Brevet FR2232899A1 — publié le 19750103

L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux hauts-parleurs,en en vue d'améliorer la reproduction des fréquences sonores élevées. Elle vise plus précisément à étendre vers le domaine des fréquences aiguës le registre des hauts-parleurs qui reproduisent les fréquences graves et médiums des sons, mais dont les performances sont limitées à la frange inférieure des fréquences aiguë. On sait qu'il a déjà été proposé, dans ce but, d'adapter un cônetRiffuseur" d'aigus à la capsule du haut-parleur qui émet les sons. Les sons aigus engendrés par celle-ci sont "canalisés" par un c8ne, dont la section peut croitre de façon linéaire à partir de la capsule. Un tel dispositif est particulièrement simple, mais ses performances sont généralement médiocres. On a aussi proposé d'adjoindre au haut-parleur principal un haut-parleur auxiliaire,gLus particulièrement adapté aux fréquences aiguës. Ce haut-parleur peut être d'un type classique, c'est-à-dire à membrane ou hémisphérique, ou même d'un modèle plus complexe, par exemple à chambre de compression. Dans tous les cas, les résultats obtenus sont généralement satisfaisants, mais le coût d'un tel ensemble est malheureusement très élevé. L'inventiom vise à remédier aux inconvénients de la technique antérieure, en proposant un dispositif adaptable sur des des haut parleurs classiques ou équipant ceux-ci de construction, qui permet, pour un prix très modique, de reproduire les fréquences sonores élevées. L'invention vise également à proposer un dispositif de ce type à localisation unique de l'origine des sons, ce qui n'est pas le cas des ensembles à hauts-parleurs multiples. L'invention vise enfin à proposer un dispositif de reproduction des fréquences aiguës d'un type particulièrement simple, ne comportant aucun élément électromécanique. Le dispositif conforme à l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu' il comprend un élément auxiliaire destiné à être fixé, par exemple par collage, sur la capsule et/ou la membrane du haut-parleur et à définir avec ladite capsule et ladite membrane, du fait de son emplacement de fixation et de sa forme, une chambre de compression différenXielle comprenant une zone de relaxation des fréquences élevées, cette chambre de compression étant en relation avec un pavillon formé par des parties sensiblement immobiles aux fréquences élevées du dit élément et éventuellement de ladite membrane. Dans sa forme la plus simple, ledit élément auxiliaire pourra être constitué par une cloison, plane ou non, ou par un volume, plein ou creux, fixé sur le sommet du dôme de la capsule du hautparleur. Dans une variante, ledit élément auxiliaire sera fixé sur la membrane liée à la capsule et comportera une partie formant pavillon, ledit élément étant fixé sur la membrane soit en un emplacement où les fréquences élevées sont amorties, soit en un emplacement quelconque, mais comportant lui-même dans ce dernier cas une zone de relaxation pour les contraintes correspondant aux fréquences élevées. Dans une autre variante partieulièrement avantageuse, ledit élément auxiliaire sera porté par l'extrémité du cylindre qui supi porté le bobinage mobile du haut-parleur et comportera une eloison} séparée de la membrane par un espace annulaire > et une partie formant pavillon central, ladite membrane étant fixée au dit cyclindre en un emplacement différent de la fixation dudit élément auxiliaire. Ces différentes variantes, qui n'ont aucun caractère limitatif, seront décrites ci-après plus en détail, en référence aux dessins annexées, sur lesquels La figure 1 est une vue schématique, en eoupe, d'un haut-parleur équipé de l'une des formelles plus simples de mise en oeuvre de l'invention Lea figures 2, 3 et 4, sont des coupes partielles de trois variantes de la forme de réalisation représentée sur la figure 1 Les figures 5 à 8 sont des vues schématiques partielles en coupe de trois autres variantes de l'invention -. Sur tous les dessins, lesmmes références, affectées d'indices différents, désignent des organes dont la fonction est identique. On se référera d'abord à la figure t, sur laquelle on voit, de façon connue en soi, l'ossature 1 d'un haut-parleur, portant un aimant 2, dans l'entrefer duquel se déplace, suivant la loi de Laplace, un solénoïde 3, lié rigidement à un piston cylindrique 4, dont l'extrémité 5, en forme de d8me dans le cas de la figure, constitue la "oapsule" du haut-parleur. le piston 4 est lié par une suspension élastique 6 à l'ossature 1. Une membrane 7, également liée par une suspension élastique 8 à l'ossature 1, est fixée sur le piston 4. Conformément