Brevet FR3163237A1 — publié le 20251212

La présente invention concerne un dispositif de charge acoustique pour haut-parleur électrodynamique, permettant le contrôle des déplacements parasites du cône sonore, apportant de faibles distorsions pour un bon rendement acoustique. Selon le dispositif, le haut-parleur (0) est monté à un coffret clos (10), l’ensemble formant l’enceinte acoustique. Le haut-parleur (0) est pourvu d’une couronne plate (CP) interne, placée à plus ou moins la mi-hauteur du cône sonore (1), formant un faible volume de charge active variable (CA) dans la partie haute du saladier (2F) non ajourée, la partie basse du saladier (2A) est ajourée permettant le passage des ondes sonores vers le volume de suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10). La couronne plate (CP) est caractérisée par son ouverture centrale (D), dont le diamètre permet le passage et les déplacements linéaire, avant (AV) ou arrière (AR), du cône sonore (1), formant un évent à ouverture variable interne (OV). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Haut-parleur à évent à ouverture variable interne . La présente invention concerne un dispositif de charge acoustique pour haut-parleur (émetteur de son) électrodynamique. Dans la technique antérieure les enceintes acoustiques les plus performantes sont le plus souvent de type Bass-Reflex, à évent externe et interne, à volumes multiples, à pavillon externe ou interne, à chambre de compression... Mise à part pour quelques haut-parleurs de médiums et d'aigus électrodynamiques à volume clos, à pavillon et chambre de compression externe, les résultats obtenus sont médiocres, concernant principalement le rendement acoustique. Les mouvements parasites du cône sonore, engendrés par la fréquence de résonance principale du haut-parleur, " contrôlée " par une charge acoustique Bass-Reflex passive, produisent de fortes distorsions sur les signaux de fortes amplitudes, en incohérence totale avec les basses fréquences. La présente invention apporte la réponse à ces problèmes. Le dispositif selon l'invention comporte un haut-parleur (émetteur de son) électrodynamique, monté et fixé de façon jointive à un coffret clos, l'ensemble formant l'enceinte acoustique. Selon une caractéristique première et principale, le haut-parleur électrodynamique est pourvu d’une couronne de forme plate prenant place à l’intérieur de son saladier, positionné perpendiculairement et symétriquement à plus ou moins la mie-hauteur du cône sonore, selon et suivant l’accord d’optimisation entre le diamètre d’ouverture centrale de la dite couronne plate, par rapport au volume de suspension acoustique que forme le coffret clos. Le diamètre d'ouverture centrale de la couronne plate permet le passage du cône sonore, mais surtout, permet les déplacements linéaires, avant ou arrière, du dit cône sonore. Les déplacements linéaires du cône sonore, avant ou arrière, produits par l'énergie électrique de l'aimant moteur du haut-parleur, par rapport à l'ouverture centrale de la couronne plate, forme une ouverture variable, caractéristique d'un évent à ouverture variable interne, à charge active variable et à volume de suspension acoustique que forme le coffret clos, dont le fonctionnement est fondé sur un procédé mécanique, ou plus exactement électromécanique. La couronne à ouverture centrale forme deux parties distinctes dans le saladier du haut-parleur : Une partie haute non ajourée, et une partie basse ajourée. La partie haute du saladier non ajouré forme un faible volume de charge active variable sur la partie haute du cône sonore, et sur une partie de la suspension périphérique externe du dit cône sonore, ces parties étant les plus sensibles aux formations de résonances. La partie basse du saladier ajourée permet le passage des ondes sonores provenant de l’évent à ouverture variable interne et de la partie basse du cône sonore, vers le coffret clos dont le volume forme une suspension acoustique, très favorable aux contrôles des déplacements linéaires, avant ou arrière, du cône sonore. La couronne plate fait partie intégrante du saladier du haut-parleur, étant moulée (saladier en alliage d'aluminium) ou emboutie (saladier en acier) lors de la fabrication du haut-parleur. ( FIG. 1 ). Selon un mode différent de réalisation, la couronne à