Brevet FR2549333A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne un dispositif pour améliorer la restitution sonore des haut-parleurs par stahilisation de la pression de charge acoustique. Si l'on excepte quelques modèles plus expérimentaux que réellement commercialisés (modèles ioniques par exemple) les haut-parleurs émet Lent leur énergie sonore par l'avant ET par l'arrière. Le cas le plus courant est celui du haut-parleur électrodynamique (figure Il, mais quelque soit le principe de propulsion du diaphragme émissif (électrostatique, orthodynamique, etc...) les ondes avant (2) et arrière (3) se trouvent en opposition de phase. Grossièrement omnidirectionnelles dans les conditions de propagation courante, ces deux ondes se combinent en une résultante plus faible que chacune des composantes. Pour des raisons tenant à longueur d'onde, ce phénomène parasite est d'autant plus marqué que la fréquence est basse. Aussi le niveau sonore global se trouve-t-il non seulement affaibli, mais encore rendu variable avec la fréquence. Dans leur principe, les remèdes utilisés cherchent tous à séparer, ou au moins éloigner, les ondes avant et arrière. Le ,baffle plan (figure 2) est un des plus anciens. Il consiste en une plaque rigide (4), percée d'un trou pour monter le haut-parleur Simple et efficace, ce procédé devient d'un encombrement excessif si on le veut efficace aux basses fréquences. Le labyrinthe (figure 3) est une variante du précédent, puisqu'on peut l'assimiler à un baffle plan replié sur lui-même, de façon à réduire l'encombrement extérieur. II est difficile de mise au point (résonances) et coûteux en fabrication. Le baffle clos (figure 4) consiste en un coffret (4), en principe étanche, rempli d'un absorbant acoustique (matériau fibreux en général) et percé pour monter le(s) haut-parleur(s). Asses efficace et d'un prix raisonnable, c'est la solution la plus répandue, malgré ses inconvénients. En effet, l'absorbant se révèle incapable d'amortir complètement l'onde arrière, et il subsiste l'inconvénient d'une charge variable pour le haut-parleur : le recul de la membrane réduit le volume interne, augmentant d'autant la pression de l'air emprisonné, et inversement. Auditivement, ce freinage pneumatique se traduit par un mauvais rendu des transitoires, principalement dans le registre grave, où les amplitudes sont plus importantes ; sans compter les résonances du coffret, qui doit encaisser la pression sonore interne. Le bass-reflex (figure 5) est conçu comme un baffle clos, muni d'un évent de décompression (5). On peut le considérer comme un labyrinthe, où l'allongement du trajet de l'onde arrière serait remplacé par son atténuation, au moins partielle. L'exploitation judicieuse de l'onde arrière résiduelle (6) et 1 'élaboration particulière de l'évent (accordé, freiné, etc...) peuvent permettre d'améliorer la réponse dans le grave ; mais 1 'inévitable déphasage entre les ondes (2) et (6) rend la chose difficile et rarement satisfaisante auditivement. D'un prix raisonnable aussi, le bass-reflex est assez répandu. Un haut-parleur passif (5) (voir figure 6), c'est à dire sans alimentation électrique, peut éventuellement remplacer l'évent d'un bass-reflex. Le simulateur actif de charge infinie est un baffle clos dont le volume interne est maintenu constant (figure 7) : le diaphragme d'un haut-parleur auxiliaire (5), excité électriquement, se déplace en concordance avec celui du haut-parleur principal, de façon à maintenir constant le volume (7) qui charge ce dernier. Un compartiment auxiliaire (8), étanche et très absorbant, est nécessaire pour amortir 1 'onde (6) émise par le "côté non utilisé" du haut-parleur secondaire. Par principe même, cette solution donne d'excellents résultats, mais elle est très onéreuse, car elle conduit à doubler le nombre des composants. