Brevet FR2321811A1 — publié le 19770318

La présente invention est relative aux dispositifs et appareils d'enregistrement ou de reproduction de sons comportant un transducteur électrodynamique, ceux-ci pouvant consister en des hauts-parleurs, des têtes de gravure mécanique, ou des écouteurs. tes dispositifs de ce genre ont l'inconvénient de présenter des anomalies dans la reproduction des sons. Ces anomalies sont dues aux termes d'erreur des équations de base traduisant le mode de fonctionnement de tels dispositifs. Si l'on considère le cas d'un haut-parleur électrodynamique, celui-ci se compose de deux éléments couplés, à savoir - un circuit électrique (un amplificateur, plus une bobine se déplaçant dans un champ magnétique), et - un ensemble mécanique (bobine, spider, membrane et baffle). Les équations de base sont alors : m dv/dt + fv + k# vdt = Hli L di/dt + Ri + Hlv = E où : m est la masse du système mobile f est un coefficient de frottement k le coefficient de dureté du spider H le champ magnétique 1 la longueur du fil de la bobine X le coefficient de self induction du circuit électrique R la résistance de la bobine v la vitesse de la bobine i le courant qui traverse la bobine E la force électromotrice appliquée aux bornes de la bobine t le temps -Pour simplifier l'exposé, il est possible de considérer X comme né gligeable tes équations deviennent alors :: m dv + fv + k# vdt = Hli dt Ri + Hlv = E L'hypothèse de base de tout système de reproduction acoustique est que le signal E et le déplacement de la membrane du transducteur teur sont liés par une équation linéaire. Les termes constants n'étant pas audibles on peut traduire cela par la relation v = A dE dt ou A est une constante caractéristique du système. tes équations montrent l'existence de termes d'erreur interdisant la linéarité. E = Hlv + Ri dE = k v t (H1 + Rf ) dv + Rm - d2v dt H1 ) dt H1 dt2 Cette équation montre que les termes d'erreur sont (H1 + Rf } v et Rm dv H1 H1 dt Or ces termes d'erreur, qui ont les dimensions de tensions, entratnent des anomalies dans la reproduction des sons, à savoir - Une distorsion d'amplitude - Une distorsion de phase - Une intermodulation - Des phénomènes de résonances - Un effet de traSnage. Jusqu'ici un certain nombre de solutions ont été proposées pour minimiser ces défauts.Mais les résultats obtenus n'ont pas été pleinement satisfaisants. L'une de ces solutions consiste à employer des amplificateurs multicanaux, chaque canal reproduisant une partie du spectre sonore. Ce procédé donne des résultats intéressants, mais présente des difficultés-dans le recouvrement des bandes.Par ailleurs, il ne corrige que partiellement les défauts. Une autre solution réside dans l'emploi d'enceintes multivoies basées sur le même principe mais dont les canaux sont définis par des filtres passifs.Cependant l'utilisation de filtres BF est délicate. Dè toute façon les défauts sont les mêmes que précédemment et les défauts dûs aux filtres peuvent être supérieurs aux défauts propres des hauts-parleurs. On a également proposé de réaliser l'asservissement des enceintes de reproduction à un capteur de contrôle incorporé à chaque enceinte pour produire un signal de correction, destiné à être réinjecté à l'entrée de l'ampaificateur de commande. Mais un tel dispositif asservi pose des problèmes délicats de stabilité et requiert un circuit électronique complexe. C'est pourquoi, bien que commercialisées depuis longtemps, les enceintes asservies ne sont pas imposées sur le marché. Une autre solution, également proposée, consiste à associer à la bobine mobile d'un haut-parleur une deuxième bobine produisant un signal proportionnel à la vitesse. Comme précédemment, le signal recueilli est réinjecté à l'entrée de l'amplificateur de commande. Cependant, on rencontre les mêmes problèmes que ci-dessus. Pour cette raison ces équipements ne représentent qutune part infime du marché. C'est pourquoi la présente invention a pour but de résoudre de façon différente, le problème ainsi posé afin d'obtenir la correction des termes d'erreur sans rencontrer les inconvénients inhérents aux solutions actuellement proposées. Dans ce but, elle prévoit de restituer les termes d'erreur ou tout au moins le principal d'entre eux, à savoir le terme Hlv, à partir de la bobine même du transducteur afin de les réinjecter dans l'amplificateur de commande, Or, l'invention met à profit le fait que le principal terme d'erreur Hlv est égal à E-Ri selon les équations rappelées précédemment. