Brevet FR2727819A1 — publié le 19960607

La présente invention a pour domaine technique la reproduction des sons de la gamme audible entre autre, et est composée d'un dispositif acoustique à évent permettant d'amortir des émetteurs de son tels que les enceintes aoeustiques à haut-parleurs électrodynamiques . Dans la technique actuelle, Ces enceintes sont toujours constituées d'un coffret clos muni ou non d'évents, percé à sa partie antérieure d'une ouverture dans laquelle est monté le haut-parleur; de telles enceintes sont nécessaires pour assurer le fonctionnerent correct du haut-parleur, Mis par contre elles créent des perturbations dans l'audition, notamment dans le registre des basses fréquences, dues en grande partie à l'amortissement "à la charge" inadaptée qu'elles apportent à la membrane du haut-parleur ; il en résulte une amplitude trop importante des déplacements de cette dernière, qui ne asque pas de créer des Oscillations très néfastes, et d'engendrer des diverses ; ces enceintes n'ont pas la possibilité de contrôler et d'éliminer la fréquence de résonance principale ; le recoure à des filtres électriques leurs sont indispensables pour répartir les fréquences entre les haut-parleurs Il a été proposé de nombreuses solutions pour palier à ces in nients, et notamment de monter une cloison intermédiaire dans l'enceinte, percée d'un ou plusieurs évents, de monter dans cette cloison, à la place de l'évent, un second haut-parleur, branche en série ou en parallèle avec le preaier, en phase ou déphasé, de tapisser ou remplir l'enceinte de matière absorbant le son Certaines améliorations ont été notées, ais au détriment d'énorme compromis tel que l'affaiblissement du rendement, ou encore la détérioration de la réponse impulsionnelle ; aucune de ces solutions n'a donné entière satisfaction L'invention suivante permet de redédier à ces inconvlnients Elle fait partie de la famille des inventions personnelles suivantes N 91 05975 et N 91 05976 . Elle se rapproche tout particulièrement de la première, et s'en différencie par l'emploi d'un évent à la place du haut-parleur passif Le dispositif de la présente invention comporte selon une première caractéristique, un coffret clos (C) dont l'ouverture antérieure, d'habitude réservée à l'emplacement du haut-parleur, est remplacée par une ouverture de plus petite dimension com@unément appelée évent (E), et dont les dimensions sont définies par le rapport : paramètre du haut-parleur (H) utilisé - volume de charge (V) du coffret (C) Le haut-parleur (H) est positionné devant l'évent (E), symétriquement par rapport à ce dernier ; le haut-parleur (H) prend place sur le périmètre (P) de l'évent (E), et obture cette surface Pour cela, le haut-parleur (H) est placé à l'envers, sa face avant regarde l'évent (E), alors que sa face arrière, coté aient moteur (F), est visible .Le haut-parleur (H) et l'évent (E) sont coaxiaux Le haut-parleur (H) est alimenté par une source électrique d'énergie en phase acoustique Le signal sonore est émis par la face arrière du haut-parleur (H) La face avant du haut-parleur (H), ainsi que l'évent (E) ne sont pas visible de l'extérieur du coffret (C) L'évent (E) n'a pas de contact direct avec l'extérieur ; il du coffret (C), Mis il est masqué par la face avant du haut-parleur (H) . (fig.1) Le haut-parleur (H) peut être place normalesent, non ale @e nt, sa face avant regardant vers l'extérieur, sa face arrière coté aimant moteur (F) obturant l'ouverture antérieure (J) du coffret (C) Pour cela, le haut-parleur (H) est muni directement d'un évent (E) A cet effet, le châssis (I) est directemant utilisé, et en particulier sa partie arrière, coté aimant moteur (F) ; les ouvertures (O), que forment les branches (B) du châssis (I) et qui permettent le passage des ondes sonores qu'émet la face arrière de la membrane (M), sont diminuées et calibrées, et ferment l'évent (E) (Les ouvertures (O) additionnées ont une surface égale à alle de l'évent (E), et forment donc ce dernier .) Le signal sonore est émis par la face avant du haut-parleur (H) L'évent (E) n'a pas de contact direct avec l'extérieur, étant donner sa position à l'arrière du haut-parleur (H) . (fig. 4 et 5) En utilisant un aimant moteur (F) et une bobine mobile (L) de grand diamètre, l'évent (E) passera au centre de ces derniers . (variante non illustrée). L'évent (E) peut être de formes diverses "rond, carré, elliptique" et peut être différent de la forme du haut-parleur (H). L'évent (E) peut être composé de plusieurs trous (ou de fentes), de diamètre identique ou différent, qui forment en plus de l'évent, un frein acoustique . (fig.2) L'évent (E) peut se prolonger à l'intérieur du coffret (C), et former ainsi un tunnel d'évent (T), dont les dimensions sont définies par le rapport : paramètre du haut-parleur (H) utilisé - volume de charge (v) du coffret (C) - dimension de l'évent (E) Ce tunnel peut être rempli de matière absorbant les sons, telle que de la mousse, et former en plus du tunnel d'évent, un frein acoustique . (fig.2) Les dessins annexes illustrent à titre d'exemple différentes possibilités de réalisation de l'ivention . La figure 1 representent en coupe, le dispositif selon