Brevet FR2961053A1 — publié le 20111209

HAUT-PARLEUR ACOUSTIQUE DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rattache au domaine des haut-parleurs acoustiques. Elle vise plus particulièrement un haut-parleur équipé d'agencements lui permettant d'assurer un réglage dans le domaine des basses fréquences, et plus précisément des sons graves. 10 TECHNIQUES ANTERIEURES De façon générale, on sait que la reproduction des sons graves, c'est-à-dire situés dans la bande 20-250 Hertz, est un élément majeur dans l'appréciation de la qualité d'un système audio. En effet, dans la mesure où un enregistrement a été effectué de façon 15 correcte en incluant suffisamment de richesse dans la partie basse du spectre, la qualité d'écoute dépend d'une part de la capacité à un amplificateur de bien restituer ces sons graves, mais d'autre part, des performances du haut-parleur qui sont elles-mêmes, en ce qui concerne les graves, dépendantes de la pièce dans laquelle se trouve le haut-parleur. Ainsi, la dimension et la géométrie de la pièce peuvent avoir une influence, dans la 20 mesure où, aux fréquences considérées dans les graves, la quantité d'air déplacée par la membrane du haut-parleur est importante. De même, aux fréquences correspondantes, les longueurs d'ondes sont telles que les phénomènes de réflexion peuvent provoquer l'apparition de noeuds et de ventres d'ondes qui font que, selon l'emplacement de l'utilisateur, la qualité sonore peut être très variable. 25 Ainsi, on sait que des ajustements peuvent être nécessaires pour assurer une qualité d'écoute optimale, ces ajustements devant avoir lieu dans la pièce où est installé le haut-parleur. 30 Différentes techniques ont déjà été proposées pour assurer ce type de réglage, sans être toutefois réellement satisfaisantes. Ainsi, on a déjà proposé des solutions de type mécanique, consistant à modifier les paramètres de l'évent sur des charges de type « bass-réflex », soit en modifiant la longueur de l'évent, soit en le bouchant avec une mousse. Une telle solution modifie la fréquence de résonance de l'évent. Cela se traduit -1-5 -2- par une augmentation du niveau à la fréquence de résonance, mais les sons de fréquence inférieure se trouvent au contraire atténués, avec une sensation de déséquilibre de la réponse du grave. Des solutions d'ordre électronique ont également été proposées en assurant des filtrages du signal transmis au haut-parleur. Dans le cas de filtrages passifs, ils provoquent une baisse d'amplitude sans réellement apporter de solutions sur une bande de fréquence suffisamment large. Les filtrages de type actif ne sont pas non plus satisfaisants dans la mesure où un éventuel gain en amplitude provoque généralement des dégradations du signal par le passage dans une multitude de circuits correctifs électroniques, qui sont source de pertes d'informations et donc de transparence acoustique. Une autre solution a été proposée par le Demandeur qui consiste à utiliser comme source de champ magnétique, non plus un aimant (qui génère un champ constant), mais un dispositif assimilable à un électro-aimant. Si cette solution est satisfaisante d'un point de vue acoustique, elle est en revanche complexe et coûteuse à mettre en oeuvre, de sorte qu'elle est limitée à des installations de très haut de gamme. Le problème que se propose de résoudre l'invention est donc de permettre un réglage dans la bande de fréquence des graves, sans engendrer de modifications importantes sur les fréquences avoisinantes, sans non plus nécessiter d'installation complexe ni coûteuse. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention concerne donc un haut-parleur acoustique qui comporte : une source de champ magnétique constant ; un équipement mobile incluant une membrane et un bobinage apte à être parcouru par un courant électrique représentatif du signal sonore à générer, et à interagir avec ce champ magnétique constant. Conformément à l'invention, ce haut-parleur se caractérise en ce que l'équipage mobile comporte un second bobinage, dont les deux bornes sont reliées par un composant essentiellement résistif. Autrement dit, le haut-parleur est équipé d'une bobine en court circuit, qui se