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type en cause dont le circuit comporte un amplificateur différentiel relié à l'une de ses entrées, par l'intermédiaire d'un autre amplificateur, aux bornes du transducteur correspondant pour recevoir un signal égal à E, cependant que son autre entrée est raccordée à ltun des conducteurs d'alimentation du transducteur en un point situé entre celui-ci et une résistance additionnelle branchée dans ce conducteur afin de recevoir un signal égal à Ri. Or, l'amplificateur différentiel ainsi prévu est apte à faire la différence des deux signaux reçus pour transmettre cette différence, donc le principal terme d'erreur Hlv, à l'une des entrées de l'amplificateur de commande. A titre d'exemples, il est décrit ci-dessous deux formes de ré- alisation d'un dispositif de commande de haut-parleur, réalisé conformément à l'invention. Cette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 représente le schéma d'une première forme de réalisa tion d'un dispositif de commande de haut-parleur, selon l'invention, La figure 2 représente le schéma d'une seconde forme de réalisation d'un tel dispositif. Dans l'une et l'autre de ces deux formes de réalisation, la bobine mobile du haut-parleur correspondant la ou lb est alimentée par l'intermédiaire d'un amplificateur de commande 2a ou 2b, celui-ci étant relié à l'une des bornes du haut-parleur par un conducteur Da ou 3b. Cependant, conformément à une caractéristique essentielle de l'objet de l'invention, une résistance additionnelle R est branchée dans le conducteur d'alimentation 4a ou 4b qui aboutit à l'autre borne du haut-parleur. La valeur de cette résistance peut être égale à celle de la bobine du haut-parleur, sinon il est nécessaire que le coefficient des amplificateurs, qui seront décrits ci-après fasse en quelque sorte apparaltre cette résistance comme ayant la valeur de résistance de la bobine du haut-parleur. Selon une autre caractéristique essentielle de l'objet de l'invent ion, le circuit comprend un amplificateur différentiel A1 destiné à recevoir deux signaux distincts correspondant respectivement à E et Ri. A cet effet, l'une des entrées de cet amplificateur est reliée à la sortie d'un autre. amplificateur différentiel A2 ayant un gain égal à l'unité, et dont les deux entrées sont branchées aux bornes du haut-parleur la ou lb. Par ailleurs, l'autre entrée de l'amplificateur A1 est raccordée, par un conducteur 5a ou 5b, au conducteur d'alimentation 4a ou 4b dans lequel est branchée la résistance additionnelle R. Cependant, il faut observer que ce raccordement est réalisé en un point 6 situé entre cette résistance et le haut-parleur la ou lb. Ainsi l'amplificateur A1 reçoit effectivement deux signaux correspondants à E et Ri. Or, cet emplificateur est monté en sommation algébrique et il est apte à faire la différence des deux signaux reçus. Or, cette différence correspond à l'égalité suivant E - Ri = Hlv En d'autres termes, cette différence est donc égale au principal terme d'erreur du présent dispositif. te signal reçu à la sortie de l'amplificateur A1 est ainsi proportionnel à ce terme d'erreur. Or, dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, la sortie de cet amplificateur est reliée par un conducteur 7 à l'une des entrées de l'amplificateur de commande 2a de façon à réinjecter dans celui-ci le terme d'erreur ainsi dégagé par l'amplifica- teur A1. Du fait de l'agencement du circuit ainsi prévu, on utilise la