Brevet FR2532806A1 — publié le 19840309

"Dispositif servant à convertir un signal électrique en un signal acoustique". L'invention concerne un dispositif servant i con- vertir un signal électrique en un signal acoustique et comportant une borne d'entrée pour la réception d'un signal électrique d'entrée, une unité de transducteur électro acoustique ainsi qu'un circuit ampliúficateur pour commander l'unité de transducteur électro-acoustique, circuit ampli- ficateur qui présente une entrée qui est couplée à la bor- ne d'entrée ainsi qu'une sortie qui est couplée A l'unité de transducteur électro-acoustiqueo L'invention concerne également un circuit amplificateur servant a commander l'unité de transducteur électroacoustique Des dispositifs connus du genre décrit dans le préambule sont lunis deune unité de transducteurs ayantt en général, un facteur de qualité qui est au moins pratiquement égal à o 1 L'unité connue de transducteur a une courbe de réponse qui est relativement horizontale dans une gamme de fréquences com- prise entre la fréquence de résonance de lunté de trans- ducteur et sa fréquence de rupture, dite on anglais "lfre- quency of cone break-up", voir a cet effet;'Theory and nume- O 20 rical calculation of the vibration and sound radiation of cone and dome loudspeakers with nonrigid diaphragme", pre- print N 1437 (D-1) de la 62 ièe Convention de l'Audio Engineering Society, tenue à Bruxelles du 13 au 16 Mars 1979, notamment les figures 5 a et 6 o Des unités de transducteur de ce genre sont com- mandées par des circuits amplificateurs (des amplificateurs) ayant une courbe de réponse horisontaleo Toutefois, le dis- positif connu présente l'inconvénient que son rendoment, défini comme le rapport entre la puissance acoustique de sortie de 11 unité de transducteur et la puissance électri- que d'entrée appliquée a sa borne d'entrée, est assez fai- ble. L'invention vise à fournir un dispositif dont le rendement est notablement plus grand A cet effet, le dis- positif conforme à l'invention est remarquable en ce que l'unité de transducteur électro-acoustique présente un facteur de qualité inférieur a 1, en ce que le circuit amplificateur présente un coefficient d'amplification dépendant de la fréquence avec une courbe de réponse qui au moins dans une gamme de fréquences comprise entre, d'une part, une première fréquence correspondant au moins pra- tiquement à la fréquence de résonance de l'unité de trans- ducteur et, d'autre parts une seconde fréquence, supérieure A la première fréquence, possède une allure retombante qui est a peu près l'inverse da l'allure de la courbe de ré- ponse que présente l'unité de transducteur dans ladite gamme de fréquences. L'invention se base sur l'idée que le rendement de l'unité de transducteur électro-acoustique, défini comme le rapport entre la puissance acoustique de sortie de ltunité de transducteur et la puissance électrique d'entrée appliquée a l'unité de transducteur dépend du facteur de qualité de l'unité de transducteur Pour une expression du facteur de qualité, on se réfère A la des- cription faite ci-après en regard de la figure 1 Des calculs faits par ordinateur ont montré que, si l'on dimi- nue le facteur de qualité de l'unité de transducteur (fac- teur qui dans des cas normaux, est le plus sourvent égal A 1), le rendement de l'unité de transducteur augmente pour toute sa gamme de fréquence de fonctionnement O Cela signi- fie qu'on obtient une puissance acoustique de sortie plus grande à la mémie puissance électrique d'entrée. Toutefois, la diminution du facteur de qualité de l'unité de transducteur provoque le changement de la courbe de réponse de l unité de transducteur La retombée en basse fréquence qui pour des unités de transducteur qui ont un facteur de qualité à peu près égal A 1, commence A la fré- quence de résonance et se poursuit vers des fréquences plus basses suivant une pente de 12 d B/ octave, est décalée vers des fréquences plus élevées A partir d'une seconde fré- quence, supérieure à la fréquence de l'unité de transduc- teur, la courbe de réponse d'une unité de transducteur pour laquelle Q est inférieur à 1, retombe alors vers des fréquences plus basses suivant une pente d'à peu près 6 d B/octave, retombée qui, à partir d'une troisième fré- quence, inférieure a la fréquence de résonance 9, va suivre une pente de 12 d B/octave En fait, cela provoque une di- minution de la gamme de fréquences de fonctionnement de l'unité de transducteur du fait que la limite inférieure 1 o (qui dans le cas d'unités -de tranaducteur pour lesquelles Q= 1, est à peu près égale à la fréquence de résonance de l'unité de transducteur) a été décalée vers une fréquence plus élevée, à savoir ladite seconde fréque:nce. Ainsi, la valeur de la seconde fréquence sera de plus en plus grande et, par conséquent, la gamme de fré- quences de fonctionnement sera de plus en plus petite au fur et à mesure qu'on diminue le facteur de qualité. On a donc obtenu une unité de transducteur ayant un rendement plus grand msais une gamme de fréquences de fonctionnement plus petite Pour obtenir quand même un dispositif reproduisant ces fréquences à partir d'au moins la fréquence de résonance de l'unité de transducteur, il y a lieu de prévoir dans le circuit amplificateur servant a commander l'unité de transducteur unie compensation de la retombée entre la première et la seconde fréquence dans la courbe de réponse de L 9 unité de transducteur On peut réa- liser cela en donnant au circuit amplificateur un coeffi- cient d'amplification dépendant de la fréquence, alors que dans la gamme de fréquences située entre la première-et la seconde fréquences, sa courbe de réponse est 10 inverse de la courbe de réponse qu e présente 19 unité de transducteur dans cette gamme Cela signifie donc que dans cette gamme, la courbe de réponse du circuit amplificateur va en montant vers les fréquences plus basses. Si l'on veut réaliser