déplace dans le champ magnétique comme la bobine principale, et qui est donc le siège de courants induits qui se dissipe par effet Joule dans l'élément résistif connecté à ses bornes. De cette manière, on règle le facteur d'amortissement (ou Qms) du haut-parleur, de manière à assurer le couplage optimal entre le volume de la pièce d'écoute et le volume du haut-parleur. Ainsi, le bobinage complémentaire, qui est en pratique associé avec le bobinage principal dans lequel circule le courant de commande, est le siège artificiel d'une force contre électromotrice qui tend à empêcher la bobine de se déplacer dans l'entrefer. En pratique, il convient de ne pas trop alourdir l'équipage mobile par la présence de cette bobine complémentaire, et un bon compromis peut être trouvé lorsque ce second bobinage a un volume de matériau conducteur sensiblement identique à celui de la bobine principale. Par volumes sensiblement égaux, on entend que l'écart entre les deux volumes est inférieur à 20% par rapport au volume le plus faible. Néanmoins, le phénomène d'amortissement peut intervenir pour des bobinages complémentaires qui présentent un volume nettement différent de celui du volume principal, selon que l'on souhaite privilégier l'inertie de l'équipage mobile, ou à l'inverse le degré d'amortissement. Ainsi, dans une version préférentielle, on privilégiera une utilisation de fils à section rectangulaire qui permet un bobinage avec moins de perte de place qu'un fil à section cylindrique, bien que plus difficile à réaliser. En pratique, les fils de la bobine d'amortissement peuvent être réalisés en cuivre, c'est-à-dire dans le même matériau que celui du bobinage principal, voire dans un autre matériau tel que de l'aluminium ou analogue. Un compromis peut être trouvé entre un gain de poids par l'utilisation d'un conducteur moins dense tel que l'aluminium, et la valeur de résistance du conducteur, dépendant de sa résistivité et de sa section. En pratique, le haut-parleur comporte un ensemble d'éléments résistifs de valeurs de résistance distincte, et des moyens pour assurer la connexion de l'un de ces éléments aux bornes du second bobinage. Ces moyens peuvent être particulièrement variés, et il peut par exemple s'agir d'un ensemble de cavaliers ou bien encore de -3- 2961053 -4- boutons à positions multiples qui permettent de connecter la résistance la plus appropriée. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES 5 La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'un haut-parleur conforme à l'invention ; 10 - la figure 2 est une vue en coupe d'un détail de la figure 1 ; - la figure 3 est un diagramme électrique montrant la capacité de réglage du haut-parleur conforme à l'invention ; - la figure 4 est une courbe représentant l'impédance du haut-parleur pour différentes valeurs de réglage de la résistance connectée aux bornes du second 15 bobinage. MANIER DE REALISER L'INVENTION Comme illustré à la figure 1, un haut-parleur 1 comporte de façon traditionnelle un 20 équipage mobile, composé d'une membrane 2 à laquelle est associé un bobinage 3 connecté à l'amplificateur 10 délivrant le signal électrique représentatif de l'onde acoustique à générer. Ce bobinage 3 se déplace à l'intérieur d'une zone dans laquelle est généré un 25 champ magnétique constant, crée par une source de champ qui est généralement un élément aimanté 6, associé à des pièces polaires 7,8,9, de manière à confiner les lignes de champ au niveau du bobinage 3 avec un entrefer minimal. Conformément à l'invention, le haut-parleur comporte un second bobinage qui, 30 dans la forme représentée, se trouve recouvrir le bobinage principal, de manière à être soumis au même champ magnétique. Tel qu'illustré à la figure 2, le bobinage principal 3 est réalisé par un enroulement de fils, typiquement de cuivre, de section ronde, alors que le bobinage 20 servant à 35 modifier le facteur d'amortissement est réalisé par un fil à section rectangulaire. Cette disposition permet de ne pas trop augmenter l'entrefer tout en conservant une résistance du bobinage la plus faible possible et un volume de cuivre suffisant. 