ouverture centrale plate est de forme différente; la couronne est de forme conique, formant un tronc de cône, donnant sa forme et sa structure à l'évent à ouverture variable interne, remplaçant la partie haute non ajourée du saladier du haut-parleur. Le grand diamètre de la couronne conique est identique à celui de la couronne du saladier du haut-parleur, cette dite couronne supportant sur sa face avant, la suspension périphérique externe du cône sonore. La jonction interne entre les deux, forme la partie haute du saladier non ajourée, formant le faible volume de charge active variable. Le petit diamètre de la couronne conique forme le diamètre d'ouverture centrale de l’évent à ouverture variable interne, positionné perpendiculairement et symétriquement à plus ou moins la mie-hauteur du cône sonore, permettant le passage et les déplacements linéaires avant ou arrière du cône sonore. La partie du saladier ajourée permet le passage des ondes sonores vers le volume de suspension acoustique que forme le coffret clos. La couronne conique fait partie intégrante du saladier du haut-parleur. ( FIG. 2 ). L'évent à ouverture variable interne forme selon les déplacements linéaires, avant ou arrière, du cône sonore : - Déplacement avant : Une grande surface d'ouverture de l'évent variable interne et un " grand " volume de charge active variable. - Déplacement arrière : Une petite surface d'ouverture de l'évent variable interne, et un petit volume de charge active variable. - La position d'équilibre, (celle dans laquelle le cône sonore est maintenu par ses suspensions externe et interne sans signaux électriques), détermine la surface d'ouverture moyenne de l'évent à ouverture variable interne, et du volume moyen de la charge active variable. ( FIG. 3 ). Le diamètre de l'ouverture central de la couronne plate ou conique, formant l'évent à ouverture variable interne, est déterminé par rapport à la base théorique de calcul pour enceinte à évent Bass-Reflex. Cette théorie indique un diamètre égale à : 2/3 maximum à 1/7 minimum de la surface active (Sd) du cône sonore, selon et suivant l’accord d’optimisation avec le volume de charge du coffret ouvert à évent externe. Les valeurs retenues, en référence à cette base théorique, sont selon et suivant l’accord d’optimisation avec le volume de suspension acoustique du coffret clos : Le diamètre d'ouverture centrale de la couronne plate ou conique, est compris entre 1/2 et 1/3 de la surface active (Sd) du cône sonore, quel que soit le diamètre du haut-parleur utilisé, et quel que soit le registre du haut-parleur : Basse, Bas-Médium, Médium, Médium-Aigu. - Ouverture (D) = 2/3 de Sd = La partie haute du cône sonore, source de résonances, n'est pas entièrement chargée par le volume de charge active variable. (Charge insuffisante). - Ouverture (D) = 1/2 à 1/3 de Sd = Diamètre de référence. Accord parfait selon et suivant l’accord d’optimisation avec le volume de suspension acoustique du coffret clos. - Ouverture (D) = 1/4 de Sd = Diamètre limite, minimum acceptable. - Ouverture (D) = 1/5 à 1/7 de Sd = Les parties haute et basse du cône sonore sont quasiment chargées par le volume de charge active variable, atténuant fortement le rapport avec le volume de suspension acoustique du coffret clos, provoquant une perte importante de puissance sonore, et donc de rendement acoustique. Le volume du coffret clos formant l'enceinte acoustique est défini en utilisant la base théorique de calcul pour enceinte à évent Bass-Reflex, et non celle pour enceinte close. Cette théorie prédétermine la fréquence de coupure basse à -3 DB, suivant les caractéristiques du haut-parleur utilisé, par rapport à un coefficient de surtension (S) très adapté au dispositif de l'invention présentée. La couronne, plate ou conique, fait partie intégrante du saladier du haut-parleur, mais peut-être aussi réalisée dans un autre matériau que celui du saladier du haut-parleur. Ce matériau doit être solide et rigide, d'une épaisseur correcte, n'engendrant pas de résonances parasites : Plastique rigide, carton compressé, fibre de verre, carbone… La couronne ainsi constituée est rapportée et fixée de manière jointive à l’endroit précité du saladier du haut-parleur, formant les parties, non ajourée et ajourée, du haut-parleur à évent à ouverture variable interne. Suivant