, dévie le courant disponible et court-circuite le potentiel d'excitation. Ces dis-35 positifs existent sous la forme de diodes polarisées de divers types et ils sont fréquemment utilisés pour limiter les transitoires dans les lignes d'alimentation bruyantes. Toutefois, l'utilisation de diodes polarisées produit des niveaux de distorsion 72 12757 2 2133639 très élevés, en particulier si le signal d'entrée présente des transitoires à haut niveau et de durée relativement courte. Dans un système de transmission où l'on n'attache pas une importance primordiale à une reproduction sonore sans distorsion, l'utili-5 sation de diodes polarisées s'est avérée économique et efficace. Par contre, l'application de ce procédé de protection aux dispositifs de reproduction sonore haute-fidélité s'est jusqu'à présent avérée très peu satisfaisante. Compte-tenu de ce qui précède, l'invention a prin-10 cipalement pour objet de créer un circuit de protection original pour haut-parleur de haute qualité, ce circuit étant conçu de manière à combiner les avantages respectifs des divers dispositifs limiteurs de la technique antérieure tout en évitant dans une large mesure les inconvénients de ceux-ci. 15 Pour atteindre ces buts et d'autres encore, et obte nir ces avantages ainsi que d'autres du même ordre, l'invention prévoit un circuit de protection de haut-parleur destiné à être interposé entre la sortie d'un dispositif d'excitation de haut-parleur et l'entrée d'un transducteur de haut-parleur connecté 20 à ce dispositif d'excitation. Le circuit de protection comprend un élément du type fusible monté en série avec le dispositif d'excitation et un thyristor branché en parallèle avec l'entrée du haut-parleur. Des première et seconde résistances montées en série shuntent la sortie du dispositif d'excitation et la gâ-25 chette du thyristor est connectée à la jonction de ces première et seconde résistances. Le signal de sortie du dispositif d'excitation du haut-parleur est échantillonné par le diviseur de tension constitué par les première et seconde résistances. Si le potentiel 30 régnant à la jonction de ces résistances dépasse un niveau de seuil prédéterminé, le thyristor s'amorce et court-circuite l'entrée du haut-parleur quasi-instantanément. Le thyristor reste conducteur tant que le signal échantillonné dépasse le niveau de sauil, et maintient ainsi le haut-parleur court-cir-35 cuité. Si le haut-parleur est maintenu hors-circuit pendant un temps suffisamment long, le fusible (ou le disjoncteur) coupe le circuit et déconnecte ainsi de façon permanente le haut-parleur du dispositif d'excitation. 72 12757 3 2133639 Un dispositif à capacité peut cnuntcr l'une des branches du diviseur de tension pour emmagasiner une partie du signal échantillonné pendant un court laps de ter.ps, de façon que le fusible saute, soit par suite d'une surintensité de durée 5 relativement longue, soit en réponse à une série de pointes d'intensité instantanées très rapprochées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'exanen du dessin joint dont la figure unique est une représentation schématique du cir-10 cuit de protection de haut-parleur suivant l'invention. Sur ce dessin, le circuit de protection 10 suivant l'invention est représenté interposé entre la sortie d'un amplificateur basse-fréquence 12 et un haut-parleur 14. Bien que le circuit de protection suivant l'invention puisse être utilisé 15 aussi bien avec les haut-parleurs électro-dynamiques qu'avec des haut-parleurs électrostatiques, il convient particulièrement bien pour ce dernier type de haut-parleurs, étant donné que ceux-ci sont particulièrement exposés à des endommagements par suite de fortes surtensions et que celles-ci risquent de détériorer 20 de façon irréparable la membrane du haut-parleur." . 1'amplificateur 12 comprend une borne de sortie 16 et une borne de retour 18 qui est généralement maintenue au potentiel de la masse. L'amplificateur 12 est muni d'une paire de bornes 20 et 22 qui sont généralement connectées aux bornes de 25 sortie 16 et 16 de l'amplificateur. Comme précédemment mentionné, le circuit de protection de haut-parleur 10 suivant l'invention est interposé entre 1'amplificateur 12 et le haut-parleur 14. Le circuit de protection comprend un élément fusible 24 monté en série avec la borne 30 de sortie 16 de l'amplificateur, le fusible 24 peut être constitué par tout dispositif capable de couper des circuits lorsque le courant qui le traverse dépasse un niveau prédéterminé. Bien qu'un fusible classique constitué par un bout de fil métallique qui fond lorsque le niveau est dépassé puisse être utilisé, on 35 utilise de préférence un