le circuit amplificateur tel que décrit ci-dessus au moyen des amplificateurs conven- tionnels, il s'avère que le gain de rendement obtenu dans l'unité de transducteur est perdu dans certains cas à la suite d'un rendement plus faible de l'amplificateur Si l'on utilisait un amplificateur conven- tionnel, tel qu'un amplificateur classe A, classe B ou classe AB, ayant une tension d'alimentation fixe, il faut que-la tension d'alimentation de l'amplificateur soit adaptée à l'amplitude de sortie maximale effec- tive de l'amplificateur Ces amplitudes maximales effectives se pro- duiront surtout dans la gamme de fréquences autour de la fréquence de résonance du fait que dans cette gamme, le coefficient d'amplification de l'amplificateur est maximal Cela implique que l'alimentation doit être dimensionnée en fonction des signaux dans cette gamme de fréquences. Il s'ensuit que dans la gamme de fréquences située au-dessous de la seconde fréquence, gamme o le coefficient d'amplification est beaucoup plus faible, l'amplificateur n'est plus entièrement excité Cela exerce une influence négative sur le rendement de l'amplificateur En effet, les amplificateurs classe A, B ou AB ont leur rendement maximal au niveau de sortie maximal Si le niveau de sortie n'est pas maximal (comme indiqué cidessus pour des signaux ayant des fréquences supérieures à f), le rendement diminue Pour des amplificateurs classe A par exemple, 2 ' le rendement est approximativement proportionnel au carré du niveau relatif de sortie Pour des amplificateurs classe B, le rendement est proportionnel au niveau relatif de sortie Or, conformément à l'invention, on utilise de préférence un circuit amplificateur ayant un rendement amélioré par rapport aux amplificateurs conventionnels classe A, classe B ou classe AB Cela peut être expliqué comme suit. De ce qui précède il ressort que dans la gamme de fréquences située audessous de la première fréquence, le gain de rendement est optimal et correspond bien au gain de rendement obtenu par l'utilisation de l'unité de transducteur électro-acoustique ayant un facteur de qualité inférieur à 1 De plus, il est clair que justement dans la gamme de fréquences située au-dessus de la seconde fréquence, gamme qui en ce qui concerne le niveau de sortie du circuit amplificateur, correspond à une gamme de faibles niveaux de sortie, il se produit une grande perte de rendement, telle qu'est annihilé le gain de rendement obtenu par l'uti- lisation de l'unité de transducteur ayant un facteur de qualité inférieur à 1. La gamme de faibles niveaux de sortie est donc la gamme critique Par conséquent, il faut que dans cette gamme, le circuit amplificateur utilisé présente un meilleur comportement que les amplificateurs classe A, classe B ou classe AB auxquels est appliquée une tension d'alimen- tation fixe Comme l'amplificateur classe B a le rendement le plus élevé parmi les amplificateurs précités, on fera donc en sorte que dans au moins une gamme partielle située dans une gamme de faibles niveaux de sortie, gamme partielle qui dans ladiste gamme de faibles niveaux de sortie couvre des niveaux de sortie plus élevés, le circuit amplificateur ait un rendement supérieur à celui d'un amplificateur conventionnel classe B à tension d'alimentation fixe Si l'on utilise un tel circuit amplificateur, le rendement peut rester haut, même dans le cas de la courbe de réponse souhaitée du circuit amplificateur De cette manière, on obtient un dispositif de conversion de signaux électriques en signaux acoustiques ayant un rendement accru du moins dans la gamme de fréquences de fonctionnement égale, c'est-à-dire qu'elle s'étend pratiquement à partir de la fréquence de résonance jusque dans la gamme de fréquences de rupture Cela présente l'avantage qu'il suffit d'utiliser des ampli- ficateurs de puissance plus faible pour obtenir la même puissance acous- tique de sortie. Il est à remarquer que des unités de transducteur ayant un facteur de qualité inférieur à 1 sont connues en soi Toutefois, il n'est pas connu d'utiliser la combinaison d'une unité de transducteur et d'un circuit amplificateur telle que proposée par l'invention Il est également connu de commander des unités de transducteur électro-acous- tique au moyen d'un circuit amplificateur dont la courbe de réponse, dans une gamme déterminée de fréquences, est l'inverse de la courbe de réponse que présente l'unité de transducteur dans cette gamme, de sorte qu'on peut compenser une partie non horizontale de la courbe de réponse de l'unité de transducteur Cela est connu, par exemple, du brevet américain NI 4 118 600, voir notamment colonne 1, lignes 20 à 23. Toutefois, dans ce brevet, il ne s'agit d'une unité de transducteur ayant un facteur de qualité inférieur à 1 De plus, la compensation est effec- tuée dans une gamme de fréquences située au-dessous de la fréquence de résonance de l'unité de transducteur (opération dite "amplification des graves"), de sorte que, dans ce cas aussi, le circuit amplificateur est 2532806, entièrement différent du circuit amplificateur proposé par l'invention. De plus, il n'est pas question d'un dispositif ayant un rendement aug- menté. Il y a lieu de choisir l'unité de transducteur électro- G 5 acoustique de façon que son facteur de qualité soit compris entre 0,2 et 0,8 et, de préférence, autour de 0,4 De plus, des calculs ont montré que si l'unité de transducteur est un transducteur électro-acoustique placé dans une enceinte bass reflex, le facteur de quaalité de l'unité de transducteur doit se situer entre 0,1 et 0,6 et, de préférence, autour de 0,3. On préfère la valeur 0,4 Cou 0,3) essentiellement du fait que le rendement de l'unité de transducteur électro-acoustique est alors pratiquement constant dans la gamme de fréquences de fonctionnement de l'unité de transducteur c'est-à-dire qu'il est pratiquement indépendant de la fréquence La limite supérieure de 0,8 (ou de 0,6) est