bobine du haut-parleur la pour obtenir ce terme d'erreur afin de le réinjecter ensuite dans l'amplificateur de commande. Ceci permet donc de supprimer les anomalies habituelles des hauts-parleurs de ce genre et ce, sans avoir les inconvénients rencontrés lorsque l'on emploit un capteur indépendant pour détecter les termes d'erreur. il convient de noter qu'à partir du terme d'erreur Xlv il est possible de restituer les autres termes d'erreur du dispositif. En effet, le terme d'erreur Rf v peut être directement obtenu en X1 choisissant convenablement le gain de l'amplificateur A1. il suffit d'avoir pour celui-ci un gain égal à 1 + Rf pour obtenir à la X21 sortie ( Hl + Rf ) v Hl Quant au terme d'erreur Rm dv il peut être obtenu en diffé H1 dt renciant le signal Hlv et en appliquant un coefficient d'amplification convenable. La figure 2 représente du reste le schéma d'une seconde forme de réalisation du présent dispositif qui est conçue de façon à obtenir la restitution des différents termes d'erreur. A cet effet, l'amplificateur A1 déjà mentionné précédemment, est relié à l'entrée correspondante de l'amplificateur de commande 2a par un conducteur 8 qui se subdivise en deux branches parallèles 9 et 10,sont l'une comporte un dispositif électronique différenciateur 11 susceptible de dégager à sa sortie le terme d'erreur Hm dv. H1 dt Dans ce but, le gain de ce dispositif différenciateur doit être: Rm 1121 + Rf Or, les deux branches 9 et 10 aboutissent à un amplificateur 12 de sommation susceptible de produire un signal unique tenant compte des différents termes d'erreur reçus par lui. Ainsi ces termes d'erreur se trouvent réinjectés dans l'amplificateur de commande 2b, ce qui permet d'obtenir leur compensation et par suite de supprimer les anomalies habituelles d'un tel dispositif. A ce sujet, il convient de noter que le terme d'erreur L di dt négligé dans les formes de réalisation décrites ci-dessus, peut être introduit dans l'équation E = Hlv + t di + Ri, en différenciant dt le signal Ri dans le conducteur Sb, et en lui appliquant un coefficient d'amplification convenable. Ce terme peut être ensuite réintroduit dans la boucle du circuit à l'aide d'un dispositif de sommation, comme prévu pour le terme d'erreur Rm dv dans la forme de réalisation selon la figure 2. Hl dt Par ailleurs, ainsi qu'il a déjà été indiqué, le dispositif selon l'invention n'est pas limité à un haut-parleur. En effet, il pourrait également constituer tout autre dispositif d'enregistrement ou de reproduction de sons comportant un transducteur électrodynamique tel que tête de gravure mécanique ou un écouteur. R3VENDICADIONS 1 - Dispositif d'enregistrement ou de reproduction de sons au moyen d'un transducteur électrodynamique - tel que haut-parleur, tête de gravure mécanique, écouteur - alimenté par l'intermédiaire d'un amplificateur de commande, caractérisé en ce que le circuit comporte un amplificateur différentiel dont l'une des entrées est reliée, par l'intermédiaire d'un autre amplificateur, aux bornes du transducteur, cependant que son autre entrée estrac- cordée à l'un des conducteurs d'alimentation du trasducteur en un point situé entre celui-ci et une résistance additionnelle branchée dans ce conducteur, l'amplificateur différentiel ainsi prévu étant apte à faire la différence des deux signaux reçus, correspond au principal terme d'erreur d'un tel dispositif et ce, pour réinjecter celui-ci à l'une des entrées de l'amplifi cateur de commande grâce à un conducteur de liaison. 2 - Un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conducteur de liaison prévu entre l'amplificateur de commande et l'amplificateur différentiel effectuant la différence des signaux reçus, se subdivise en deux branches dont l'une comporte un dispositif différenciateur susceptible de dégager un autre des termes d'erreur du présent dispositif, ces deux branches aboutissant à un amplificateur sommateur placé en amcnt de l'en- trée correspondante de l'amplificateur de commande.