Brevet FR2790903A1 — publié le 20000915

La présente invention concerne un haut-parleur du type spécial qui est divulgué dans la demande de brevet danois n 1 162/85 accessible au public, et qui est illustré sur la figure 1 du présent dessin. Le hautparleur comporte un système magnétique usuel comprenant un entrefer annulaire 2 pour une bobine vocale 4 connectée à un diaphragme de haut-parleur, désigné de façon générale par 6. La construction est comparable à un soi- disant haut-parleur à dôme, comportant une suspension de bord annulaire 8 de section transversale semi-circulaire, reliant la bobine vocale 4 à une partie de châssis 10 qui l'entoure, et comportant normalement la bobine vocale connectée à un dôme central, faisant saillie vers l'avant; la diffé- rence est que, dans ce haut-parleur particulier, le dôme est remplacé par un "dôme annulaire ou en forme de bague" 12 comportant une partie plane centrale rétractée 14 qui est fixée, de façon rigide, à une partie cen- trale 16 de la structure fixe. On a constaté que, à certains égards, un tel haut-parleur est parti- culièrement approprié pour une reproduction sonore de haute qualité, en particulier en raison d'une suppression efficace de produits de distorsion à harmoniques élevées et du fait qu'il évite presque totalement des réso- nances dans le domaine des fréquences audibles. La principale différence de fonctionnement par rapport à un haut-parleur à dôme usuel est que le dôme annulaire central 12 va agir comme une membrane roulante plutôt que comme un élément à piston, tandis que la partie de suspension 8 rela- tivement grande, agissant de manière similaire, va également contribuer de façon prononcée à la reproduction sonore. On a également constaté, toutefois, que le haut-parleur présente un point faible, à savoir une réduction d'efficacité clairement mesurable dans le domaine des fréquences les plus élevées, typiquement dans le domaine de 10-20 KHz. Beaucoup d'auditeurs ne remarqueront pas ceci, mais en liaison avec un équipement Hi-Fi, les mesures purement techni- ques de la fonction de transfert sont fortement décisives. D'autres expérimentations dans les laboratoires de la demande- resse ont produit différents perfectionnements, certains de ces derniers vont être divulgués dans le cas présent, mais ledit point faible existe tou- jours. C'est pourquoi, on a abouti à une invention de première importance lorsqu'il a été réalisé et démontré que le problème associé pouvait être résolu d'une manière n'affectant même pas le modèle du diaphragme, à 1 0 savoir en ajoutant un élément à guide d'onde rigide, généralement coni- que, à la structure du haut-parleur, juste en face de ladite partie rétractée et fixée centralement de la partie de dôme annulaire. Cette solution se base sur l'hypothèse que le problème est dû aux interférences des ondes sonores dans la zone la plus interne en face de ladite zone centrale, o les mouvements à "membrane roulante" des sur- faces d'interface de la partie de dôme annulaire 12 donnent lieu à des rayonnements d'ondes sonores se croisant vivement, dans cette zone, et si ceci pouvait être évité ou minimisé, en guidant de façon positive les on- des dirigées vers l'intérieur, moins vers l'intérieur et plus vers l'avant, alors ceci pourrait peut-être réduire le problème. Au regard de toutes les expériences précédentes, on a constaté que, de façon surprenante, cette mesure était vraiment une clé pour une solution du problème. Des mesu- res même extrêmement sensibles confirment que la chute d'efficacité cri- tique dans le domaine de fréquences élevées disparaît complètement et qu'aucun inconvénient supplémentaire n'apparaît. On a alors réalisé que le problème pouvait être résolu d'une ma- nière modifiée, à savoir en prévoyant un bouclier permanent en face de la zone critique, qui est la zone à l'intérieur du sommet annulaire du dôme annulaire 12. Les tweeters en question seront typiquement relativement petits, c'est-à-dire avec un diamètre de diaphragme total inférieur à 10 cm et même inférieur à 5 cm, et la zone centrale ainsi protégée ne contribuera pas de façon significative à l'effet du haut-parleur. La présente invention concerne un haut-parleur