Brevet FR2631505A1 — publié le 19891117

2631505. Dispositif d'alimentation d'un haut-parleur de signalisation acoustique. L'invention concerne, d'une manière générale, l'utilisation de hautparleurs comme dispositif de signalisation acousti- que et plus particulièrement, les haut-parleurs utilisés sur les véhicules prioritaires tels que ceux de la police, des pompiers, etc. De nouvelles exigences légales, sous forme de normes, im- posent deux niveaux sonores différents d'un tel signal (signal de jour signal de nuit). De plus, le signal de jour doit avoir un niveau sonore élevé (11OdBa à 10,8V) et une fréquence basse (de l'ordre de 500 à 600 Hz). Actuellement, le signal émis par de tels véhicules comporte deux sons différents et est réalisé, en général, à l'aide d'un compresseur et de deux trompes. En utilisant cette solution, il est très difficile de répon- dre aux nouvelles exigences et en particulier d'obtenir deux niveaux sonores différents dans des conditions raisonnables de coût et d'encombrement. La solution envisagée est tout d'abord de remplacer les trompes par des haut-parleurs et de commander ceux-ci à l'aide d'un ensemble électronique. Mais pour un haut-parleur donné, à puissance d'alimentation constante, le niveau sonore fourni n'est pas constant en fonction de la fréquence mais varie en général selon une courbe en cloche avec une valeur maximale pour une zone de fréquence déterminée qui lui est propre. Lorsque, comme dans le cas présent, la fréquence imposée est très éloignée à cette zone, le rendement du haut-parleur est médiocre et le niveau sonore obtenu est très insuffisant. La solution serait d'utiliser des haut-parleurs de grandes dimen- sions avec des amplificateurs importants car, comme on le sait, la zone de fréquences optimale descend vers les valeurs basses lorsque l'encombrement d'un haut-parleur augmente. Cette solution n'étant pas satisfaisante pour des raisons de coût et d'encombrement, il s'agit donc de résoudre le problème posé en utilisant un haut-parleur qui développe un niveau sonore maximal pour une fréquence élevée et d'obtenir un ni- veau sonore élevé pour une fréquence basse. L'une des solutions consiste à commander le haut-parleur à l'aide de circuits électroniques de puissance avec transforma- teur de sortie pour élever la tension d'alimentation des haut-parleurs. Si ce type de commande permet de développer des puissances importantes sans pour autant abaisser l'impédance du haut-parleur, cette solution reste néanmoins coûteuse. Une autre solution sans transformateur consiste à augmenter la puissance transmise au haut-parleur en abaissant l'impédance de ce dernier. Cette solution reste délicate dans sa mise en oeuvre car elle nécessite une réduction importante des tolé- rances admises pour l'entrefer du haut-parleur. Dans le brevet français n 7536272 du 27/11/1975, la solution proposée consistait à générer deux signaux dont les fréquences étaient respectivement voisines de la fréquence optimale du haut-parleur et de la fréquence du son à obtenir et que l'on, mélangeait. La génération de deux signaux et leur mélange nécessite une électronique compliquée et donc chère. L'invention vise à résoudre ce problème grâce à un nouveau dispositif d'alimentation de haut-parleur de signalisation. Suivant l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'alimenter ledit haut-parleur par demi-alternances successivement positives et négatives qui se succèdent à une fréquence inférieure à la fréquence propre desdites demi-alternances. Cette succession de demi-alternances peut s'effectuer par groupes d'au moins une demi-alternance. Elle peut également comporter des groupes de deux demi-alternances. Suivant une forme préférée de réalisation de l'invention, la durée de chaque demi-alternance correspond de préférence à la fréquence optimale. du haut-parleur et deux demi- alternances consécutives positives et négatives sont générées à un inter- valle de temps correspondant de préférence à la fréquence du son à obtenir. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel: - les figures 1 et 2 représentent une solution connue d'ali- mentation d'un haut-parleur; - la figure 3 est une courbe représentant, pour un haut- par- leur déterminé, la variation du niveau sonore (en dB, en or- données) par rapport à la fréquence (en Hz, en abscisses) - les figures 4 et 5 représentent deux formes différentes des signaux de commande d'un haut-parleur suivant l'invention. La figure 1 représente une alimentation classique et connue en soi, dite 'en pont" d'un haut-parleur 1 à travers deux amplificateurs de puissance 2 et 3 commandés par des signaux complémentaires 4 et 5. 