Brevet FR2258070A1 — publié le 19750808

La présente invention a pour objet un perfectionnement aux enceintes acoustiques, en particulier celles qui sont destinées a des chaînes de reproduction dites de haute fidélité On sait que les enceintes acoustiques qui sont-couramment utilisées pour les reproductions musicales de qualité sont constituées par un coffret contenant un ou plusieurs haut-parleurs Chacun de ces haut-parleurs est spécialisé dans la reproduction -d'une partie du spectre sonore, et à cet effet, un système de fil- tres plus ou moins complexe est chargé de diviser le spectre sonore en provenance de l'mplificateur et de diriger sur chaque haut-parleur la partie du spectre qui lui est destinée. Malgré les importantes recherches gui ont été effectues jusqu a ce jour, dans cé domaine, et maigré les perfectionnements qui en sont 11 aboutissement, les enceintes actuellement connues ne donnent pas entière satisfaction en raison des-mouvementS erratiques qui s'établissent dans les membranes de haut-parleur. En effet, alors qu t il est un appareil destine a transformer en vibrations acoustiques les vibrations electriques qui lui sont transmises par l'amplificateur, le haut-parleur a dans la pratique une double fonction : la première consiste, comme cela est le but recherche, a transformer en vibrations acoustiques les vibrations electriques qui lui sont transmises, mais la deuxième fonction est ltinverse de la première, c'est-à-dire que le haut-parleur transforme en vibrations électriques les vibrations acoustiques qui lui sont envoyées. Dans la pratique, les enceintes acoustiques sont toujours placées dans des pièces qui présentent un certain coefficient de réverbération, c'est-à-dire dans des pièces dont les parois réf lé- chissent les ondes sonores émises par les haut-parleurs et en renvoient une fraction vers ces derniers. tes vibrations- électriques ainsi engendrées par la membrane du haut-parleur remontent la chalne de reproduction et aboutissent dans Itamplificateur où elles induisent des -phénomènes d'interférence qus se traduisent par des perturbations importantes des courants electriques qui sont envoyées par l'amplificateur dans l'enceinte, d'ou une perturbation-du-son émis par cette dernière. Ce phénomène a pour conséquence1 que jusqutalors, on considère que le- son émis par une enceinte acoustrque, dépend non seulement-des courants électriques qui sont envoyés dans gatte enceinte et des caractéristiques propres de l'enceinte, mais également des caractéristiques de la pièce dans laquelle l'enceinte se trouve placée. Jusau'à ce jour3 on a cherché à porter remède a cet inconvénient en incorporant dans les enceintes des amplificateurs munis d'un dispositif d'amortissemoent qui, après avoir détecté les mouvements erratiques de la membrane utilisent des signaux découlant de ces mouvements pour asservir les courants envoyés par l'amplificateur dans le but de réduire les effets. des mouvements de la membrane produits par les vibrations sonores qui sont renvoyées au haut-parleur par la réverbération des murs de la pièce dans laquelle l'enceinte acoustique se trouve. Ces perfectionnements apportent parfois des remèdes aux inconvénients précités, mais ils sont d'un prix de revient élevé et d'une mise en oeuvre difficile, ce qui 15mite considérablement leurs possibilités d'utilisation. La présente invention a pour objet un perfectionnement aux enceintes acoustiques qui permet par des moyens simpies et peu coûteux, d'éliminer les inconvénients précités et de supprimer totalement ou tout au moins dans une très large mesure, les effets résultant des ondes sonores qui reviennent sur la membrane du haut-parleur. L'invention va être définie en se référant à des enceintes acoustiques mais il est clair qu'elle s'applique aussi aux hautparleurs isolés ou aux haut-parleurs montés sur des bafles soit seul soit en groupe. L'invention permet d'obtenir que le son émis par une enceinte acoustique reste le même (pour des excitations électriques restant les memes) quel que soit la pièce dans laquelle on place 11 enceinte acoustique. Il en résulte que -les enceintes acoustiques selon l'invention émettent un son qui est indépendant de la salle où se trouve placée l'enceinte acoustique, que le milieu ambiant -- pré sente une forte ou une faible réverbération. L'invention permet également une amélioration considérable de l'intelli.gibilité de la voix humaine reproduite par une enceinte acoustique. L'invention présente aussi l'avantage de supprimer la "redondance" ou "coloration" par le fait que l'enceinte acoustique selon l'invention ne favorise pas certaines. gammes de fréquence et ne donne pas lieu à la formation d'harmoniques. L'enceinte selon l'invention permet donc une reproduction exacte des impulsions électriques qui lui sont envoyées. L'invention permet également de réduire de manière importante les distorsions et les taux d'intermodulations par rapport aux enceintes déjà connues. Enfin, l'invention a pour effet d'augmenter d'une manière tres importante, par exemple de 300 à 400 -la puissance nominale des haut-parleurs que comporte l'enceinte. ta présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue une enceinte perfectionnée pour la reproduc- tion sonore, essentiellement