déterminée essentiellement par le fait que le gain de rendement n'est toujours pas particulièrement grand D'une part, la limite inférieure de 0,2 (ou 0,1) est déterminée par le fait que la dépendance de la fréquence du rendement augmente au fur et à mesure de la diminution du facteur de qualité, ce qui constitue un inconvénient D'autre part, la diminution du facteur de qualité provoque l'augmentation de la différence de niveau de la courbe de réponse de l'unité de transducteur pour la première et la seconde fréquence (et, par là, l'augmentation du degré de compensation dans le circuit amplificateur) Pour des facteurs de qualité inférieurs à 0,2 (ou à 0,1), la compensation atteint un degré élevé au point qu'il ne soit plus possible de la réaliser dans le circuit amplificateur sans provoquer une perte importante du rendement du circuit amplificateur. Aussi, pour ces dernières raisons, la courbe de réponse dudit circuit amplificateur est-elle choisie de façon à être horizontale dans une gamme de fréquences située au-dessous de ladite première fréquence, ou à retomber à partir de ladite première fréquence vers des fréquences plus basses Toutefois, en principe, il est également possible de faire en sorte que la courbe de réponse du circuit amplificateur aille en montant à des fréquences situées au-dessous de la première fréquence. Dans ce cas, on obtient un dispositif ayant un rendement augmenté ainsi qu'une plus grande gamme de fréquences de fonctionnement, à savoir une 2532806. gamme de fréquences de fonctionnement qui est étendue jusqulau dessous de la fréquence de résonance de l'unité de transducteur. Comme déjà dit en référence à la revendication 1, il faut que le circuit amplificateur soit réalisé de façon que la courbe de fréquence non horizontale entraîne une perte minimale de rendement du circuit amplificateur (perte qui dans les amplificateurs connus, est due à l'excitation incomplète) Des essais ont montré qu'on peut y parvenir en utilisant dans le circuit amplificateur un amplificateur commuté, tel qu'un amplificateur classe D Dans un tel amplificateur, l'étage de sortie est enclenché/déclenché en fonction du niveau de sortie de l'am- plificateur Une autre possibilité est d'utiliser dans le circuit ampli- ficateur un amplificateur dont la tension d'alimentation est fonction. du niveau de sortie de l'amplificateur Cela permet de réaliser pour toutes les fréquences et pour toutes les amplitudesun niveau de sortie optimal et, par conséquent, un rendement maximal du circuit amplificateur. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, perzmettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisee. La figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est un graphique représentant le rendement d'une unité de transducteur électro-acoustique en fonction de la fréquence et cela pour plusieurs unités de transducteur ayant des facteurs de qualité différents. La figure 3 représente plusieurs courbes de réponse d'unité de transducteur ayant des facteurs de qualité différents. La figure 4 est un graphique représentant le coefficient d'amplification du circuit amplificateur en fonction de la fréquence pour deux modes de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 5 représente un mode de réalisation muni d'un circuit amplificateur constitué d'un amplificateur dont la tension d'alimentation est fonction du niveau de sortie. La figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un tel circuit amplificateur. La figure 7 représente un mode de réalisation d'un circuit amplificateur constitué d'un amplificateur classe D. La figure 8 représente des courbes des rendements de différents types d'amplificateur. La figure 9 représente encore un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif coinforme à l'invention Le dise positif comporte une borne d'entrée 1 pour l'application d'un signal électrique d'entrée, une unité 2 de transduc- teur électro-acoustique ainsi qu'un circuit amplificateur 3 pour commander l'unité 2 de transducteur électro-acous- tique Le circuit amplificateur 3 est muni d'une entrée 4 couplée à la borne d'entrée 1 et d'une sortie 5 couplée à l'unité 2 de transducteur électro-acoustique Par unité de transducteur électro-acoustique il y a lieu d'entendre un transducteur indépendant (haut-parleur) ou un transducteur disposé dans l'une des enceintes connues, telles qu'une enceinte fermée ou une enceinte bas-reflex ou un transe ducteur placé dans un baffle, ou bien une co Mbinaison d'une pluralité de transducteurs disposée dans une enceinte ou un baffle L'unité 2 de transducteur a un facteur de qua- lité inférieur a-1 Dans le cas o l'unité de transducteur comporte une pluralité de transducteurs sensiblement iden- tiques, il y a lieu d'entendre par facteur de qualité le facteur de qualité de l'un des transducteurs de l'unité. Dans le cas o l'unité de transducteur comporte un nombre de (deux ou trois) transducteurs non identiques, comme dans un système à deux ou à trois voies (enceinte acoustique), il y a lieu d'entendre par facteur de qualité le facteur de qualité du transducteur (haut-parleur) pour les fréquences basses La m 9 me définition s'applique à la fréquence de ré- sonance de l'unité de transducteur Le facteur de qualité Q de l'unité de transducteur réalisée sous forme d'un haut- parleur à bobine mobile est défini par l'expression i Q= R + (B 1)2 Re dans laquelle R = la résistance mécanique du système de ressortde masse formc par la'membrane (le cône) de gunit de trans- ducteur et sa suspension 1 Nz M R = la resistance electriqu ede la bobine mobile IB = l'induction magnetique dans leentrefer /m 1 = la longueur des spires de la bobine mobile sur sa longueur comprise dans l Ventrefer M = la masse de membrane, de la bobine mobile et de la carcasse de bobine mobile et de la charge d'ir lkgl k = la constante d'élasticité de la suspension de la membrane N/m, et kb = la constante de 6 lasticite