la compliance du haut-parleur utilisé, l'optimisation du volume de la charge active variable, est déterminé par l'utilisation d’une couronne plate à volume supérieur, ou d'une couronne conique à volume inférieur, cette dernière produisant une charge active variable plus importante. Les dessins annexés illustrent le dispositif selon l'invention. ( FIG. 1 ) représente en coupe, selon une caractéristique première et principale, le dispositif suivant l'invention avec une couronne interne de forme plate (CP). ( FIG. 2 ) représente en coupe, une variante du dispositif avec une couronne de forme différente; la couronne est conique (CC) formant un tronc de cône, remplaçant la partie (2F) du saladier (2) du haut-parleur (0). (CC = 2F). Le coffret clos (10) n’est pas représenté. ( FIG. 3 ) représente un dessin schématique simplifié du fonctionnement électromécanique produit par les déplacements linéaires avant (AV) ou arrière (AR) du cône sonore (1), par rapport au diamètre d'ouverture centrale (D) de la couronne plate interne (CP), montrant les variations de l'ouverture variable interne (OV), (OV+) et (OV-), et les variations du volume de la charge active variable interne (CA), (CA+) et (CA-). (A) = position d'équilibre du cône sonore (1). Selon un mode de réalisation, le coffret clos (10) peut être de formes diverses, tels que cubique, parallélépipédique, cylindrique, sphérique. La structure du coffret clos (10) peut-être réalisée en bois, en aggloméré, en verre, en toutes matières solides et rigides, d'une densité et d'une épaisseur correcte, n’engendrant pas de résonances parasites, assemblées de façon connue en soit. L’intérieur du coffret clos (10) n'est pourvu que de très peut (voir pas du tout) de traitement acoustique amortissant tels que : Laine de verre, mousse acoustique, feutre… La position de la couronne plate (CP) ou conique (CC), par rapport à la mie-hauteur du cône sonore (1), est déterminée par la capacité d'excursion linéaire maximum (Xmax) de la bobine mobile (7), définie par sa hauteur de bobinage (h), par rapport à la hauteur d'entrefer (He) de l'aimant moteur (6), par rapport au diamètre d'ouverture centrale (D) de la couronne plate (CP) ou conique (CC), coefficient de surtension total (Qts) du haut-parleur (0) compris, afin d'éviter des heurts entre le cône sonore (1) et l'ouverture centrale (D) formant l'évent à ouverture variable interne (OV). Selon ce mode de réalisation et en référence à la FIG. 1 , le dispositif comporte un haut-parleur électrodynamique (0) à aimant moteur (6); la couronne (3) du saladier (2) du haut-parleur (0) est fixée et obture l'ouverture antérieure (9) prévue à cet effet, du coffret clos (10) dont le volume acoustique (VA) forme une suspension acoustique, très favorable aux contrôles des déplacements linéaires (AV) ou (AR) du cône sonore (1). L'équipage mobile est composé des suspensions, périphérique externe (4) et interne (8), d'un cône sonore (1) exponentiel, d'un cache noyau (5) et d'une bobine mobile (7). Note : Un cône sonore (1) exponentiel, de part sa forme évasée, donne des variations de surface et de volume plus importantes, par rapport à l’évent à ouverture variable interne (OV), qu’un cône sonore (1) " conique "; (meilleure réponse impulsionnelle). Une couronne plate (CP), (fixée par collage de manière jointive pour une couronne rapportée), forme à l'intérieur du saladier (2) du haut-parleur (0) deux parties distinctes, (2F) et (2A), à plus ou moins la mie-hauteur du cône sonore (1), selon et suivant l’accord d’optimisation du volume de suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10). La partie haute (2F) non ajourée, forme un faible volume de charge active variable (CA). La partie basse (2A) ajourée, permet le passage des ondes sonores vers le volume de suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10). Le diamètre de l'ouverture centrale (D) de la couronne plate (CP), permet le passage et les déplacements linéaire avant (AV) ou arrière (AR) du cône sonore (1), formant l'évent à ouverture variable interne (OV). Le fonctionnement acoustique de la présente invention est similaire à celui d'une enceintes à évent Bass-Reflex, et reprend donc certains des paramètres de base de cette dernière, l’invention présentée n’étant qu’autre et ne représentant que celui d’une enceinte