caractérisée par le fait que l'encein- te est branchée aux bornes d'un premier enroulement situé autour d'un noyau magnétique qui comporte également d'une part, un second enroulement dont les bornes sont reliées auxbornes de sorties de l'amplificateur, et d'autre part un troisième enroulement qui présente une impédance importante par rapport à elle de l'enceinte, ledit enroulement ayant ses extrémités libres ou reliées entre elles par un circuit non résonant aux fréquences d'utilisation et possédant une résistance de valeur élevée. Conformément à 1'invention et selon la technique actuellement utilisée, pour relier les haut-parleurs aux amplificateurs, les enroulements placés aux bornes de l'enceinte d'une part et de l'amplificateur d'autre part, ont des valeurs d'impédance faibles, et sont choisis de manière accorder les impédances de l'enceinte et de l'amplificateur. Au Au contraire, conformément à l'inventioll, le troisième enroulement dont les extrémités sont libres, ou sont reliées entre elles par un circuit non résonant aux fréquences d'utilisation et possédant une résistance élevée doit présenter une impédance élevée qui est d'environ 100 fois à environ 3000 fois et de pré- - férence environ 1000 fois l'impédance de l'enceinte. Cet enroulement à haute impédance peut, conformément à l'invention, avoir ses bornes libres c 'est-à-dire sans être reliées à aucun circuit. I1 peut encore avoir ses bornés qui sont reliées à un circuit à haute impédance non résonant aux fréquences d'utilisation. Ce circuit peut être par exemple avantageusement constitué par une résistance de valeur élevée. Toutefois, il pourrait etre également plus compliqué et comprendre d'autres éléments par exemple des condensateurs ou des selfs , à condition qu'il ne soit pas à même d'entrer en résonant avec les -fréquences d'utilisation de l'enceinte. Selon l'invention, il est nécessaire que la résistance placée aux bornes de l'enroulement à forte impédance soit suffisante pour éviter d'absorber trop d'énergie et de faire chuter ainsi la puissance utile du haut-parleur, mais il faut également que cette résistance ne soit pas infinie, faute de quoi le résultat recherché ne pourrait être atteint. Un fonctionnement correct de.l'enceinte selon l'invention est obtenu lorsque le circuit comprenant l'enroulement à impédance élevée a une résistance supérieure à environ 5000 ohm Cette résistance peut d'ailleurs être simplement constituée par la résistance interne de l'enroulement. On peut avantageusement placer aux bornes de l'enroulement à grande impédance une résistance variable ou même un interrupteur qui permet d'ouvrir le circuit de manidre à adapter la résistance de l'enroulement à grànde impédance aux caractéristiques de l'enceinte. Le noyau magnétique sur lequel sont placés les trois enroulements doit posséder une masse de fer importante car il est nécessaire d'éviter la saturation du noyau qui se réaliserait assez facilement du fait que l'on travaille- en basse fré quence. L'enroulement de l'enceinte, celui de l'amplificateur et le troisième enroulement à forte impédance, qi joue le râle dè bouchon entre l'enceinte et l'amplificateur, meuvent etre réalisés sur le noyau magnétique de n'importe quelle manière. C'est ainsi par exemple que l'enceinte et l'amplificateur peuvent être branchés sur un enroulement unique en position d'auto-transformateur ou que ces de-ux enroulements peuvent être placés côte à côte sur le noyau. En d'autres termes, les trois enroulements utilisés conformément à l'invention peuvent être superposés, décalés l'un par rapport a l'autre, ou imbriqués les uns dans les autres sur le noyau magnétique. Dans la définition de l'invention qui vient d'être donnée ci-dessus, on entend par branchement ou liaison de enceinte à l'enroulement selon l'invention, le raccordement audit enroulement des deux fils normaux d'entrée dans l'enceinte, que cette dernière comporte un ou plusieurs haut-parleurs et qu'il existe ou non à l'intérieur de l'enceinte des dispositifs annexes tels que des filtres de fréquences assurant la répartition du courant entre différents haut-parleurs. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant, a titre illustratif, sans aucun caractère limitatif, plusieurs modes de réalisation, pris comme exemples et représentés sur le dessin annexé. Les figures l, 4 du dessin représentent différents modes de réalisation de l'invention. On a schématiquement représenté sur la figure I, le noyau magnétique 1 des enroulements utilisés selon l'invention. On a également schématiquement représenté comment le haut-parleur 2 est relié aux bornes A et C de 1'enroulement de faible impédance 3 et comment l'amplificateur 4 est relié aux bornes B et C de cet enroulement 3. On a représenté l'entrée 5 de l'amplificateur 4. On a enfin schématiquement représenté l'enroulement 6 de grande impédance dont les bornes sont reliées à un circuit comportant une résistance réglable 7. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'enroule- ment 3 est constitué- par 100 spires de 120 mn de diamètre, réparties sur une longueur de 32 mm. Entre les bornes B,.C, il y a 50 spires. t'impédance du haut-parleur 2 est de 16 ohm-. L'impédance de l'amplificateur 4 est de 4 ohm. L'enroulement 6 est constitué par 2000 spires de 128 mm de diamètre, réparties sur 32 mm de longueur. Son impédance est de 8000 ohm. ,a-résistance 7 est une résistance réglable de O à 100 Kilo-ohm. On retrouve dans le mode de réaîisation de la figure 2 le noyau magnétique I, le haut-parleur 2, l'enroulement 3, l'ampli- ficateur 4 avec son entrée 5, et l'enroulement 6 à haute impédance. Ce- mode de réalisation diffère du mode de- réalisation de la figure 1 par lé fait que le haut-parleur 2 est branché entre les points A et B de l'enroulement 4, et par le fait que les extrémités de l'enroulement 6 sont libres, c'est-à-dire ne sont liées par aucun circuit. Dans ce mode de réalisation, llenroulement 3 est constitué par 100 spires de 120 mm de diamètre, réparties sur une longueur de 32 mm, le point B sépare l'enroulement 3 en 50 spires à partir du point A et 50 spires à partir du point C. t1 impédance du haut-parleur 2 est de 8 ohm. L'impédance de l'amplificateur 4 est de 8 ohm. t1 enroulement à haute impédance 6 est constitué par 2000 spires de 128 mm de diamètre enroulées sur une longueur de 32mm. I1 a une impédance de 8000 ohm. Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'amplificateur 4 est placé aux bornes A et C de la totalité des spires de l'enroulement 3, tandis que le haut-parleur 2 est placé entre la borne A et le point central B de l'enroulfflment 3. De son côté, l'enroulement 6 à haute impédance est à ses extrémités relié à un circuit comportant une résistance 8 et un interrupteur 9 qui permet, soit de placer aux bornes de l'enroulement 6 la résistance 8 ou une résistance infinie selon qu'on ferme ou que l'on ouvre l'interrupteur 9. Dans ce mode de réalisation, l'enroulement 3 est constitué par 100 spires de 120 mm de diamètre enroulées sur une longueur de 32 mm. Le point B divise l'enroulement en spires du côté A et en spires du côté C. L'impédance du haue-parleur 2 est de 4 ohm. L'impedarce de l'amplificateur 4 est de 16 ohm. L'enroulement 6 est constitué par 2000 spires de 128 mm de diamètre, enroulées sur une longueur de 32 mm. Cet enroulement a une impédance de 8000 ohm. La résistance 8 a une valeur de 20 kilo-ohm. Dans le mode de réalisation de la figure 4, les enroulements 3a du haut-parleur 2, et 3 de l'amplificateur 4 sont distincts. De son côté, l'enroulement à haute impédance 6 a ses deux extrémités reliées par un circuit rhéostatique comportant 5 résistances 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, de valeurs différentes qui peuvent être choisies par un sélecteur. L'enroulement 3 est constitué par 50 spires de 120 mm de diamètre, enroulées sur une longueur de 32 mm. Le haut-parleur 2 a une impédance de 4 ohm. L'enroulement 3a est constitué par 50 spires de 120 mm de diamètre enroulées sur 32 mm de longueur. L'impédance de l'amplificateur 4 est de 4 ohm. L'enroulement a haute impédance 6 est constitué par 2000 spires enroulées sur une longueur de 32 mm avec un diamètre de 128 mm, son impédance est de 8000 ohm. Les valeurs des résistances Ba, 8b, 8c, 8d, 8e, sont respectivement de 10, 15, 20, 30, 40 kilo-olur?. I1 est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'etre décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif-et qu'ils pourront recevoir toutes modiications désirables, sans sortie pour cela du cadre de linvention. En particulier, il est clair que, bien que les modes de réalisation qui ont été décrits se réfèrent aux branchements d'un haut-parleur 2, le même branchement peut être réalisé pour une enceinte acoustique qui comprend un ou plusieurs hautparleurs et éventuellement d'autres dispositifs plus complexes permettant notamment d'orienter certaines gammes de fréquence surales haut-parleurs qui leur correspondent. Dans ce cas, il suffit de remplacer le branchement du haut-parleur 2 par l'entrée de l'enceinte acoustique qui est normalement reliée a lTamplifi cateur. REVENDICATIONS 1. Enceinte perfectionnée pour la reproduction sonore, caractérisée'par le fait que l'enceinte est branchée aux bornes d'un premier enroulement situé autour d'en noyau magnétique qui comporte également, d'une part un second enroulement dont les bornes sont reliées aux bornes de sortie de l'amplificateur, et d'autre part un troisième enroulement qui présente une impédance importante par. rapport à celle de l'enceinte, ledit enroulement ayant ses extrémités libres ou reliées entre elles par un circuit non résonant aux fréquences d'utilisation et possédant une rEsis- tance de valeur élevée. 2. Enceinte selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'enroulement placé aux bornes de l'enceinte et celui placé aux bornes de l'amplificateur ont des valeurs d 'impé- dance faibles qui sont choisies de manière a accorder les impédances de l'enceinte et de l'amplificateur. 3. Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le troisième enrouleent possède une impédance qui est égale à environ 100 fois à environ 3000 fois, et de préférence environ 1000 fois I'impédance de l'enceinte. 4. Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le troisième enroulement à haute impédance est sur un circuit ayant une résistance supérieure à environ 5000 ohm. 5. Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le noyau magnétique a une masse suffisante pour qu'il ne soit pas saturé.