résultant du volume d'air présent derrière la membrane dans le cas o le transducteur est placé dans une enceinte Dans les autres cas, ce terme est égal à zéro. L'une des possibilités de diminuer la facteur de qualité de l'unité de transducteur consiste donc à augmen- ter leinduction magnétique dans l'entrefer, par exemple, par l'utilisation d'un aimant plus grand. Des calculs ont montra que le rendement de lounit 6 de transducteur 2, d 6 fini comme le rapport entre la puis- sance acoustique P de sortie de 19 mit 6 2 de transducteur et la puissance électrique d'entrée appliquée aux bornes 5 P î 5 t 4 j J cos, étant 1 Vangle de déphasage entre la tension U et le courant I fourni à 'unit& de transducteur) dépend de la valeur du facteur de qualita Q, et cela de telle façon que le rendement I augmente au fur et à mesure de la diminution de Qo La figure 2 illustre le résultat de ces calculs, l'unité de transducteur né&tant pas un transducteur électro-acoustique placé dans une en- ceinte bass-reflex Sur la figure 2, la grandeur' cos est représentée en foncrtion de la fréquence f pour plu- sieurs valeurs de Q, à savoir Q = 1,5; 1,25; 1,0; 0,8 0,5; 0,4; 0,3 et 0, 2 La grandeur cos 5/ a été portée linéairement en ordonnée Le graphique montre que pour une valeur de Q située autour de 0,4, la courbe de rendement (abstraction faite d'un petit domaine situe& juste au-dela de la fréquence de résonance fl) est pratiquement indépen- dante de la fréquence De plus, ce graphique montre que pour des valeurs de Q égales a 0,2 ou moins, le rendement devient fortement dépendant de la fréquence re plus, il ressort du graphique que pour des valeurs de Q comprises entre i,5 et 0,8, le gain de rendenent obtenu% lors de la diminution de la valeur de Q n'est pas trèes rand Pour cette raison, on choisit le facteur de qualité en général entre 0,2 et 0,3 et, de préférence, autour de 0,4 Pour un dispositif dans lequel l'unité de transducteur est un transducteur électro-acoustique disposé dans une enceinte bass-rcflex, le facteur de qualité de 1 'unité de trans- ducteur est en Ténéral compris entre O l et 0,6 et se si- tue de préférence autour de 003 Le coefficient d'amplifi= cation A du circuit amplificateur 3 est fonction de la fréquence Sur la figure 4, ce coefficient d'ampification A a été représenté en fonction de la fréquence par la ceur- be 6 par exemple Le coefficient deamplification a été porc té en ordonnée de façon logarithmique Cette courbe a la particularité que dans une garme de frquences com Lprise entre une premièere fréquence '1, qui correspond à la fr&- quence de résonance de l'unité 2 de transducteur, et une seconde fréquence f 2 ' supérieure a fl le coefficient dam' plification va en atgmentant vers des fréquences plus bas- ses La courbe e représente une autre caractéristiquo qui correspondant a une unité de transducteur ayant un Q plus élevé Cela s'explique comme suit Sur la figure 3, on a représenté la puissance acoustique P de sortie de l'unit& 2 de transducteur en fonction de la fréquence, la tension aux bornes 5 étant constante, et cela pour trois unités de transducteur ayant des facteurs Q respectivement égaux à 1,0; 0,7 et 0,4 o La puissance de sortie P a été portée en ordonnée de façon logarithmique La courbe de réponse de l'unité de transducteur dont le facteur Q = 1 présente un I palier relativement horizontal entre la fréquence de ré- sonance f 1 et la fréquence de rupture (frequency of'cone break-up) fbo Audessous de la fréquence de la résonance f 9 l la courbe de réponse va en retombant vers des fréquences plus basses suivant une pente de 12 d B/octaveo Au-dessus de fb est situé le domaine -de rupture c'est dans ce domai - ne que se produit la rupture de la membrane (d'un haut= parleur à c 8 ne O La gamue de fréquemnces de fonctionnmement d'une unité de transducteur pour laquelle Q = 1, est a peu près comprise entre f et fb Pour une unité de transdue=. 1 b teur dont le facteur Q est inférieur à 1, la courbe de ré- ponse diffère en ce que le palier relativement horizontal et, par conséquent, la gamme de fréquences de fonctionnement de l'unité de transducteur commence a une fréquence f 2 qui est située au-dessus de-la fréquence de résonance f et qui, en plus, est décalée vers des fréquences plus élevées si Q diminue Pour les transducteurs ayant des facteurs Q égaux à O, 7 et 0,4, cette fréquence est respectivement indiquée par f 2 et f 20 o A partir de cette fréquence, la courbe va en descendant vers des fréquences plus basses suivant une pente de 6 d B/octave qui, à partir d'une troisième fréquen- ce f 3, f 3 '9 inférieure à la fréquence de résonance f 9 chan- ge en une pente de 12 d B/octaveo Or, pour compenser la diminution de la gamme de fréquences de fonctionnement, on fait en sorte que dans au moins les gammes de fréquences comprises entre fl et f 2 d'une part et fl et f ' d'autre part, la courbe d'amplifi- cation du circuit amplificateur 3 varie suivant l'inverse de la courbe de réponse de l'unité 2 de transducteur dans cette gammeo Sur la figure 4, cela'a été indiqué respecti- vement par les courbes 6 et 61; Pour des fréquences supé- rieures à f 2 (ou f 2 '), le circuit amplificateur conserve sa caract 6 ristique horizontale Dans la gamme de fréquen- ces comprise entre fl et f 2 (ou f 2 ') -le coefficient d'am- plificati On va en augmentant suivant une pente de 6 d B/oc- tave environ vers les fréquences plus basses Pour des fréquences inférieures à f 1, on a l'option de faire monter la courbe plus loin, par exemple, jusqu'à respectivement f 3 et f 3 ' (cela pour obtenir une gamme plus grande de fré- quences de fonctionnement c'est-à-direavecauelimite infé- rieure située au-dessous de fl), de lui donner à nouveau une allure horizontale ou de la faire retomber suivant une pente d 6 terminée On donne la préf 6 rence à une courbe d'am- plification horizontale ou retombante La figure k repr 6- sente une courbe horizontale