disjoncteur du type électromagnétique, étant donné que celui-ci peut être aisément réenclenché pour refermer le circuit sans qu'il soit nécessaire de remplacer un élément. La sortie de l'amplificateur 12 est transmise au haut- 72 12757 4 2133639 parleur 14 par l'intermédiaire du fusible 24 et de la borne d'entrée 20 du haut-parleur. La résistance du fusible 24 est représentée symboliquement sur le schéma par une résistance 26. Un diviseur de tension, constitué par deux résis-5 tances 28 et 30, montées en série, est interposé entre la jonction du fusible 24 et de l'entrée 20 du haut-parleur et le fil de retour 32. Un condensateur 34, shuntant la résistance 30, et un thyristor 36 complètent le circuit de protection suivant l'invention. L'anode 38 du thyristor est connectée à la jonction 10 entre la résistance 26 et la borne 20 du haut-parleur et sa cathode 40 est reliée au fil de retour 32. La gâchette 42 du thyristor est connectée à la jonction entre la résistance 30 et le condensateur 34. Une diode 44 est montée en Série avec la résistance 28 pour déterminer la polarité correcte de la tension ap-15 pliquée au condensateur 34. En fonctionnement, le signal d'excitation transmis de l'amplificateur 12 au haut-parleur 14 est échantillonné par l'intermédiaire des résistances 28 et 30. Une partie du signal échantillonné est redressée et emmagasinée sur le condensateur 20 34. La valeur du signal emmagasiné est déterminée par le rapport entre les résistances 28 et 30. Lorsque le condensateur 34 se charge jusqu'au point d'amorçage du thyristor 36, celui-ci devient conducteur, ce qui met le haut-parleur hors circuit. Le courant traversant le fusible 24 é'élève brusquement de sorte 25 que, si le thyristor reste conducteur pendant un temps suffisamment long, le fusible 24 saute, ce qui déconnecte le haut-parleur 14 de l'amplificateur 12. D'une manière analogue, une série de pointes d'intensité suffisamment rapprochées pour maintenir la charge du con-30 densateur 34 au niveau d'amorçage du thyristor 36 a le même effet. En conséquence, après un nombre suffisant de telles pointes, d'intensité, l'élément fusible 24 coupe également le circuit. Le temps de réponse de l'élément fusible 24 et le niveau de signal auquel le thyristor 36 ïst déclenché sont dé-35 terminés par les valeurs des composants qui sont à leur tour déterminés par les valeurs de seuil choisies. En pratique, il est suggéré d'agencer le circuit suivant l'invention de telle façon que le thyristor s'amorce en réponse à un signal de sortie d'une 72 12757 5 2133639 pression sonore de l'ordre de 110 dB et de donner à l'élément fusible un temps de réponse d'environ 500 millisecondes. Comme précédemment mentionné, la réponse du thyristor est quasi-instantanée, de sorte que 1'interruption de signaux supérieurs au 5 niveau de seuil est suffisamment rapide pour que le signal coupé ne soit pratiquement pas entendu par l'auditeur. On voit d'après ce qui précède que l'invention permet de réaliser un circuit de protection de haut-parleur perfectionné. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au 10 mode de réalisation décrit, elle est susceptible de nombreuses variantes suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'invention. 72 12757 6 2133639 REVENDICATIONS 1 - Circuit de protection de haut-parleur destiné à être interposé entre un dispositif d'excitation de haut-parleur et un élément transducteur de haut-parleur pour empêcher des signaux fournis par ce dispositif d'excitation et supérieurs à 5 un niveau prédéterminé d'être transmis audit élément transducteur, ledit circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend un fusible monté en série avec le dispositif d'excitation, un thyristor shuntant l'élément transducteur du haut-parleur, une première résistance et une diode montées en série avec une seconde 10 résistance, cet ensemble en série étant à son tour monté en parallèle avec le dispositif d'excitation et l'élément transducteur du haut parleur, l'anode de ladite diode étant connectée au premier transistor et sa cathode étant reliée à la seconde résistance, la valeur desdites résistances étant telle que le po-15 tentiel régnant à la jonction entre la seconde résistance et la cathode de la diode soit suffisant pour amorcer le thyristor, lorsque le niveau de sortie du dispositif d'excitation atteint ledit niveau prédéterminé, des moyens de connexion entre la gâchette du thyristor et la jonction de la seconde résistance et 20 de la cathode de la diode et un condensateur shuntant la seconde résistance de manière à maintenir le potentiel régnant à la jonction précitée pendant une période de temps prédéterminée.