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DANS
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Est E
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DitD
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Physical
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100 Hz
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de 120 Hz
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less than 100 Hz
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60 Hz
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180 Hz
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Organism
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helice
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lion
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DES
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minee
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2517917A1
Family ID 8067377
Probable Assignee Noel Gerard
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL DE TRANSDUCTION ELECTRO-ACOUSTIQUE
EN Title LOUDSPEAKER ARRANGEMENT FOR PRODUCING LOW FREQUENCIES - HAS
FLEXIBLE ACOUSTIC CONDUIT CONNECTING SPEAKER DIAPHRAGM TO AIR VIA
PREDETERMINED LENGTH
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE TRANSDUCTION ELECTRO-ACOUSTIQUE
POUR LA REPRODUCTION SONORE DANS LE REGISTRE GRAVE, DU TYPE COMPORTANT
AU MOINS UN TRANSDUCTEUR, TEL QU'UN HAUT-PARLEUR, COUPLE A UN
DISPOSITIF DE CHARGE ACOUSTIQUE EN FORME DE CONDUIT.
L'APPAREIL EST CARACTERISE EN CE QUE, POUR AUGMENTER LA REPONSE AUTOUR
D'UNE FREQUENCE PREDETERMINEE, IL EST EQUIPE D'UN CONDUIT FLEXIBLE 2
S'ETENDANT ENTRE UNE EXTREMITE AFFRONTEE A L'UNE DES FACES DU
TRANSDUCTEUR 1 PAR UN COUPLAGE ACOUSTIQUE ET UNE EXTREMITE LIBRE, LA
LONGUEUR DUDIT CONDUIT ETANT FONCTION DE LA LONGUEUR D'ONDE SONORE
CORRESPONDANT A LADITE FREQUENCE PREDETERMINEE.
L'INVENTION, REALISEE SOUS LA FORME D'UN MEUBLE, PAR EXEMPLE D'UN
SIEGE, PEUT ETRE INTEGREE DISCRETEMENT A L'AMEUBLEMENT D'UN LOCAL
D'HABITATION.
The arrangement includes a loudspeaker coupled to a tube forming an
acoustic load. The tube is flexible and has one end abutting the face
of the loudspeaker, and is coiled around with the other end free. The
length of the tube is half a wavelength for the sound which is to be
partic. augmented by the arrangement. A seal ensures a tight
connection between the loudspeaker and the tube. The coupling may also
include deflectors in order to ensure that the maximum acoustic
pressure is applied to the tube. The system enables an increased
stereophonic image to be produced by more adequate reproduction of low
frequency (less than 100 Hz) notes.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un appareil de transduction
electro-acoustique pour la reproduction sonore dans le registre grave,
du type comportant au moins un transducteur, tel qu'un haut-parleur,
couple a un dispositif de charge acoustique en forme de conduit.
On connait l'interet d'augmenter la bande passante des maillons d'une
chaine de reproduction electrooacoustique vers le bas comme vers le
haut de la gamme de frequences.
Actuellement, compte tenu du fait qu'au moins au niveau des appareils
de transduction electro-acoustique delivrant l'energie sonore, les
imperatifs pour la reproduction des frequences basses sont en grande
partie contradictoires avec ceux pour la reproduction des frequences
elevees, la tendance est e la specialisation de ces appareils; dans ce
cas, les frequences a reproduire sont divisees en deux ou trois
bandes, ou meme davantage, reproduites chacune par un transducteur tel
qu'un haut-parleur.Tous ces transducteurs peuvent etre groupes en un
seul appareil de transduction tel qu'une enceinte acoustique
permettant d'eviter la compensation aux frequellces basses de l'onde
acoustique avant par l'onde acoustique arriere des transducteurs; il
est egalement possible de prevoir que seul le transducteur destine e
reproduire les frequences les plus basses soit associe a une enceinte
acoustique (ou analogue) de grandes dimensions, le ou les autres
transducteur (5) etant loges) dans un ou plusieurs coffrets separe(s),
de dimensions plus faibles, compte tenu du fait que le phenomene de
compensation mentionne plus haut est alors faible, voire inexistant,
puisque les longueurs d'ondes sonores des frequences a reproduire sont
plus faibles; comme les ondes sonores emises dans le registre grave
sont les moins directives, il n'est alors pas necessaire d'orienter
l'appareil de transduction tel qu'une enceinte exactement dans la
direction des auditeurs, ce qui permet de faciliter l'integration de
cet appareil au mobilier de la piece a sonoriser et ainsi de resoudre
un probleme toujours delicat.