pour des fr 6 quences inf 6 rieu- res à f 1 environ La raison pour laquelle on ne choisit pas la possibilit 6 de faire monter la courbe d'amplifica- tion plus loin réside entre autres dans le fait qu'on veut limiter le degr 6 de compensation, à savoir la diff 6 rence de niveau a 1, a 2 (voir figure 4) dans la courbe d'atnplifi- cation pour des fr 6 quences sup 6 rieures à f 2 fa' et pour des fr 6 quences inf 6 rieures à fi Comme cette différence de niveau d 6 pend 6 galement de la valeur de Q (un Q plus fai- ble implique une diff 6 rence de niveau plus grande et donc un plus grand degré de compensation), ladite raison cons- titue également une raison pour donner au facteur Q une valeur qui n'est pa S beaucoup inférieure à 0,2 (ou à 0,1 dans le cas d'un transducteur placé dans une enceinte bass reflex). En principe, un circuit amplificateur ayant une courbe d'amplification telle qu'indiquée par la référence 6 sur la figure t peut tre réalisé au moyen d'un ampli- ficateur conventionnel, tel qu'un amplificateur classe A, classe B ou classe AB Des amplificateurs de ce genre ont une alimentation fixe sur toute la gamme de fréquences La tension d'alimentation a 6 té dimensionnée de façon que l'amplitude maximale de sortie qui puisse se pr 6 senter soit reproduite avec une distorsion minimale Comme le coefficient d'ampli- fication de l'amplificateur est maximal pour des fréquences inférieures à f 1, l'amplitude maximale de sortie apparaîtra dans cette gamme de fréquences Pour des signaux ayant des fréquences supérieures à f (ou f 2 '), l'amplificateur ne sera pas excité entièrement du fait que son coefficient d'amplification est beaucoup plus faible dans cette gamme de fréquences Comme le rendement des amplificateurs précités à tension d'alimentation fixe est maximal si l'amplificateur est entièrement excité et qu'il diminue à un niveau de sortie plus faible, les conditions pré- citées provoquent une diminution du rendement de l'amplificateur telle que dans certains cas le gain de rendement soit pratiquement perdu par le choix d'une unité de transducteur ayant un facteur Q plus faible. Ceci fait que dans le dispositif conforme à l'invention, on utilise de préférence un circuit amplificateur spécial ayant un rendement amélioré par rapport aux amplificateurs conventionnels classe A, classe B ou classe AB à tension d'alimentation fixe L'une des possibilités est d'utiliser un amplificateur dont la tension d'alimentation dépend du niveau relatif de sortie de l'amplificateur Les figures 5 et 6 il- lustrent deux modes de réalisation d'un tel amplificateur Une autrepossibilité est d'utiliser un amplificateur commuté, un amplificateur classe D par exemple La figure 7 représente un exemple d'un tel ampli- ficateur La figure 5 représente un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention dans lequel on a utilisé un amplificateur dont la tension d'alimentation suit le niveau de sortie de l'amplificateur. Le circuit amplificateur 3 comporte un amplificateur opérationnel 10 dans lequel des impédances Z et Z sont intercalées respectivement entre la 1 2 sortie et l'entrée inverseuse d'une part et entre l'entrée inverseuse et un point 11 à potentiel constant d'autre part, en lioccurence la masse. De l'entrée 4 à la sortie 5 du circuit amplificateur 3, le coefficient d'amplification est égal à 1 +Z, en supposant que le coefficient Z 2 d'amplification de l'amplificateur opérationnel 10 est très grand: Les impédances Z et Z ont été choisies de façon que le 1 2 coefficient d'amplification Z 1 + Z 2 présente une courbe z 2 de fréquence qui correspond à la courbe 6 ou 6 ' de la figure 4 La sortie de l'amplificateur 10 est couplée à un circuit 12 qui, partant du niveau de sortie de l'ampli- ficateur 10, fournit un premier et un second signal d'ali- mentation 13 et 14 qui sont appliqués respectivement aux bornes d'alimentation positive et négative de l'amplificae teur 10 Le fonctionnement du circuit 12 est tel qu'on ob- tienne respectivement des signaux d'alimentation 13 et 14 qui suivent le niveau de sortie de l'amplificateur. Un autre mode de réalisation d'un tel circuit am- plificateur 3 pour commander l'unité 2 de transducteur a été représenté sur la figure 6 Le circuit amplificateur com- porte à nouveau un amplificateur opérationnel 10 Pour per- mettre d'obtenir la courbe d'amplification telle qu'indiquée paroles référeaces 6 ou 6/ sur la figure 4, on a intercalé un dispositif de filtrage 20 entre l'entrée 4 du circuit amplificateur 3 et l'entrée de l'amplificateur 10 De plus, la sortie 21 du dispositif de filtrage 20 est reliée à l'entrée d'un dispositif de seuil 22 Le signal de sortie du dispositif de seuil 22 comrmande deux commutateurs cou- plés 23 et 240 Les bornes d'alimentation positive et néga- tire de leamplificateur 10 sont relieos à l'une des bornes respectivement des commutateurs 23 et 240 Dans la position dessinée des commutateurs 23 et 24, l'amplificateur est donc alimenté par une tension d'alimentetion fixe + 51, -SI, alors que dans lautre position des commutateurs, sa telln- sion d'alimentation est + 52, -52 La valeur de la tension fixe 51 a été choisie de façon que mime pour l'amplitude maximale réalisable, un signal d'entrée présent sur l'en- trée 4 du circuit amplificateur 3 et ayant une fréquence inférieure à f 1 puisse encore être amplifié sans distortiono La valeur de la tension fixe Sa a été choisie de façon que même pour l'amplitude maximale réalisable, un signal d'en- trée présent sur l'entrée 4 du circuit amplificateur 3 et ayant une fréquence supérieure à f 2 puisse encore être c 2532806 amplifié sans distortion Etant donné la courbe de fré- quence du filtre 20, cela implique donc que 51 est supé- rieur à 52, le rapport qui correspond au rapport existant respectivement entre les niveaux inférieur à f et supé- * rieur à f dans la courbe de r 6 ponse du filtre 20 et, par conséquent, la courbe de réponse telle