26 31505 La figure 2 illustre la forme du courant qui traverse le haut- parleur. Ce courant est alternativement positif et négatif d'une valeur I et sa période P est voisine de celle du son à obtenir. Dans ces conditions, le rendement du haut-parleur est faible et l'on doit dissiper beaucoup de puissance pour at- teindre le niveau sonore désiré. Sur la figure 3, on a représenté la courbe de variation du ni- veau sonore d'un haut-parleur en fonction de la fréquence. On voit que cette courbe présente un maximum au voisinage de 2000 Hz qui correspond à la fréquence optimale Fo du Haut-parleur. En supposant que la fréquence imposée pour le son FS soit de 500 Hz, on s'aperçoit qu'à cette fréquence, le niveau sonore du haut- parleur est faible. Suivant l'invention, on va alimenter le haut-parleur à une fréquence Fo voisine de 2000 Hz et l'on va s'arranger pour que le son rendu ait une composante basse-fréquence principale de l'ordre de 500 Hz dans l'exemple choisi. La figure 4 représente, suivant l'invention, une première for- me du courant traversant le haut-parleur. Le courant généré est composé de demi-alternances successivement positives et négatives, demi- alternances qui se présentent sous la forme d'impulsions rectangulaires de valeur I dans l'exemple choisi. La durée t de ces impulsions est telle qu'elle correspond à une fréquence proche de la fréquence optimale Fo du haut- par- leur (2000Hz dans l'exemple choisi) tandis que la durée T en- tre deux impulsions positives ou négatives correspond à la fréquence du son Fs à obtenir (500 Hz dans l'exemple choisi). Dans cette première forme de réalisation, chaque impulsion positive est séparée de l'impulsion négative suivante d'un temps T/2. - On voit que les impulsions t sont très brèves par rapport à la période à obtenir T. On a ainsi réduit les temps de con- duction et donc le niveau de puissance à dissiper de manière considérable. Le haut-parleur travaille alors dans sa zone optimale et produit une composante basse fréquence égale à la fréquence du son à obtenir. La figure 5 montre une variante concernant la forme du cou- rant, suivant l'invention, qui traverse le haut-parleur. Le courant est toujours alternativement positif ou négatif d'une valeur I avec des impulsions brèves t émises à un intervalle de temps T, mais dans cette forme de réalisation, chaque im- pulsion positive est adjacente à une impulsion négative. Il va de soi que pour obtenir deux niveaux sonores différents, il suffit 'de diminuer la valeur I du courant qui traverse le haut-parleur. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'alimentation d'un haut-parleur de signalisa- tion acoustique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'alimenter ledit haut-parleur par demi-alternances successivement positives et négatives qui se succèdent à une fréquence inférieure à la fréquence propre desdites demi- alternances. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'l comporte des moyens permettant d'alimenter ledit haut- parleur par demi-alternances successivement positives ou néga- tives en groupes d'au moins une demi-alternance qui se suc- cèdent à une fréquence inférieure à la fréquence propre des- dites demi-alternances. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'alimenter ledit haut- parleur par demi-alternances successivement positives ou n.éga- tives en groupes de deux demi-alternances qui se succèdent à une fréquence inférieure à la fréquence propre desdites demi- alternances. 4.- Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée t de chaque demi-alternance correspond de préférence à la fréquence optimale Fo du haut- parleur et en ce que deux demi-alternances consécutives posi- tives ou négatives sont générées à un intervalle de temps T correspondant de préférence à la fréquence FS du son à obte- nir. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque demi-alternance positive est séparée de la demi- alternance négative suivante d'un intervalle de temps égal à T/2. 6.Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque demi-alternance négative est adjacente à une demi- alternance positive.