l'invention La figure 2 repente en coupe, le dispositif selon l'invention associé à un frein acoustique et à un tunnel d'évent Les figures 3 et 4 représentent en vue de profil, des haut-parleurs de basse-médium identiques dont le second est directement pourvu d'un évent (E) La figure 5 représente en coupe, le haut-parleur de la figure 4 monté dans son coffret Note: r DR les figures en coupe, les aimants moteurs (F) ne sont pas reprsentés en coupe. L'émetteur de son représenté à la figure 1, est constitué d'un haut-parleur (H) ; sa face avant est fixée de manière jointive, dans le périmètre (P) de l'évent (E), de façon coaxiale par rapport à oe dernier ; l'évent (E) est directement percé dans la faces avant du coffret (C) ; l'aggloméré ou le bois qui constitue le coffret, doit avoir une densité et une épaisseur correcte afin d'obtenir une rigidité satisfaisante ; le coffret (C) peut être de forme diverses, telles que cubique, parallélépipèdique, cylindrique ect... Du fait de sa position, le haut-parleur (H) sera branché en opposition de phase électrique, pour que les signaux sonores qu'il émet, soient en phase acoustique Le volute (v) du coffret (C) sera calculé par rapport au haut-parleur (H) utilisé; oe calcul reprendra les bases de celui d'une enceinte close classique, et sera fait de façon connue en soi ; il en sera de maie pour le calcul de l'évent et du tunnel d'évent, qui reprendra les bases de celui d'une enceinte à évent classique, dite enceinte ouverte "Bass-Reflex", et sera fait de façon connue en soi A titre d'exemple non limitatif, pour un coffret de 50 litres associé à un haut-parleur de 24 centimètres, le diamètre de l'évent sera de 9 centimètres ; pour le maie haut-parleur associé à un coffret de 100 litres, le diamètre de l'évent sera de 16 centimètres le le premier cas, la bande passante sera de 60 à 500 hertz ; dans le second, elle sera de 40 à 200 hertz avec un contrôle total de l'amortissement, donc de la fréquence de résonance principale, malgré un volume de charge plus importent . Par oe principe, il est possible d'obtenir une coupure naturelle à la fréquence désirée, et ainsi de se passer de filtres électriques L'émetteur de son représenté à la figure 2 est différent du précednt par le fait que évent (E) est constitué de plusieurs petits trous, percés directement dans la face avant du coffret ; ces derniers forment en plus de l'évent, un frein acoustique I1 en diffère aussi par le tunnel d'évent (T) à l'intérieur du coffret qui permet, comme sur une enceinte à évent classique, d'avoir un coffret plus petit La longueur du tunnel d'évent (T) est définie par les bases citées précédemment . Le tunnel (T) peut être en bois, en plastique ou toutes autres matières suffisaient rigides ; il est emboîté dans l'évent ou collé L' émetteur de son représenté à la figure 5 est différent des precéts, par la position de son haut-parleur (H) ; il est placé normalement, face avant vers l'extérieur, et Obture classiquement l'ouverture antérieure (J) de son coffret (C). Les plaques (U) qui forment l'évent (E), directement sur la partie arrière du haut-parleur (H), pourront être faites dans un matériau identique à celui du châssis (I) Elles seront par exemple en aluniniua ou un de ces @ alliages, en plastique rigide, en polyester, en toutes matières rigides Elles seront fixées de façon jointive aux branches (B) et au châssis (I), par collage, rivetage, vissage etc... L'évent (E) pourra être directement moulé dans le châssis (I) du haut-parleur (H), lors de la fabrication de ce dernier; cet t évent sera défini par rapport à un volume de charge (V) précis Le haut-parleur (H) est alimenté par une source électrique d'énergie en phase acoustique . Fonctionnement : Lors des déplacements de la membrane (M), de part et d'autre de sa position d'équilibre, celle dans laquelle la maintiennent les suspensions (N et R) en l'absence de signal électrique, des pressions et des depressions se créent entre le haut-parleur (H), l'évent (E) et le volume de charge (V) . Lorsque la membrane a une impulsion avant, une dépression se forme entre elle et l'évent ; cette dépression, au passage de l'évent, se met en opposition de phase par rapport au volume de charge (V), et tente de repousser l'air qui vient de ce dernier pour rétablir la pression normale La membrane a ces déplacements avant limités et amortis, par la forte dépression qui règne derrière elle ; cette dépression est annulée automatiquement après l'impulsion, par le volume de charge gui rétablit la pression normale ; de ce fait, la membrane n'a pas à craindre un retour brutal, que lui imposait la forte dépression, de plus elle est amortie dans ce ioeveient par le petit volume gui la sépare de l'évent. Les faibles déplacients qu'effectue la membrane, sont intéressants à plusieurs titres, car ils permettent à la bobine mobile (L) de ne pas sortir de son entrefer, et de revenir rapidement à sa position initiale ; les petits déplacements sont plus linéaires que les déplacements de grande amplitude ; de plus ces s derniers, en excitant les forces élastiques (susensions N et R), tendent à faire osciller la membrane ; cette dernière ayant ces mouvements conditionnés