qu'indiquée par la référence 6 sur la figure 40 La valeur de seuil dans le dispositif de seuil 22 est égal au niveau maximal réali- sable du signal de sortie sur la sortie 21 du filtre pour des fréquences supérieures à flo Si le niveau effectif sur la sortie 21 est supérieur à ladite valeur de seuil, le signal de sortie du dispositif de seuil 22 est tl que les commutateurs 23 et 24 se trouvent dans la position dessi- née La tension d'alimentation appliquée à leamplifica- teur 10 est alors élevée (Sl, 51) Cela ne se produit que pour des signaux ayant des fréquences inté 6 rieures à f 2 et une amplitude supérieure à la valeur de seuil du disposi- tif de seuil Si le niveau effectif sur la sortie 21 est inférieure à ladite valeur de seuil, le signal de sortie du dispositif de seuil est tel que les commutateurs 23 et 24 se trouvent dans une position autre que celle dessinée. Dans ce cas, la tension d'alimemntation est basse ( 59 S 2). Cela ne se produit que pour des signaux ayant une ampli- tude inférieure à la valeur de seuil du dispositif de seuil, quelle que soit leur fréquence De cette manière,9 o a ob- tenu 6 galement une alimentation variable En l'occurence, c'est une alimentation variable à deux nivearux discrets o' De toute évidence, il est possible de r&aliser des dispo- sitifs amplificateurs dont l'alimentation, selon le niveau du signal à amplifier, peut varier entre au moins trois niveaux discrets La figure 7 représente un mode de réali- sation d'un dispositif dans lequel le circuit amplifica- teur 3 est constitu 6 par un amplificateur classe Do A tra- vers l'entrée 4, le signal d'entrée est appliqué à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur différentiel 30 Sa sors tie est reliée à l'une des entrées d'un comparateur 31. L'autre entrée du comparateur 31 est reliée à un générateur de rampes 32 qui, de-préférence, délivre comme signal de sortie un signal triangulaire ayant une fréquence élevée, de 40 k Hz par exemple La fréquence maximale à reproduire par le circuit amplificateur 3 se trouve ainsi fixée et est de l'ordre de 2 à 4 k Hz Cela suffit pour une unité de transducteur électro-acoustique qui ne doit reproduire que les graves (un haut-parleur pour fréquences basses). Si au moyen du circuit amplificateur, on veut reproduire des fréquences plus élevées, il faut augmenter en consé- quence la fréquence du générateur de rampes Le compara- teur 31 compare le signal de sortie de l'amplificateur différentiel 30 avec-le signal de sortie du générateur de rampes 32 et émet un signal de sortie (binaire) qui est haut (valeur logique " 1 "') si l'amplitude du signal en ram- pes est supérieure à l'amplitude de sortie de l'amplifica- teur différentiel 30, et qui est bas (valeur logique " O ") - si l'amplitude du signal en rampes est inférieure à celle- ci Le signal de sortie du comparateur 31 est un signal modulé par impulsions de largeur variable La partie de circuit indiquée par la référence 33 a été conçue pour don- ner un certain retard aux flancs descendants du signal de sortie du comparateur 31 La partie de circuit indiquée par la référence 33 a été conçue pour donner un certain retard aux flancs montants du signal de sortie du compa- rateur 31 A travers un étage de haute puissance 34 et une partie de circuit 35, le circuit 33 est couplé à la grille d'un transistor 36 à effet de champ à canal P De plus, à travers un étage de haute puissance 37 et une partie de circuit 38, le circuit 33 est couplé à la grille d'un tran- sistor 39 à effet de champ à canal N Le drain de chacun des deux transistors 36 et 39 est relié à la sortie 5 du circuit amplificateur à travers un filtre passe-bas et un condensateur de découplage-41 Les sources des transistors 36 et 40 sont respectivement couplées à la tension d'ali- mentation positive (+) et à la masse (-) Le signal de sortie du comparateur 31 commande les deux transistors 36 et 39 de façon que sur un flanc descendant du signal de sortie, le transistor 39 soit bloqué et le transistor 36 conduise Un courant de signal circule alors à partir de la borne d'alimentation positi Ve (+) vers la sortie 5 du circuit amplificateuro Sur un flanc descendant du signal de sortie du comparateur 319 le transistor 39 conduit et le transistor 36 est bloqué A travers le transistor 39 circule alors un courant de signal à partir de la sortie 5 vers la borne dgalimentation négative (-)O A la suite du filtre passe-bas 609 dont la fréquence de coupure corres- pond à la fréquence maximale à reproduire par le circuit' amplificateur, c'est-aàdire une fréquence qui est égale- ment comprise entre 2 et 4 k Hs, il apparaît a zouveau sur la sortie 5 un signal A variation continue qui est une co- pie amplifiée du signal d'entr 6 e appliqué aux bornes 40 De ce qui précède il ressort que les deux tran- sistors 36 et 39 sont alternativement conducteurs De plus il faut faire en sorte qu'ils ne soient pas O conducteurs en m 9 me temps 9 du fait que dans ce cas, un courant dîintensi- té élevée circule à partir de la borne d'alimentation po- sitive (+) vers la borne dealimentation négative () à travers les transistors 36 *et 399 ce qui dét 6 riorerait ces transistors O Pour &viter que cela ne se produise quand Amme à la suite du temps d'enclenchement St de dclenche- ment des transistors, on a pr&vu les circuits-33 et 33/ qui retardent, leun 9 le flanc descendant et, par conséquent, le moment deenclenchement du transistor 36 par rapport au moment de blocage du transistor 39 et, l Vautre, le flanc montant et, par conséquent, le moment d'enclenchement du transistor 39 par rapport au moment de blocage du transis- tor 36 Les circuits 35 et 38 sont également des circuits pour protéger contre le claquage des transistors 36 et 39 % claquage dû, par exemple, à lenclechement du circuit am- plificateur, c'est-à-dire dans le cas d'une application (ou d'une augmentation) soudaine de la tension d'alimen- tation, ou dû à une