Si l'on applique ces enseignements a la reproduction stereophonique,
egalement parce que les ondes sonores emises dans le registre grave
sont peu directives, elles interviennent peu dans l'effet
stereophonique; il en resulte qu'il est connu aussi de diffuser les
frequences superieures a environ 100 Hz (registre aigu, medium, et
haut-grave) dans des coffrets ou enceintes dits "satellites" disposes
de maniere a creer l'effet stereophonique et dont les dimensions
reduites permettent une integration discrete dans le local d'ecoute,
une unique enceinte acoustique centrale de grandes dimensions etant
chargee de reproduire le registre inferieur a 100 Hz (sous-grave) des
voies de gauche et de droite, par exemple par l'intermediaire d'un
haut-parleur de graves a double bobine.
Le positionnement de enceinte centrale, ou caisson de graves, dans le
local d'ecoute, n'affecte pas de maniere sensible la balance de
l'effet stereophonique; de plus, cette methode permet de supprimer le
phenomene connu sous le nom de."trou du milieu" constate notamment
lorsque les enceintes sterer-nirues sont tres ecartees.
alheureusement,- un probleme subsiste encore, car, a l'exclusion du
cas des dispositifs de charge a asservissement electronique tres
onereux la rsproduction correcte du registre sous grave par les moyens
conventionnels exige des enceintes volumineuses ou dotees dgun
amplificateur tres puissant reserve a ce registre. il en resulte d'une
part que la realisation de telles enceintes reste malgre tout d'un
cout relativement eleve, notamment a cause de 13exigence de parois
tres rigides, et, d'autre part, qu'il est toujours difficile
d'integrer ces enceintes dans un local d'habitation de dimensions
moyennes; les solutions proposees de maniere classique: logement du
haut-parleur de graves dans une cloison entre deux pieces, dans une
cheminee, ou dans un conduit de fumee inutilise, par exemple, ne
peuvent guere resoudre le probleme que dans des cas d'espece
extremement rares, et ne sont d'ailleurs pas non plus sans
inconvenients.
L ' invention a pour but de remedier aux inconvenients des appareils
de transduction connus delivrant une energie sonore notamment dans le
registre sous-grave, et de creer un appareil de charge acoustique
d'encombrement et de poids reduits, pouvant prendre des formes
geometriques variees, et susceptible d'etre-dissimule dans des volumes
divers tels que meubles, sieges, faux-plafonds, etc., et ayant un
rende ment releve.
A cet effet, l'invention concerne un appareil de transduction
electro-acoustique, pour la reproduction sonore dans le registre
grave, de type comportant au moins un transducteur, tel qu'un
haut-parleur, couple a un dispositif de charge acoustique en forme de
conduit, caracterise en ce que, pour augmenter la reponse autour d'une
frequence predeter- minee, il est equipe d'un conduit flexible
s'etendant entre une extremite affrontee a l'une des faces du
transducteur par un couplage acoustique et une extremite libre, la
longueur dudit conduit etant fonction de la longueur d'onde sonore
correspondant a ladite frequence predeterminee.