par les suspensions devient incontrôlable, ce qui forme diverses résonances dont la fréquence de résonance principale Les suspensions ne doivent servir qu'à établir la position de repos de la membrane . Lors du déplacement arrière de la membrane, le fonctionnement reste identique, mis à par que la dépressian qui se force entre le haut-parleur et l'évent, est remplacée par une pression ; cette pression, au passage de l'évent, se met en opposition de phase par rapport au volume de charge (V), et tente d'attirer l'air de ce dernier en l'aspirant ; cet air s'oppose à cette décompression et tente de rétablir la pression normale, se qu'il parviendra à faire après l'impulsion . Les mzyeioents de la membrane sont contrôlés par un double amortissement à air, à double effet Cet amortissement donne au haut-parleur la possibilité de réellement fonctionner en piston aux frééuences basses et moyennes, sans oscillations, oe qui permet aux fréquences aigus, là ou la membrane vibre en rayonnant directement du son, de ne pas être déforeéses et d'avoir une courbe de réponse très linéaire L'amortissement est proportionnel aux impulsions de la membrane, ce qui permet aux plus petits signaux musicaux d'être audibles I1 est bien entendu que les exemples donnés dans ce dossier, en référence aux dessins annexes, le sont à titre indicatif, et non limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela de la présente invention REVENDICATIONS 1) Dispositif acoustique à évent pour la reproduction des sons de la gamme audible entre autre, permettant d'amortir des emetteurs de son tels que les enceintes acoustiques à haut-parleurs électrodynamiques, caractérisé en ce qu'il comporte un coffret clos (C), dont l'ouverture antérieure, d'habitude réservée à l'emplacement du haut-parleur, est remplacée par une ouverture de plus petite dimension, communément appelée évent (E), et dont les dimensions sont définies par le rapport : paramètre du haut-parleur (H) utilisé - vollwnP de charge (V) du coffret (C) Le haut-parleur (H) est positionné devant l'évent (E), symétriquement par rapport à ce dernier ; le haut-parleur (H) prend place sur le périmètre (P) de l'évent (E), et obture cette surface Pour cela, le haut-parleur (H) est placé à l'envers, sa face avant regarde l'évent (E), alors que sa face arrière, coté aimant moteur (F), est visible Le haut-parleur (H) et l'évent (E) sont coaxiaux Le haut-parleur (H) est alimenté par une souri électrique d'énergie en phase acoustique Le signal sonore est émis par la face arrière du haut-parleur (H) L'évent (E) n'a pas de contact direct avec l'extérieur ; il débouche du coffret (C), mais il est massué par la face avant du haut-parleur (H) . (fig.l) 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le haut-parleur (H) est mrrni directement d'un évent (E), et est placé normalement, sa face avant regardant vers l'extérieur, sa face arrière, coté aimant moteur (F), obturant l'ouverture antérieure (J) du coffret (C) prévue à cet effet Pour cela, le châssis (I) est directement utilisé, et en particulier sa partie arrière, coté aimant moteur (F) ; les ouvertures (O), que forment les brandies (B) du châssis (I) et qui permettent le passage des ondes sonores qu'émet la face arrière de la membrane (M), sont diminuées et calibrées, et forment l'évent (E) (Les ouvertures calibrées (o) additionnées ont une surface égale à lle de l'devent (E), et forment donc ce dernier .) Les plaques (U) qui forment l'évent (E), directement sur la partie arrière du haut-parleur (H), pourront être faites dans un matériau identique à celui du châssis (I) .Elles seront par exemple en aluminium ou un de ces alliages, en toutes matieres rigides Elles seront fixées de façon jointive aux branches (B) et au châssis (I) du haut-parleur (H) Les ouvertures calibrées (o) qui additionnées forment l'évent (E), pourront être directement moulées dans le châssis (I) du haut-parleur (H) lors de la fabrication de ce dernier En utilisant un aimant moteur (F) et une bobine mobile (L) de grand diamètre, l'évent (E) passera au centre de ces @ derniers . (variante non illustrée). Le signal sonore est émis par la face avant du haut-parleur (H) L'évent (E) n'a pas de contact direct avec l'extérieur, étant donner sa position à l'carrière du haut-parleur (H) . (fig. 4 et 5 3) Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'évent (E) peut être de formes diverses "rond, carré, elliptique" et peut être différent de la forme du haut-parleur (H). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que l'évent (E) peut être composé de plusieurs trous (ou de fentes), de diamètre identique ou différent, qui forment en plus de l'évent, un frein acoustique . (fig.2) 5) Dispositif selon lune quelconque des revendications precdentes, caractérisé en ce que l'évent (E) peut se prolonger à l'intérieur du coffret (C), et former ainsi un tunnel d'évent (T), dont les dimensions sont définies par le rapport : paramètre du haut-parleur (H) utilisé - volume de charge (V) du coffret (C) - dimension de l'évent (E) Ce tunnel peut être rempli de matière absorbant les sons, telle que de la mousse, et former en plus du tunnel d'évent, un frein acoustique . (fig.2)