surexcitation Les &tages de haute puissance 34 et 37 servent à amplifier les signaux de fa- çon que les transistors 36 et 39 soient commandés avec une puissance suffisante Le réseau RC 42 a pour but de com- penser l'influencé exercée sur le signal de sortie du cir- cuit amplificateur par diverses capacités parasites des transistors 36 et 39 et des auto-inductances parasites (dues au câblage par exemple) Finalement, on a disposé entre la sortie du circuit amplificateur et la masse un montage série de deux impédances Z e t le Point commun aux deux impédances étant couplé à l'entrée inver- seuse de l'amplificateur différentiel 30 Les impédances Z 1 et Z 2 assurent la contre-réaction Cela signifie que la dépendance de la fréquence du circuit amplificateurt tel que représenté sur la figure 4, est réalisée de la même ma- nière que dans le circuit amplificateur de la figure 5 Le rendement du circuit amplificateur est illustré sur la fi- gure 8 a La figure 8 a représente un graphique dans lequel le niveau de sortie relatif (c'est-à&dire le rapport en- tre le niveau de sortie effectif et le niveau de sortie maximal) est porté en abscisse et le rendement électrique 79 est porté en ordonnée Les c Gurbes 51 et 52 représen- tent respectivement les remdemonts d'un naplificateur clas- se A et d'un amplificateur c stse B On constate aisément que le rendement deun aapiificatcuz classe A varie prntt- quement comme le carré du niveau de sortie Au niveau de sortie maximal, le rendement est de l'rdre de 50 % Le rendement d'un amplificateur classe B est propotionnel au niveau de sortie Au niveau dc sortie uazimaml, le rende- ment est de l'ordre de 78 % La courbe 53 repr 6 sente le rendement de l'amplificateur classe D illustré Our la fi- gure 7 il en ressort qu'à tous les niveaux de sortie, le gain de rendement est grand par rapport à l'amplificateur classe A ou classe B. La figure 8 b est un graphique représentant les rendements des circuits amplificateurs, tels qu'illustrés sur les figures 5 et 6 La ligne 55 en traits pleins représente le rendement pour le circuit amplificateur de la figure 6 La valeur x correspondant au rapport 2/S * L'amplificateur 10 de la figure,6 est supposé être un amplificateur classe B Pour de faibles niveaux relatifs de sortie, l'alimentation est réglée sur la tension 52, c'est-à-dire que pour des niveaux de sortie relatifs compris' entre 0 et x, on obtient la courbe connue de l'amplificateur classe B Pour des niveaux de sortie relatifs plus élevés, l'alimentation est réglée sur la tension 51 Pour des- niveaux de sortie relatifs compris entre x et 1, on obtient à nouveau la courbe connue de l'amplificateur classe B Le passage, à niveau de sortie relatif autour de x, de la tension d'alimentation S à la tensipn d'alimentation 51 provoque une chute dans la courbe de rendement Il. est clair que dans une gamme de faibles niveaux de sortie relatifs, c'està-dire pour u vx, le circuit amplificateur de la figure-6 a un rendement supérieur au rendement de l'amplificateur conventionnel classe B à tension d'alimentation fixe Si pour l'amplificateur 10 de la figure 6, on avait utilisé un amplificateur classe A, on aurait obtenu la courbe 57 de l' figure 8 b Or, la figure 8 b montre que dans une gamme partielle 59 située dans la gamme de faibles niveaux de sortie relatifs, à savoir pour u ex, gamme partielle 59 qui dans ladite gamme de faibles niveaux de sortie relatifs, couvre des niveaux de sortie plus élevés, le circuit amplificateur a un rendement supérieur au rendement de l'amplificateur conventionnel classe B Même un circuit amplificateur comportant un amplificateur classe A dont la tension d'alimentation peut prendre deux valeurs peut être préféré à un ampli- ficateur classe B à tension d'alimentation fixe Pour des niveaux de sortie élevées (u->x), le rendement de l'amplificateur spécial classe A est cependant inférieur à celui de l'amplificateur conventionnel classe B. Toutefois, pour des dispositifs conformes à l'invention, il existe toujours un gain de rendement dans cette gamme de niveaux de-sortie par rapport à un dispositif comportant un amplificateur conventionnel classe B et une unité de transducteur ayant un facteur de qualité égal à 1 De plus, dans la gamme partielle importante 59, on réalise un gain de rendement par rapport à l'amplificateur conventionnel classe B Ceci fait que le résultat total est pourtant meilleur que dans le cas d'utilisation d'un amplificateur conventionnel classe B De toute évidence, il est possible d'améliorer le résultat davantage en faisant varier la tension d'alimentation entre au moins trois valeurs. Dans le cas d'un circuit amplificateur muni d'une alimentation qui suit de façon continue le niveau de sortie du circuit amplificateur, comme décrit en regard de la figure 5, on obtient une courbe de rendement comme indiquée par la référence 56 sur la figure 8 b Là aussi, on suppose que l'amplificateur 10 est un amplificateur normal classe B. Si le signal de sortie est momentanément suivi, il est même possible de réaliser un rendement de l'ordre de 100 4 sur pratiquement toute la- gamme de niveaux de sortie, qu'il s'agisse d'un amplificateur classe A, AB ou B De la figure 8 b il ressort que dans les deux cas, on a obtenu sur toute la gamme de niveaux de sortie un rendement plus élevé par rapport à un amplificateur standard classe B muni d'une alimentation fixe, voir les lignes indiquées par les références 56 et 58 Dans la description de l'amplificateur classe D de la figure 7, on a remarqué que la fréquence la plus élevée à reproduire par le circuit amplificateur est déterminée par la fréquence du générateur de rampes 32 et que pour permettre de reproduire les fréquences plus élevées, il faut augmenter la fréquence du générateur de rampes Toutefois, l'augmentation de la fréquence du signal en rampes est limitée par le fait qu'autrement, diverses capacités parasites vont jouer un rôle plus important