Bass-Reflex active , à évent à ouverture variable interne (OV), à charge active variable (CA) et à volume de suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10) . La charge active variable (CA) peut être comparée à une chambre de compression interne, un cône sonore suivant la composition de sa membrane (pulpe de cellulose, fibre de verre, polypropylène, carbone...) étant plus ou moins " acoustiquement " transparent. Suivant les variations et les oppositions de pression acoustique que produit le haut-parleur (0), par rapport à la suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10), la charge active variable (CA), suivant la puissance des impulsions du cône sonore (1), produit un amortissement acoustique variable apportant un renforcement direct de la puissance acoustique au niveau même du cône sonore (1). Le contrôle des déplacements parasites du cône sonore (1) permet de réduire le courant électrique d’induction du haut-parleur (0), ce courant électrique induit s’opposant au courant électrique qui alimente le dit haut-parleur (0). Il permet aussi d’obtenir une courbe de réponse très linéaire, permettant la limitation de l’utilisation de filtres électroniques (passe-bas et passe-haut) très néfastes à la reproduction sonore. 1 - Dispositif de charge acoustique pour haut-parleur électrodynamique, monté et fixé de façon jointive à un coffret clos, l'ensemble formant l'enceinte acoustique, caractérisé en ce que le haut-parleur électrodynamique (0) est pourvu d’une couronne à ouverture centrale (D), de forme plate (CP) ou de forme conique (CC), prenant place à l’intérieur du saladier (2) du haut-parleur (0). Le diamètre de l'ouverture centrale (D), de la couronne plate (CP) ou de la couronne conique (CC), permet le passage du cône sonore (1) du haut-parleur (0), mais surtout permet les déplacements linéaires, avant (AV) ou arrière (AR), du dit cône sonore (1). Les déplacements linéaires du cône sonore (1), avant (AV) ou arrière (AR), produits par l'énergie électrique de l'aimant moteur (6) du haut-parleur (0), par rapport à l'ouverture centrale (D) de la couronne plate (CP) ou de la couronne conique (CC), forme une ouverture variable caractéristique d'un évent à ouverture variable interne (OV), à charge active variable (CA) et à volume de suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10), dont le fonctionnement est fondé sur un procédé mécanique, ou plus exactement électromécanique. L’évent à ouverture variable interne (OV) forme selon les déplacements linéaires, avant (AV) ou arrière (AR), du cône sonore (1) : Déplacement avant (AV) : une grande surface d’ouverture de l’évent variable interne (OV+) et un " grand " volume de charge active variable (CA+). Déplacement arrière (AR) : Une petite surface d’ouverture de l’évent variable interne (OV-) et un petit volume de charge active variable (CA-). La position d’équilibre (A), celle dans laquelle le cône sonore (1) est maintenu par ses suspensions externe (4) et interne (8) sans signaux électriques, détermine la surface d’ouverture moyenne de l’évent à ouverture variable interne (OV), et du volume moyen de la charge active variable (CA). Couronne plate (CP) : La couronne de forme plate (CP) à ouverture centrale (D), forme deux parties distinctes dans le saladier (2) du haut-parleur (0) : Une partie haute non ajourée (2F), et une partie basse ajourée (2A). La partie haute non ajourée (2F) forme un faible volume de charge active variable (CA) sur la partie haute du cône sonore (1) et sur une partie de la suspension périphérique externe (4) du dit cône sonore (1), ces parties étant les plus sensibles aux formations de résonances. La partie basse ajourée (2A) permet le passage des ondes sonores provenant de l’évent à ouverture variable interne (OV) et de la partie basse du cône sonore (1), vers le coffret clos (10) dont le volume forme une suspension acoustique (VA), très favorable aux contrôles des déplacements linéaires, avant (AV) ou arrière (AR), du cône sonore (1). Couronne conique (CC) : La couronne de forme conique (CC) à ouverture centrale (D), forme un tronc de cône, donnant sa forme et sa structure à l'évent à ouverture variable interne (OV), remplaçant la partie haute non ajourée (2F) du saladier (2) du haut-parleur (0). (CC = 2F). Le grand diamètre de la couronne conique (CC) est identique à celui de la couronne (3) du saladier (2) du haut-parleur (0), la dite couronne (3) supportant sur sa face avant la suspension périphérique externe (4) du cône sonore (1). La jonction interne entre les deux, forme la partie haute du saladier non ajourée (2F) formant le faible volume de charge active variable (CA). Le petit diamètre de la couronne conique (CC) forme le diamètre d'ouverture central (D) de l’évent à ouverture variable interne (OV), permettant le passage et les déplacements linéaires, avant (AV) ou arrière (AR), du cône sonore (1). La partie du saladier ajourée (2A) permet le passage des ondes sonores vers le volume de suspension acoustique (VA) que forme le coffret clos (10) . Suivant la compliance du haut-parleur (0) utilisé, l’optimisation du volume de la charge active variable (CA) est déterminé par l’utilisation d’une couronne à ouverture centrale (D) de forme plate (CP) à volume supérieur, ou d’une couronne de forme conique (CC) à volume inférieur, cette dernière produisant une charge active variable (CA) plus importante. - Dispositif de charge acoustique pour haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre d'ouverture central (D) formant l'évent à ouverture variable interne (OV) de la couronne de forme plate (CP) ou de la couronne de forme conique (CC), ainsi que le volume de suspension acoustique (VA) du coffret clos (10), sont déterminés par rapport à la base théorique de charge acoustique pour enceinte à évent Bass-Reflex. Cette théorie indique un diamètre égale à : 2/3 maximum à 1/7 minimum de la surface active Sd du cône sonore, selon et suivant l’accord d’optimisation avec le volume de charge du coffret ouvert à évent externe. En référence à cette base théorique, le diamètre d’ouverture centrale (D) de la couronne de forme plate (CP) ou de forme conique (CC) est compris entre 1/2 et 1/3 de la surface active Sd du cône sonore (1), positionné perpendiculairement et symétriquement à plus ou moins la mi-hauteur du cône sonore (1), selon et suivant l’accord d’optimisation avec le volume de suspension acoustique (VA) du coffret clos (10), le volume de suspension acoustique (VA) du coffret clos (10) étant défini en utilisant la base théorique de calcul de charge acoustique pour enceinte à évent Bass-Reflex, et non celle pour enceinte Close. Cette base théorique prédétermine la fréquence de coupure basse à -3 DB suivant les caractéristiques du haut-parleur (0) utilisé, par rapport à un coefficient de surtension S. Paramètres définis quel que soit le diamètre, ou le registre du haut-parleur (0) : Basse, Bas-Médium, Médium, Médium-Aigu. Ouverture (D) = 2/3 de Sd = La partie haute du cône sonore (1), source de résonances, n'est pas entièrement chargée par le volume de charge active variable (CA). Charge insuffisante. Ouverture (D) = 1/2 à 1/3 de Sd = Diamètre (D) de référence. Accord parfait selon et suivant l’accord d’optimisation avec le volume de suspension acoustique (VA) du coffret clos (10). Ouverture (D) = 1/4 de Sd = Diamètre (D) limite, minimum acceptable. Ouverture (D) = 1/5 à 1/7 de Sd = Les parties haute et basse du cône sonore (1) sont quasiment chargées par le volume de charge active variable (CA), atténuant fortement le rapport avec le volume de suspension acoustique (VA) du coffret clos (10), provoquant une perte importante de puissance sonore, et donc de rendement acoustique. - Dispositif de charge acoustique pour haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne à ouverture centrale (D), de forme plate (CP) ou de forme conique (CC), fait partie intégrante du saladier (2) du haut-parleur (0), étant moulée, saladier en alliage d'aluminium, ou emboutie, saladier en acier, lors de la fabrication du haut-parleur (0), mais peut-être aussi réalisée dans un autre matériau que celui du saladier (2) du haut-parleurs (0). Ce matériau doit être solide et rigide, d'une épaisseur correcte n'engendrant pas de résonances parasites : Plastique rigide, carton compressé, fibre de verre, carbone... La couronne à ouverture centrale (D), de forme plate (CP) ou de forme conique (CC), ainsi constituée, est rapportée et fixée de manière jointive à l'endroit pré-cité, formant les parties non ajourée (2F) et ajourée (2A) du saladier (2) du haut-parleur (0) à évent à ouverture variable interne (OV).