Brevet FR2236331A1 — publié le 19750131

La présente invention concerne les dispositifs destinés à réguler la vitesse des systèmes électromécaniques basés sur la loi de Laplace qui transforment l'énergie électrique en énergie mécanique. Elle s'applique particulièrement aux haut-parleurs destinés à la reproduction sonore de haute fidélité, dans le domaine des fréquences basses de 20 Hz à I50 Hz. La technique est orientée principalement vers le contrôle mécanique de la vitesse par amortissement des résonances, d'où la naissance d'un nombre considérable de baffles ou enceintes qui donnent des résultats différents, et par suite toujours écartés de la réalité. I1 existe des dispositifs dits à "asservissement" mais leur efficacité se trouve réduite par la difficulté de mattriser les rotations de phase. Par ailleurs, leur élaboration les rend onéreux. Le procédé suivant l'invention, permet de remédier à ces inconvénients en rendant la vitesse mécanique proportionnelle à la tension électrique de commande sans faire appel à une boucle d'asservissement. I1 permet d'obtenir une régulation instantanée et efficace de la vitesse de l'équipage mobile du haut-parleur indépendamment des caractéristiques spécifiques de ce dernier et de la charge acoustique vue par la membrane. I1 devient ainsi possible en disposant un haut-parleur de qualité courante dans une enceinte de dimension réduite, de reproduire le registre grave avec une fidélité supérieure à celle des systèmes conventionnels. La vitesse re déplacement de la membrane ne dépend plus que de l'amplitude du signal d'entrée de l'amplificateur be puissance, ce dernier effectuant instantanément les corrections courant/tension nécessaires à l'amortissement des résonances et à la réduction des distorsions d'origine mécanique. Le procédé, objet de l'invention, est basé sur le fait que la résistance apparente de la bobine mobile introduit une limitation physique au contrôle de l'impédance mécanique. Le terme résistant est en effet prépondérant devant l'inductance de lâ bobine (dans la gamme de fréquences considérée) et introduit, par suite de la perte d'énergie, un découplage du mouvement mécanique par rapport à la tension de commande. L'invention consiste à annuler dynamiquement l'influence de la résistance apparente par l'introduction en série d'une résistance négative. La figure I représente un générateur de tension chargé par le schéma équivalent du haut-parleur aux fréquences basses. La résistance apparente I tient compte : de la résistance du fil de la bobine, de la résistance ramenée par les bagues de court-circuit, de la résistance ramenée par les frottements divers et le rayonnement acoustique. Les termes mécaniques, masse et souplesse, sont représentés respectivement par le condensateur 3 et la self 4. La vitesse de l'équipage mobile est directement proportionnelle à la tension aux bornes du condensateur 3 suivant la loi connue U2 = BLV (V étant la vitesse et BL le rapport du transformateur électro-méca- nique). L'invention figure 2, consiste à égaler U2 à la tension de sortie d'un générateur f'ictif 6, d'impédance interne nulle, de manière è ce que la tension U2 soit indépendante de la fréquence. I1 suffit pour cela d'introduire en série avec la résistance I une résistance négative 7 telle que leur somme reste légèrement positive mais suffisamment faible pour pouvoir négliger la tension U4 devant la tension U2. On interdit ainsi la résonance de la self 4 avec le condensateur 3 tout en prolongeant le fonctionnement à vitesse constante dans le domaine des fréquences basses jusqu'à une limite inférieure définie par l'impossibilité de négliger la tension U4 par suite de l'accroissement de courant dans la self 4. Selon une réalisation de l'invention figure 3, le moyen utilisé pour obtenir l'effet recherché consiste en un amplificateur classique II possédant deux entrées symétriques repérées en phase par les signes + et -. I1 est attaqué par un générateur de tension 8. La résistance I6 permet de prélever une tension proportionnelle au courant qui traverse le haut-parleur I5. Une fraction ae cette tension, prélevée par le potentiomètre I7, permet de régler la valeur de la résistance négative 7 à obtenir. Un circuit, composé du condensateur 12 de la self 13 et de la résistance I4, permet de réduire la valeur négative de la résistance 7 sur la fréquence correspondant à l'accord de la self 2 et du condensateur 3 pour éviter d'accroître l'intensité acoustique à cette fréquence. La résistance lo découple le circuit précédent de la variation d'impédance due à la manoeuvre du potentiomètre I7. Le haut-parleur destiné à la reproduction des fréquences élevées 20 est connecté par l'intermédiaire du condensateur I9 a la sortie de l'amplificateur et n'est pas soumis à l'effet de résistance négative. Le générateur fictif G se trouve réalisé par l'amplificateur II associé à son réseau de contre-réaction, défini par les résistances 9 et IO, en l'absence oe toute réaction de courant (le curseur du potentiomètre I7 étant alors à la masse). La tension U3 est bien proportionnelle à U5 et les conditions de régulation de vitesse sont remplies. Le procédé peut etre utilisé pour la commande de tous les systèmes électromécaniques dotés d'une faible inertie et pour lesquels un faible temps de réponse est recherché. I1 peuz s'appliquer à certains types de moteurs monophasés ainsi qu'aux générateurs de vibrations. REVENDICATIONS I - Procédé de régulation~de la vitesse instantanée des transåuc- teurs électromécaniques. Caractérisé par le fait qu'il ramène le contrôle de la vitesse à celui de la tension de commande en annulant l'influence de la résistance réelle de ces systèmes sans faire appel à une boucle d'asservissement. 2 - Dispositif selon la revendication I Caractérisé par le fait que le moyen pour annuler l'effet de la résistance réelle consiste à placer en série avec cette résistance une résistance négative. 3 - Dispositif selon la revendication 2 Caractérisé par le fait que le moyen pour obtenir l'effet de résistance négative consiste à introduire en phase sur l'entrée d'un amplificateur une tension proportionnelle au courant de sortie de cet amplificateur.