et qu'il peut se produire alors une grande distortion dans le signal de sortie du circuit amplificateur. Un mode de réalisation d'un circuit amplificateur qui, lui, est capable de reproduire une plus grande gamme de fréquences, est illustré sur la figure 9 Le circuit amplificateur est constitué par deux amplificateurs partiels 61 et 62 qui reçoivent tous les deux le signal d'entrée L'unité 2 de transducteur est montée en push-pull entre les sorties des deux amplificateurs partiels A cet effet, l'ampli- ficateur partiel 62 inverse le signal appliqué à son entrée L'ampli- ficateur partiel 61 a une courbe de réponse qui est horizontale sur toute la gamme de fréquences à reproduire (c'est-à-dire à partir de Hz environ jusqu'aux alentours de fb, voir figures 3 et J). L'amplificateur partiel 62 a une courbe passe-bas qui à partir de la fréquence f 1, va en retombant suivant une perte de 6 d B/octave environ. Comme cela limite aux basses fréquences la gamme de fonctionnement de l'amplificateur partiel 62, celui-ci peut être constitué par un ampli- ficateur classe D, tel que décrit en regard de la figure 7 Toutefois les impédances de contre-réaction Z 1 et Z 2 doivent alors être choisies de façon qu'on obtienne une courbe passe-bas telle que ne soient re- produites que des fréquences inférieures à f (ou f) Pour l'ampli- f 2 2 ' ficateur partiel 61, on pourrait alors utiliser un amplificateur muni d'une alimentation qui suit le niveau de sortie La combinaison des deux amplificateurs partiels permet d'obtenir précisément la courbe de fréquence telle que représentée sur la figure 4 Le condensateur 63 est nécessaire pour évacuer vers la masse les fréquences élevées, supé- rieures à f 2 (ou f 2) de façon à éviter que ce signal haute fréquence ne soit évacué à travers l'amplificateur partiel 62 et qu'il ne contri- bue ainsi à une dissipation élevée dans l'amplificateur partiel 62. Dans certains cas, la chaîne de sortie de l'amplificateur partiel 62 comporte déjà un condensateur mis à la masse Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser un condensateur supplémentaire 63. Il est à remarquer que l'invention n'est nullement limitée au dispositif et aux circuits amplificateurs, tels que décrits ci- dessus en référence aux divers exemples de réalisation D'autres modes de réalisation, qui ne diffèrent pas de ceux décrits ci-dessous, quant aux points relatifs à l'idée inventive, entrent également dans le cadre de l'invention Ainsi, il est également possible d'utiliser d'autres unités de transducteur, par exemple, des unités munies de transducteurs du type à ruban ou de transducteurs piézo-électriques En général, on mesure la fréquence de résonance et le facteur de qualité de trans- ducteurs En effet, la courbe de fréquence de la vitesse de la membrane présente une crête à une fréquence représentant la fréquence de réso- nance La largeur de la crête est une mesure du facteur de qualité. REVENDICATIONS: 1 Dispositif servant à convertir un signal électrique en un signal acoustique et comportant une borne d'entrée pour la réception d'un signal électrique d'entrée, une unité de transducteur électro- acoustique ainsi qu'un circuit amplificateur pour commander l'unité de transducteur électro-acoustique, circuit amplificateur qui présente une entrée qui est couplée à la borne d'entrée ainsi qu'une sortie qui est couplée à l'unité de transducteur électro-acoustique, caractérisé en ce que l'unité de transducteur électro-acoustique présente un facteur de qualité inférieur à 1, en ce que le circuit amplificateur présente un coefficient d'amplification dépendant de la fréquence avec une courbe de réponse qui au moins dans une gamme de fréquences comprise entre, d'une part, une première fréquence correspondant au moins pratiquement à la fréquence de résonance de 1 'unité de transducteur et, d'autre part, une seconde fréquence, supérieure à la première fréquence, Z 5 possède une allure retombante qui est à peu près l'inverse de l'allure de la courbe de réponse que présente l'unité de transducteur dans ladite gamme de fréquences. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans au moins une gamme partielle située dans une gamme de faibles niveaux de sortie, gamme partielle qui dans ladite gamme de faibles niveaux de sortie couvre des niveaux de sortie plus élevés, le circuit amplificateur a un rendement électrique supérieur à celui d'un ampli- ficateur conventionnel classe B à tension d'alimentation fixe. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le facteur de qualité de l'unité de transducteur électro- acoustique est compris entre 0,2 et 0,8 et en ce que de préférence, il est au moins pratiquement égal à 0,4. 4 Dipositif selon la revendication 1 ou 2, l'unité de trans- ducteur électro-acoustique étant un transducteur électro-acoustique disposé dans une enceinte bass refelex, caractérisé en ce que le facteur de qualité de l'unité de transducteur électro-acoustique est compris entre 0,1 et 0,6 et en ce que de préférence, il est au moins prati- quement égal à 0,3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que dans une gamme de fréquences située au- dessous de ladite première fréquence, la courbe de réponse dudit circuit amplificateur est soit à peu près horizontale, soit retombe vers des fréquences plus basses environ à partir de ladite première fréquence. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le circuit amplificateur comporte un amplificateur commuté. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'amplificateur est un amplificateur classe D. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit circuit amplificateur comporte un amplificateur dont la tension d'alimentation dépend du niveau relatif de sortie de l'amplificateur. 9 Circuit amplificateur servant à commander une unité de transducteur électro-acoustique et destiné à être utilisé dans un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.