Grace a ce conduit flexible, qui constitue avec ses organes de
raccordement au transducteur l'unique volume de charge, on utilise le
dephasage par difference de chemin sonore entre les deux faces de la
surface rayonnante du transducteur (par exemple de la membrane d'un
haut-parleur) pour remplacer la compensation de l'onde acoustique
avant par l'onde acoustique arriere, par un renforcement; en effet, la
longueur L du conduit peut avantageusement etre calculee en fonction
de la longueur d'onde correspondant a la frequence du registre
sous-grave que lion desire renforcer, par la formule L - 2 L = Hz, ce
qui entraine, qu'a cette frequence, l'addition vectorielle des
rayonnements devient une addition arithmetique au lieu par exemple
diurne soustraction, ce qui correspond a des rayonnements
acoustiquesen phase au lieu d'etre en opposition de phase.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront de
la description qui va suivre concernant une forme de realisation
preferentielle de l'invention representee a titre d'exemple non
limitatif sur le dessin ci-joint
L'appareil de transduction electro-acoustique represente sur la figure
comporte essentiellement un transducteur 1, ici un haut-parleur a
membrane, et un conduit flexible 2 cylindrique raccorde de maniere
etanche au haut-parleur 1 grace a une piece de raccordement 3 pouvant
etre en bois, constituant la charge acoustique du haut-parleur.La
piece de raccordement 3, reliant le conduit 2 au haut-parleur 1 et
plus precisement ici a l'espace situe a l'avant de sa membrane 11, est
munie d'un trou central assurant la transition entre les diametres
respectifs dudit conduit et dudit haut-parleur; dans le cas present,
ce trou central est de forme generale tronconique, et muni
interieurement d'une graniture 4 de materiau sous la forme de mousse,
servant a l'amortisssement du systeme; une autre possibilite serait de
prevoir, en plus ou a la place de la garniture 4, des ailettes
deflectrices pour canaliser la pression disposees par exemple
sensiblement perpendiculairement a la membrane 11.Un collier de
raccordement 5 en polyvinyl chloride est emmanche et colle entre le
conduit 2 et la piece de raccordement 3. Une rondelle entretoise 6,
interposee entre le haut-parleur 1 et la piece de raccordement 3, joue
le role de joint; ces trois organes sont solidarises par exemple par
des vis traversant la peripherie du chassis ou saladier 12 du
haut-parleur.
La longueur L d conduit 2 est calculee de telle sorte que la somme de
l'onde acoustique rayonnee par la face avant de la membrane du
haut-parleur 1 et de celle rayonnee par sa face arriere donne lieu a
une addition arithmetique pour la frequence du registre sous-grave qu
l'on desire renforcer en consequence, l'extremite du conduit 2 opposee
au hautparleur 1 etant ouverte, et la longueur d'onde acoustique
correspondant a cette frequence etant designee par A, la longueur L du
conduit est donnee par la relation L =
2
Le diametre du conduit est calcule, lui, pour permettre la propagation
de l'onde avec le minimum de pertes par frottement sur les parois.
Ce conduit assurant le dephasage sonore permettant l'addition des
rayonnements acoustiques avant et arriere doit etre suffisamment
resistant pour conserver l'integralite de la section de passage de
l'onde sonore lorsqu'.il est soumis aux deformations necessaires a sa
conformation ou integration dans un volume donne, de meme qu'aux
variations de pression caracterisant l'onde sonore qui le parcourt. I1
doit cependant etre suffisamment souple pour etre totalement inerte
acoustiquement sous l'effet de cette onde.
Grace au fait que l'une des faces de la membrane du hautparleur et le
conduit sont raccordes de maniere etanche, la propagation de l'onde
s'effectue avec le minimum de perturbations de l'onde emise par la
face choisie (ici la face avant), l'autre face rayonnant directement
dans le local d'ecoute.
A l'inverse des dispositifs conventionnels, l'onde recueillie par
l'espace delimite par la face avant de la membrane 11, constituant le
collecteur du transducteur, ne rencontre plus d'obstacle a sa libre
propagation jusqu'au debouche du conduit de charge, situe par exemple
au voisinage de l'autre face (ici la face arriere) du transducteur.
Sur le plan pratique, le conduit 2 peut etre constitue par un tuyau de
gaine a paroi souple en caoutchouc, en matiere plastique tres
plastifiee, en toile enduite, etc., rigidifiee par des convolutions
avec ou sans anneaux ou helice de renfort en materiau flexible, mais
offrant une resistance appropriee pour assurer pratiquement la
constance de la section du tuyau: ce renfort peut avantageusement etre
constitue par un fil ou profile en acier incorpore dans la paroi de la
gaine; il peut egalement etre constitue par un tunnel menage dans un
bloc de materiau sous la forme de mousse.
Dans ces conditions, la propagation de l'onde s'effectue sans que le
conduit ne presente de sonorite propre indesirab3e ni
d'affaiblissement excessif de l'onde sonore.
Dans le cas represente, sur la figure, l'appareil est realise sous la
forme d'un siege rembourre du genre pouf -comportant un pietement 7
forme de pieds 71 (un seul etant represente) supportant un socle
horizontal 72 auquel est fixe le haut-parleur 1 et sur lequel repose
le conduit 2.
Le transducteur rayonne donc vers le sol, ici per sa face arriere,
disposee face au sol, tandis que sa face avant, tournee vers le
conduit 2, rayonne l'onde avant dans le conduit, lequel est enroule
sur lui-meme en vue de reduire son encombrement, et debouche egalement
en direction du sol a proximite de la face arriere du transducteur.