à l'invention, une cloison circulaire rigide 9, plane dans le cas de cette figure, mais qui, comme on le verra ci-après, pourrait avoir une forme différente, est fixée en son centre au-sommet du dôme de la capsule 5. Cette cloison 9 définit avec la capsule 5 et la membrane 7 une chambre annulaire fO, présentant une ouverture en forme d'anneau 11, entre la cloison 9 et la membrane 7. Lorsqu'un courant de fréquence élevée, par exemple de l'ordre de plusieurs milliers de Rerz, traverse le solénoïde 3, la base de la capsule 5 et la courbe de jonction de celle-ci et de la membrane 7 sont sollicitées en vibration, alors que, du fait d'un amortissement dans le matériau constitutif de la membrane, la majeure partie de celle-ei ne transmet pas les vibrations à l'air ambiant, tandis que le daine de la capsule 5, généralement rigide, transmet des vibrations d'amplitude plus atténuée. La cloison 9, de par son inertie ou par effet d'amortissement interne, peut être considérée comme pratiquement immobile à la fréquence considérée, la fixation à la capsule en sa partie centrale favorisant d'ailleurs l'immobili- sation de sa partie libre. Il en résulte que la chambre 10 se comporte comme une chambre de compression annulaire, dont la partie mobile est la zone de raccordement de la capsule 5 et de la membrane 7 et dont la partie fixe est constituée par la cloison 9. Cette chambre de compression 10 ddbouche par l'orifice annulaire il dans un pavillon constitué par la partie extérieure de la cloison 9 et par la partie extérieure à la chambre 10 due la membrane 7, qui, ainsi qu'il a été indiqué, est pratiquement immobil & la fréquence considérée. Les dimensions de la chambre de compression ainsi réalisée, du fond de la gorge de raccordementde la membrane 7 et de la capsule 5 ("surface rayonnante équivalente") et de l'orifice Il (embouchure d'entrée dans le pavillon) doivent naturellement être comparables à celles des chambres de compression classiques utilisées pour fournir un très haut rendement dans le spectre des fréquences sonores aiguës. Moyennant cette simple condition, le dispositif conforme à l'invention ainsi réalisé permet, du fait des; propriétés bien connues des chambres de compression, d'étendre très largement vers les fréquences élevées la restitution de spectre sonore par le hautparleur considéré. Avec un haut-parleur dont la fréquence limite de reproduction annoncée par le fabricant est d'environ 6000 He, il est possible, à l'aide du dispositif qui vient d'être décrit, d'étendre cette fréquence limite Jusqu'd environ 16000 Hz. Dans le cas d'un son comportant des fréquences basses et moyennes, l'ensemble de l'équipage incorporé dans le haut-parleur se déplace avec les basses ou les moyennes fréquences et contribue, par la face avant de la cloison 9, à la reproduction fidèle de ces fréquences. Â mesure que la fréquence s1 élève, cet équipage suit de moyen en moula frequence, mais celle-ci est engendrée par la cham- bre de compression qui prend progressivement le relais de l'équipage mobile. Naturellement, l'élément additionnel définissant avec la capsule et la membrane a chambre de compression peut avoir une forme différente de celle de la cloison 9 représentée sur la figure t. Dans le cas de la figure 2, sur laquelle les organes déjà décrits conservent des références identiques à celles de la figure 1, mais affectées de la référence -a, on voit que la cloison 9a a, en coupe, la forme d'uncoeur. Elle peut entre réalisée en n'importe quel matériau, pourvu qu'elle remplisse son rôle de compression en restant relativement immobile, aux fréquences élevées, par rapport à la courbe de raccordement de la capsule Sa et de la membrane 7a.Elle peut même être pleine, si les caraetéristiques du matériau considéré permettent d'obtenir le résultat recherché. Sur la figure 3, où les références déjà utilisées, mais affectées de l'indice b, désignent les mêmes organes, la cloison 9b est incurvée et fixée non seulement sur la capsule 5b, mais aussi sur la membrane 7b. Dans ce cas, des fentes ou trous 11b, pratiqués dans la cloison gb, mettent en commuirication la chambre de compression lOb avec le pavillon défini par la cloison 9b et la partie évasée de la membrane 7b. Certes,1dans ce cas, la cloison 9b ne peut pas être considérée comme parfaitement immobile aux fréquences élevées, mais elle remplit néanmoins de façon satisfaisante son rôle de compression. On peut aussi, naturellement, substituer à la cloison plane 9 de la figure 1, un élément conique. C'est le cas du dispositif représenté sur la figure 4, où les références déjà utilisées sont affectées de l'indice c pour distinguer les