2961053 -5- Toutefois, le principe de l'invention fonctionne également avec l'emploi d'autres types de fils, par exemple présentant section cylindrique, ou réalisés en matériaux analogue tel que l'aluminium. 5 Comme illustré à la figure 3, le bobinage d'amortissement 20 peut être connecté à différents éléments résistifs 21-23. Un de ces éléments peut être un élément résistif de valeur très faible pour simuler un court-circuit pour obtenir l'amortissement maximal. Il peut également s'agir d'un élément résistif de valeur moyenne qui permet de limiter le courant et de se situer sur une valeur intermédiaire du coefficient de surtension 10 mécanique (Qms). Cette valeur est calculée au cas par cas, de façon à obtenir une valeur de coefficient de surtension de niveau intermédiaire. En final, ce réglage se fait dans la pièce d'écoute, en fonction des perceptions de l'utilisateur et du niveau de réverbération de ce lieu. Il peut également être réalisé en usine, dès lors que les paramètres géométriques de la pièce où sera installé le haut-parleur sont connus. Le 15 nombre d'éléments résistifs connectables peut varier en fonction de la finesse du réglage que l'on souhaite réaliser. Il est également possible que le bobinage d'amortissement 20 soit laissé en l'air pour ne pas créer de force électromagnétique, auquel cas la bobine d'amortissement ne crée pas de force contre électromotrice de sorte que le haut-parleur fonctionne avec ces paramètres d'origine 20 Comme déjà évoqué, ce réglage peut se faire de différentes manières sans sortir du principe de l'invention, qu'il s'agisse de cavaliers 24 comme illustré à la figure 3, ou d'une molette à positions multiples assurant la connexion de la résistance 21,22,23 appropriée. 25 Un exemple de réalisation est illustré à la figure 4, dans laquelle on a représenté en ordonnée l'impédance du haut-parleur, vue par l'amplificateur, et en abscisse la fréquence, en privilégiant la zone des graves. Ainsi, la courbe 41 qui présente les pics les plus marqués, correspond à une situation de circuit ouvert, une résistance quasi 30 infinie. Les deux pics 42,43 situés au voisinage de 15 et 50 Hertz correspondent à des couplages entre le haut-parleur et l'évent en fonction du volume de l'enceinte et des paramètres Thiele et Small du haut-parleur.. La courbe 46 correspond à la position où le bobinage d'amortissement est presque en court-circuit, c'est à dire la position de réglage maximum pour laquelle le coefficient de surtension mécanique (Qms) 35 d'origine a été divisé par plus de 14, la diminution de niveau sonore entre 50 et 100 Hz étant de -3dB par rapport au niveau initial. La courbe 45 correspond à la position intermédiaire de débit du courant dans une résistance de 2,2 Ohms qui permet de 2961053 -6- réduire le niveau sonore entre 50 et 100Hz de -1,5dB, le facteur Qms étant divisé par 8. Il ressort de ce qui précède que le haut-parleur conforme à l'invention présente 5 l'avantage de pouvoir être réglé de manière à ajuster son facteur de qualité mécanique qui possède une très grande résolution, y compris dans le registre grave, et ce avec une solution facile à mettre en oeuvre, qui la rend applicable pour une grande gamme de haut-parleurs. REVENDICATIONS1. Haut-parleur acoustique (1) comportant : une source de champ magnétique (6) ; un équipement mobile incluant une membrane (2) et un bobinage (3) apte à être parcouru par un courant électrique représentatif du signal sonore à générer, et à interagir avec ledit champ magnétique. caractérisé en ce que l'équipage mobile comporte un second bobinage (20) dont les deux bornes sont reliées par un composant essentiellement résistif (21,22,23). 2. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que deuxième bobinage (20) est réalisé à partir d'un fil de section rectangulaire. 3. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second bobinage (20) présente un volume de matériau conducteur sensiblement égal à celui du bobinage (3) parcouru par le courant représentatif du signal. 4. Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'éléments résistifs (21,22,23) de valeur de résistances distinctes, et des moyens (24) pour assurer la connexion de l'un desdits éléments aux bornes (27,28) dudit second bobinage (20).