du type compor- tant un châssis et un système magnétique définissant un entrefer annulaire pour une bobine vocale connectée à un diaphragme du haut-parleur, et du type tweeter, dans lequel la partie de diaphragme la plus externe reliant la bobine vocale et le châssis est une zone en bande, annulaire et profilée en arc, tandis que le diaphragme présente, en face de la bobine vocale, une configuration en forme de dôme, le haut-parleur étant encore de plus du type spécial dans lequel ladite configuration en dôme est modi- fiée pour former un dôme en forme de bague, la zone centrale rétractée de ce dernier étant fixée de façon rigide au système magnétique ou au châs- sis. Selon l'invention, ledit haut-parleur est remarquable en ce que, dans l'espace en face de ladite zone centrale du dôme en forme de bague, est prévu un élément contrecarrant efficacement le rayonnement externe d'ondes sonores d'interférence émanant d'ondes rayonnées vers l'avant et intérieurement du dôme en forme de bague. De façon avantageuse, ledit élément est un élément à guide d'onde faisant saillie vers l'avant et généralement conique, qui est monté en face de ladite partie de diaphragme centrale et rétractée de manière à faire diverger lesdites ondes sonores rayonnées vers l'avant et intérieure- ment, de façon générale uniquement vers l'avant. De plus, avantageusement, le guide d'onde fait saillie à une dis- tance de ladite zone centrale, correspondant à au moins le double de la hauteur du dôme en forme de bague. En outre, de façon avantageuse, la plus grande largeur du guide d'onde est inférieure à la moitié du diamètre de la bobine vocale. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit élément est un bouclier agencé de manière à retenir un rayonnement externe éma- nant des côtés internes de la section à dôme en forme de bague. De préférence, la zone de réunion annulaire de ladite zone en bande profilée en arc et du bord externe du dôme en forme de bague est fixée à la bobine vocale, en étant collée ou soudée à la surface du bord extrême transversal de cette dernière. Par ailleurs, de façon avantageuse, au moins l'un des éléments parmi ladite zone en bande profilée en arc et ledit dôme en forme de ba- gue est réalisé, de façon générale en un matériau de diaphragme dur, qui le long d'au moins l'un de ses bords est lié à et continué dans un matériau de diaphragme souple et flexible, par l'intermédiaire duquel il est connecté à la bobine vocale et/ou au châssis du haut-parleur. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment lI'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en section transversale d'un haut-parleur déjà connu et déjà analysé. La figure 2 est une vue correspondante d'un haut-parleur conforme à la présente invention. - La figure 3 est un diagramme de réponse en fréquence se référant à la fonction de transfert de ces deux haut-parleurs. La figure 4 est une vue latérale partielle d'un diaphragme associé à un élément à guide modifié. D'après l'explication déjà donnée en référence à la figure 1, on voit aisément que la construction de base du système à châssis, aimant et diaphragme de la figure 2 est ou peut être exactement la même que sur la figure 1. Ce qui est caractéristique pour la figure 2 est que, en face de la partie centrale 14, 16, est prévu un élément à guide d'onde 18 faisant saillie vers l'avant et présentant une forme pointée vers l'avant. La partie de pied de cet élément est rétrécie de manière à ne pas interférer avec les mouvements opérationnels des parties de paroi les plus internes du dôme annulaire 1 2. En se basant sur ce qu'on a trouvé conformément à l'invention, on comprend facilement que des ondes sonores émises par lesdites parties de paroi les plus internes ne sont pas rayonnées de manière à se croiser im- médiatement, puisqu'elles sont déviées pour sortir le long de la surface de l'élément à guide 18 et sont finalement fusionnées à l'extérieur, à la pointe de l'élément 18, avec une direction de propagation d'onde haute- ment uniforme. La figure 3 illustre la fonction de transfert d'un tweeter réalisé à la fois avec et sans le guide d'onde 18. Sans le guide d'onde 18, il existe une chute