Brevet FR2474266A1 — publié le 19810724

La présente invention oonoerne les haut-parleurs dits. å "haute fidélité". Jusqu'à ce jour, les différentes recherches ont abouti b la conclusion qu'il y avait impossibilité de faire fonctionner correctement un seul haut-parleur de cette classification dans l'ensemble du spectre sonore (hormis quelques réalisations qui restent marginales). Ceoi étant dû au fait que les termes de l'équation masse/fréquence/vitesse/Déplace- ment sont antagonistes.Le. choix technique fut dono un fractionnement en plusieurs voies du spectre sonore avec pour conséquences : perte de puissance dans les filtres - rotation de phase - distorsion ou irrégule- rité de la courbe de réponse us fréquences de raccordement - impédance non linéaire - nécessité de 2 ou 3 (voire plus) diffuseurs. De nouvelles recherches ont abouti b la conclusion qu'une membrane plane serait plus efficace. Mais la conception de l'élément moteur limitait l'utilisation de ce type de membrane pour les raisons suivantes i-ou bien le moteur occultait totalement la surface arrière de la membrane, oe qui déséquilibrait considérablement la résistance au rayonnement de la membrane entre la crête positive et négative du signal, engendrant par ailleurs des résonnances, avec pour corollaire un fono tionnement aléatoire en régies transitoire.De plus, une imhomogénéité du flux polaire interdisait les grands déplacements de membrane (géné- rateure des fréquences fondanentales). -- ou bien nous avons affaire au récent type de haut-parleur appelé "isophaîe" dont la conception rappelle le principe electro- statique en évitant la mécessité d'une polarisation de haute tension des armatures mais là encore, et toujours à cause des déplacements très réduits deWla membrane, nous avons affaire b un type de haut-parleur "haut-médium-weseter". La présente invention porte essentiellement sur le déplacement en périphérie de la membrane de l'élément moteur dégageant ainsi tote- lement la face avant et arribre. Ce moteur faisant alors un angle de 900 parmpport au plan de la membrane, travaille selon la loi de Laplaoe. Le choix du conducteur de courant, de son dessin, de son emplacement, de son poids, de son volume, est dès lors dicté par les performances recherchées. De iftme que l'utilisation de tout autre système moteur puisse strie envisagée , par exemple t eleotro-statique ou encore electro-dynamique b excitation séparée - piezo-électrique - électronique fluidique ou mécanique. Au regard du dessin (vue en coupe) il apparaît nettement que les-déplacements de membrane ne sont nullement limités, et qu'il est, par ailleurs, possible de choisir entre une petite largeur de conducteur et grande surface de champ magnétique ou bien grande largeur de conductour et petite surface de champ. La membrane, dans ce cas, et comparée au:système conique traditionnel, ne servant plus d'élément tampon entre l'élément moteur et la suspension, ne subit plus de déformation. Par contre, le moteur se trouve, luit placé entre deux résistances à vaincre.- a) - résistance de rayonnement (par la membrane) b) - résistance des suspensions Nous avons'donc un net renversement des paramètres qui voulaient jusqu'à présent que le mouvement d'un haut-parleur soit surtout déterminé par les phénomènes d'élasticité. Dans cette nouvelle dispostion l'énergie électrique se transformant d'abord en énergie mécanique pour être ensuite convertie en énergie acoustique se trouve située au centre des résistances de transformation. Alors que dans le haut-parleur conique traditionnel, oette énergie était situe au départ d'une channe de résistance et d'inertance et la membrane se trouvait alors mise en mouvement après les réactions propres de ces différents phénomènes antagonistes. La directivité peut être considérablement diminués par l'utilisation d'une membrane dont le dessin peut favoriser la dispersion des f4réquences élevées soit sur son périmètre soit sur la totalité de sa surface ou dan-s son volume. Un abaissement de la distorsion d'intermodulation par le fonotionnement "en piston" pratiquement possible sur toute l'étendue du spectre sonore (ceci étant naturellement fonction du choir de l'emplacement et du nombre d'éléments moteurs ainsi que de la surface totale de la membrans). De plus, le choix d'une surface frabtionnée en plusieure matières de deneité de module d'Young différents peuvent résoudre entièrement s - la distorsion d'intermodulation - la distorsion de timbre. Par ailleurs, il convient de remarquer que cette nouvelle disposition permét d'adjoindre en tous points de la surface de la membrane un ou plusieurs éléments de ce même moteur plat afin de réaliser ou bien un capteur d'analyse des mouvements ou bien un moteur correcteur de déformation de surface de la membrane ou bien encore un générateur de courant en vue d'une contre-reaction L'analyse du dessin n'appelle qu'une seule remarque au niveau de la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique, étant entendu que lagéométrie, le rapport des surfaces et des volumes peuvent être modifiés à l'infini suivant les performaces recherchées ; de même, le nombre d'éléments moteurs, de leur emplacement et de leur puissance relèvent de la même démarche. La transformation mécanique/acoustique étant directement dépendante de la charge (dono du type d'enoeinte) ne rentre pas dans le cadre de cet exposé. A noter toutefois la grande facilité d'adaptation de ce haut-parleur à la realisationude panneaux diffusants de grandes dimensions. Pour l'exposé de ce dessin, le système eleotro-dynamique à aimant permanent a été retenu. Pour la clarté du dessin, les pièces polaires de C n'ont pas été dessinées.. Le champ magnétique dans l'entrefer a été angmenté par un enchassement des aimants dans un U en fer doux, le matériau magnétique retenu dans ce cas est constitué de barreaux de 9 mm d'épaisseur en oxyde de fer et de stromtium à grains orientés. L'entrefer a été ouvert b 2 am pour des raisons de praticité, mais peut être facilement réduit. La surface du champ est de 25 mm ; la largeur de conduction est de 17 mm ; l'élongation de la membrane est dans ce cas de + et - 4 mm autour de saposition d'équilibre, soit un déplacement total de 8 us. Pour l'élément conducteur de courant (B) collé sur la membrane, il a été retenu un circuit imprime (2 faces ouivre) de faible masse en époxy 2/10 a dont le dessin est constitué de lignes fines parallèles entre elles et b la longueur de l'élément magnétique. Le champ Mord/Sud entretenu dans l'entrefer et traversé par un courant perpendionlaire entraine une vibration alternative du plan de la membrane (loi de Laplaoe). L'épaisseur du ouivre conducteur est à déterminer en fonction de t - a) résistivité recherchée - b) puissance dissipée I1 est par ailleurs possible, afin d'alléger l'équipage mobile, d'envisager un conducteur de courant par impression (encre conductrice, colles a l'argent, etc...) ; le moteur alternatif peut être d'une seule pièce périphérique (utiliser dans ce cas un support souple) ou bien fractionné, oe qui permet de réaliser des branchements série/parallèle aiin d'obtenir plus aisément la résistivité souhaitée, les branchements se réalisent alors en fil souple ou torsade souple à chaque interseotion des éléments magnétiques prévoir à cet égard un circuit conducteur de longueur légèrement supérieure à l'élément magnétique, afin de réaliser oes branchements).