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Dans une forme de réalisation préférentielle (fiv. 8), le baffleà simulateur passif de charge infinie s'apparente à un baffle clos dont une face est remplacée par une membrane (9). Cette dernière est choisie ou réalisée pour présenter les caractéristiques adéquates d'amortissement interne, d'élasticité, de masse spécifique, d'absorption et réflexion acoustiques, etc... Le compromis nécessaire entre ces différentes qualités relève de l'art de l'ingénieur, de meme que le choix de la ou des face(s) et de la proportion (tout ou partie) membranées. Les rôles principaux de cette membrane sont les suivants - par ses caractéristiques de surface, elle peut participer a l'amor- tissement des fréquences aigues dans le volume de charge, - par sa qualité de membrane, elle participe, dans le volume de charge, à l'amortissement des fréquences graves. Dans ce rôle, les membranes sont en effet beaucoup plus efficaces que les absorbants classiques (fibreux ou poreux) mieux adaptés aux fréquences plus élevées, - par ses caractéristiques d'élasticité, elle contribue à maintenir constant le volume de charge : toute surpression (ou dépression' interne entraine, ipso facto, une déformation concordante de la membrane.Ce fonctionnement s'oppose à celui d'un haut-parleur passif en ce sens que l'onde sonore réémise est volontairement rendue négligeable par les caractéristiques d'amortissement interne de 1.7 membrane. Les réalisations ne sont naturellement pas limitées au cas de ln figure 8. La figure 9 représente une version plus commerciale, où le volume secondaire (8) et l'orifice de décompression (5) peuvent Entre optimisés en vue du meilleur résultat. Dans le cas de la figure 10, la membrane sert en meme temps de joint souple pour le montage du ou des haut-parleur(s). Les figures 10 à 15 représentent des exemples d'utilisation en bass-reflex, la membrane pouvant ou non etre pourvue de son propre évent (5 bis). L'augmentation du nombre de paramètres ainsi obtenue permet de mieux maîtriser la mise au point de ce type de baffle. Les figures 16 et 17 représentent, parmi les multiples combinaisons possibles, deux exemples d'utilisation en baffle à volumes multiples, déterminés, ainsi que les membranes, pour optimiser les résultats. Enfin, l'utilisation du dispositif ne se limite pas aux haut-parleurs de grave, mais peut etre envisagée avec succès avec les haut-parleurs de médium, et, dans une moindre mesure, avec les hautparleurs d'aigu. Les avantages de ce dispositif sont nombreux : - séparation des ondes avant et arrière supérieure à celle des baffles classiques, - atténuation efficace des résonances de coffret (c'est la membrane qui encaisse ses surpressions). - excellent rendu des transitoires, graAce à la constance du volume de charge, - réduction plus aisée du volume de charge, donc de 1 'encombrement du coffret, - autolimitation possible des amplitudes dangereuses pour le haut parleur, par adaptation de la tension de la membrane, - mise au point facilitée : elle dépend essentiellement des caractéris tiques de la membrane, - simplicité de construction, - faible. prix de revient : on peut fabriquer à bon marché les matériaux membraneux adaptés, - bonne reproductibilité, - universalité d'emploi : en conservant tout ou partie de ses qualités, ce procédé peut être utilisé avec tous les hafflages existants plan, labyrinthe, reflex, clos, etc... Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à la reproduction sonore de haute qualité. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour améliorer la restitution sonore des haut-parleurs par stabilisation de la pression de charge acoustique, caractérisé en ce qu'il comporte (figure 8) une membrane (9J de caractéristiques adéquates, remplaçant une face quelconque du baffle utilisé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par une membrane ne remplaçant qu'une partie d'une face quelconque du baffle. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caracté risé par une ou des membranes utilisées sur plusieurs faces du baffle 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble du baffle est constitué d'une ou plusieurs membranes. 5. Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une (ou des) membrane(s) pourvues) d'éventRs). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte (figure 9) un volume secondaire (8) muni d'un orifice de décompression. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par plusieurs membranes successives. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par plusieurs volumes secondaires.