d'efficacité nette dans le domaine de fréquences 18-20 KHz, comme montré par une ligne courbe pointillée, tandis que cette chute est complètement éliminée lorsque le guide d'onde 1 8 est ajouté. Bien entendu, il est souhaitable d'indiquer des limitations de di- mension du guide d'onde 18, mais il n'a pas pour l'instant été constaté jusqu'à quel degré les dimensions peuvent être variées. La largeur de la partie centrale 14 ne doit pas être supérieure à la moitié de la largeur de la bobine vocale 4, de préférence uniquement 1/3 à 1/5 de celle-ci. Tant que le diagramme entier est concerné, la figure 2 est une représentation au- thentique exagérée du haut-parleur utilisé pour la mesure selon la figure 3, le diamètre extérieur effectif du diaphragme entier étant de 38 mm. Sur la figure 2, on a indiqué en lignes pointillées que la partie fixe, à laquelle est fixée la zone de diaphragme centrale 14, peut être une tige 22 faisant saillie à travers un canal central dans l'élément central 3 du système magnétique de manière à être une partie du châssis 5 plutôt que du système magnétique lui-même. Comme possibilité extrême, on peut mentionner que l'élément à guide d'onde 18 peut être maintenu en place par une structure de main- tien externe, à savoir une barre porteuse du chassis s'étendant diagona- lement au-dessus du côté exposé du diaphragme. Dans ce cas, l'élément à guide ne doit pas nécessairement avoir une partie de pied rétrécie, puis- qu'il ne sera pas nécessaire qu'il vienne au contact de la zone centrale 14, 16. Ladite partie de pied rétrécie de l'élément 18 est particulièrement pertinente, lorsque la section transversale de la bague à dôme interne 12 présente une forme plus ou moins semi-circulaire du dôme comme dans la figure 1, puisque lorsque cette forme est inférieure à un demi-cercle comme sur la figure 2, il peut être parfaitement possible que l'élément 18 puisse être formé sans une partie de pied rétrécie, puisque dans ce cas, l'élément 18 peut venir au contact de la zone centrale 14, 16 sur toute la largeur la plus interne de la base la plus large de l'élément 18, sans limiter en aucune manière les oscillations de la paroi la plus interne de la struc- ture de dôme annulaire. Il existe une différence supplémentaire et significative entre la fi- gure 1 et la figure 2, à savoir la manière dont le diaphragme est fixé à la bobine vocale. Dans la figure 1, la zone annulaire rétractée, désignée par 1 1, entre les parties 8 et 12 de diaphragme annulaire est fixée sur la sur- face interne de l'extrémité externe de la bobine vocale 4, correspondant à la manière usuelle de fixer le diaphragme dans des haut-parleurs à dôme usuels, o la partie 8 est une partie suspendue à bord rétréci. Sur la figure 2, on notera que cette fixation n'est pas effectuée sur le côté, mais à l'ex- trémité de la bobine vocale. Ceci entraîne un contact plus serré et plus solide entre les parties et contribue, de façon surprenante, à une fonction de transfert correcte et à une efficacité élevée. C'est pourquoi, ce type de fixation est fortement avantageux même dans des haut-parleurs à dôme usuels, particulièrement ceux avec des dômes en matériaux souples. Il offre au concepteur du diaphragme l'avantage que la géométrie de la connexion est donnée par la forme du diaphragme lui- même et non, de façon additionnelle, par l'adhésif utilisé pour la fixation. En liaison avec des constructions de haut-parleur à dôme, il existe différents groupes d'avantages et d'inconvénients pour utiliser des dia- phragmes en matériaux souples et durs, respectivement. Avec la présente invention, une possibilité intéressante et prometteuse est d'utiliser une combinaison de tels matériaux, en particulier en utilisant un matériau mé- tallique dur pour la majorité des parties du dôme ou des sections à dôme annulaire, et des matériaux plus souples pour les parties adjacentes aux zones de fixation du diaphragme, c'est-à-dire ici la zone 1 1 la plus interne et la zone périphérique qui est désignée par 9 sur la figure 2. De plus, à ces jonctions, il est préférable de joindre des matériaux de liaison de feuil- les, bord à bord plutôt que côte à côte. L'avantage qui en résulte est