mêmes organes. Dans ce cas, la cloison 9c a une forme conique et est fixée suivant un cercle sur la capsule 5c. On se référera maintenant à la figure 5, qui représente un dispositif conforme à l'invention, dans lequel l'élément actif dans la compression est fixé uniquement sur la membrane. Sur cette figure, les références déjà utilisées continuent à désigner les mêmes organes, mais avec un indice d. L'élément actif 9d est fixé sur la membrane 7d en un emplacement où les fréquences élevées sont amorties. il comporte une paroi sensiblement plane 12d définissant avec la capsule 5d une chambre de compression 10d, en relation par un orifice central 11d avec un pavillon 13d porté par l'élément 9d. La figure 6, où les références prscédemment utilisées sont affectées de l'indice e est sensiblement identique à la figure 5, mais l'élément actif 9e est fixé en un emplacement quelconque de la membrane 7e, où les fréquences élevées ne sont pas nécessairement amorties. Ledit élément 9e comporte lui-mEme une zone de relaxation 14e pour les contraintes correspondant aux fréquences élevées. Dans le cas de la figure 7, où les mimes références, affectées de l'indice f dé signent les organes déjà décrits, le cane 5! foraant l'extrémité du piston 4i est fixé à celui-ci au plus près de la source des vibrations c'eà-dire du solénoïde 3i, sans 8tre lui-m4- me lié à la membrane 7f, afin d'éviter un amortissement des vibrations, cette membrane étant fixée sur le piston 4f, en un emplacement différent. On notera que l'effet de masse du pavillon 13! tend à immobiliser la cloison "fixe" 9! par rapport au piston 4! aux fréquences élevées. Dans cette variante, il n'est naturellement pas nécessaire d'utiliser une extrémité du piston en forme de cane, et l'on peut ainsi employer un élément plan 5g, comme représenté sur la figure 8, où les références déjà utilisées sont affectées de l'indice g. Le cane sera de préférence utilisé avec des matériaux peu rigides à base de papier ou de carton, la variante de la figure 8 s'appliquant piutat aux matières plastiques. On notera, dans tous les cas, l'extrême simplicité,et par conséquent le faible code, des dispositifs conformes à l'invention qui, comme il a été indiqué, n'en permettent pas moins d'élever considérablement vers les fréquences élevées la limite de reproduction des hauts-parleurs classiques. REVENDICATIONS 1.- Dispositif adaptable sur haut-parleur en vue d'améliorer la reproduction des fréquences sonores élevées, caractérisé en ce qu'il comprend un élément auxiliaire destiné à être fixé, par exemple par collage, sur la capsule et/ou la membrane du haut-parleur et h définir avec ladite capsule et la dite membranè, du fait de son emplacement de fixation et de sa forme, une chambre de compression différentielle comprenant une zone de relaxation des fréquences élevées, cette chambre de compression étant en wlation avec un pavillon formé par des parties sensiblement immobiles aux fréquences élevées dudit élément et éventuellement de ladite membrane. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément auxiliaire est constitué par une cloison, plane ou non, ou par un volume, plein ou non, fixé sur le sommet du dôme constitué par la capsule de haut-parleur, ladite cloison étant séparé de la membrane du haut-parleur par un espace annulaire. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément auxiliaire est constitué par une cloison, plane ou non, ou par un volume, plein ou non, fixé sur le sommet du d8me constitu par la capsule du haut parleur et solidaire à sa périphérie de la membrane du haut-parleur, des orifices ou des fentes étant ménagés dans ledit élément. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément auxiliaire est fixé sur la membrane liée à la capsule et comporte .une-partie formant pavillon, ledit élément étant fixé sur la membrane soit en un emplacement où les fréquences élevées sont amorties, soit en un emplacement quelconque, mais comportant lil-mame dans ce dernier cas une zone de relaxation pour les contraintes correspondant aux fréquences élevées. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément auxiliaire eat porté par l'extrémité du cylindre qui supporte le bobinage mobile du haut-parleur et comporte une cloison séparée de la membrane par un espace annulaire et une partie formant pavillon central, ladite membrane étant fixée au dit cylindre en un emplacement différent de la fixation dudit élé- ment auxiliaire. 6,- les hauts-parleurs équipés d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 soit de fabrication, soit à ladite d'une adaptation dudit dispositif sur un type classique de haut-parleur.