sup- posé être important, même appliqué à des haut-parleurs à dôme usuels. Idéalement, le guide d'onde 18 fait saillie plutôt loin vers l'avant, mais en pratique on a constaté qu'il est suffisant qu'il fasse saillie d'envi- ron 10 mm au-delà de la base du diaphragme ou d'environ 2 à 6 fois la hauteur de la section à dôme annulaire centrale 12. Le critère absolu est que l'élément à guide d'onde doit prévenir ou minimiser les interférences entre les ondes sonores rayonnées vers l'espace central en face de la sec- tion la plus interne du dôme annulaire 12. Comme déjà indiqué, une alternative pouvant très bien être utilisée pour l'élément à guide d'onde 18 est un bouclier en face de la zone cen- trale, à l'intérieur de la ligne de sommet annulaire du dôme annulaire 12, un exemple pertinent étant représenté sur la figure 4, o l'élément à guide est remplacé par un élément 20 en forme de champignon, la partie du chapeau de ce dernier présentant un diamètre légèrement inférieur au diamètre de ladite ligne de sommet annulaire. Pour optimiser la fonction de transfert en général, la forme détaillée de l'élément peut être soumise à des études et des expérimentations détaillées, mais dans le cas présent il5 est suffisant de noter que l'élément 20 va effectivement prévenir les rayonnements d'interférences entre les ondes rayonnées vers l'avant et intérieurement, en direction dudit espace central. Sur la figure 4, lesdites parties spéciales 9 et 1 1 sont représentées par des lignes plus épaisses. REVENDICATIONS 1. Haut-parleur du type comportant un châssis et un système ma- gnétique définissant un entrefer annulaire (2) pour une bobine vocale (4) connectée à un diaphragme du haut-parleur, et du type tweeter, dans le- quel la partie de diaphragme la plus externe reliant la bobine vocale et le châssis est une zone (6) en bande, annulaire et profilée en arc, tandis que le diaphragme présente, en face de la bobine vocale, une configuration en forme de dôme, le haut-parleur étant encore de plus du type spécial dans lequel ladite configuration en dôme est modifiée pour former un dôme (12) en forme de bague, la zone centrale rétractée de ce dernier étant fixée de façon rigide au système magnétique ou au châssis, caractérisé en ce que, dans l'espace en face de ladite zone centrale du dôme en forme de bague, est prévu un élément (18, 20) contrecarrant efficacement le rayonnement externe d'ondes sonores d'interférence éma- nant d'ondes rayonnées vers l'avant et intérieurement du dôme en forme de bague. 2. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément est un élément à guide d'onde (18) faisant saillie vers l'avant et généralement conique, qui est monté en face de ladite partie de diaphragme centrale et rétractée de manière à faire di- verger lesdites ondes sonores rayonnées vers l'avant et intérieurement, de façon générale uniquement vers l'avant. 3. Haut-parleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le guide d'onde (18) fait saillie à une distance de ladite zone centrale, correspondant à au moins le double de la hauteur du dôme (12) en forme de bague. 4. Haut-parleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plus grande largeur du guide d'onde (18) est infé- rieure à la moitié du diamètre de la bobine vocale (4). 5. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément est un bouclier (20) agencé de manière à retenir un rayonnement externe émanant des côtés internes de la section à dôme en forme de bague. 6. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone (11) de réunion annulaire de ladite zone en bande, profilée en arc, et du bord externe du dôme en forme de bague est fixée à la bobine vocale (4), en étant collée ou soudée à la surface du bord extrême transversal de cette dernière. 7. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments parmi ladite zone (6) en bande profilée en arc et ledit dôme (12) en forme de bague, est réalisé, de façon générale en un matériau de diaphragme dur, qui le long d'au moins l'un de ses bords est lié à et continué dans un matériau de diaphragme souple et flexible, par l'intermédiaire duquel il est connecté à la bobine vocale (4) et/ou au châssis (10) du haut-parleur.