Dans le cas present, les ondes acoustiques avant et arriere de la
membrane du haut-parleur sont donc rayonnantes en direction du sol.
A cette fin, le socle horizontal 72 est muni de deux ouvertures
circulaires 721, 722 disposees a proximite l'une de l'autre et
destinees l'une au haut-parleur 1 et l'autre au debouche du conduit 2.
Le haut-parleur 1 est fixe au socle 72 par la peripherie de son
chassis 12, autour de l'ouverture 721, par exemple par les vis qui
servent a la fixation de la piece de raccordement 3 avec interposition
de la rondelle 6.
L'ouverture 722 peut n'etre pas totalement degagee,mais simplement
ajouree.
Le conduit 2 est ici dispose de telle sorte vuVil comporte,en partant
de sa zone de raccordement au hautparleur 1, un troncon montant 21, un
troncon superieur 22 torique horizontal, un troncon descendant23 m'ni
de deux coudes a 900 raccordant le troncon superieur 22 a un troncon
inferieur 24 egalement torique et horizontal, et un coude de sortie 25
a 900 debouchant a l'exterieur par l'ouverture 722.
Le troncon inferieur 24 torique est ici dispose juste endessous du
troncon superieur 22; le diametre du tore est d'une cinquantaine de
centimetres.
La flexibilite et la rigidite de la gaine utilisee, par exemple ici
une gaine de ventilation industrielle de section circulaire en toile
plastifiee renforcee par une helice metallique (gaine 'BT-FLEX'I de la
Societe TUBEST, de diametre 120), permettent de servir de structure au
siege proprement ditD qui est par ailleurs garni de mousse et
recouvert d'une enveloppe de tissu ou de cuir. Le socle est une simple
plaque de bois agglomere.
Comme le son est projete en direction du sol, la forme de realisation
qui vient d'etre decrite ne convient pas a la reproduction
stereophonique des registres haut-grave, medium et aigu.
En consequence, l'appareil de cette forme de realisation est destine a
jouer le role d'une enceinte centrale de graves completant une
installation de reproduction steresnho- nique a deux satellites
pouvant etre des coffrets de dimensions reduites.
Aussi, est-il necessaire de prevoir un filtre passe-bas 8 garantissant
le fonctionnement du haut-parleur dans le registre sous-grave, pouvant
etre incorpore au siege, qu'il suffit de brancher aux satellites de
maniere appropriee, par exempleenparallele, aux sorties de
l'amplificateur et/ou au moteur du transducteur.
Pour faciliter l'adaptation a differents types de satellites tels que
des enceintes miniatures, il est possible de prevoir un equilibrage a
la demande par un montage a potentiometre, avec ou sans filtre, des
niveaux des divers registres.
Le filtre utilise dans la presente realisation est du type "a 12 db
par octave", avec une frequence de coupure de 120 Hz pour un
haut-parleur a double bobine mobile de trente centimetres de diametre
associe a un conduit ayant une longueur de trois metres (ce qui
correspond a une frequence d'environ 60 Hz) etundiametre de 12Q mm.
La frequence de 120 Hz est alors deja notablement affaiblie par le
fonctionnement en opposition de phase de la face arriere du
haut-parleur avec l'extremite libre du conduit. La seconde resonance,
a 180 Hz, devient negligeable grace a l'efficacite du filtre.
L'invention rend passible, pour un faible cout, la restitution, sans
affaiblissement du niveau des frequences audibles les plus basses,
dans un volume considerablement reduit, dissimulable dans un volume
quelconque delimite par n'importe quel type de materiau, rigide ou
non.
L'appareil, grace a sa discretion et son rendement eleve, peut etre
avantageusement adapte a toute installation de reproduction sonore
stereophonique ou non, meme de puissance modeste, utilisant des
enceintes miniatures (mini-chalnes par exemple). En effet, si la
miniaturisation des chaines a permis d'obtenir des qualites
electroniques en tous points comparables aux chaines de dimensions
plus importantes, la logique de la miniaturisation et les problemes de
prix de revient ont conduit a proposer ces chaines avec des enceintes
acoustiques miniatures incapables d 'e2rn1oiter les ressources de
l'electronique a laquelle elles sont associees; souvent performantes
dans le medium et l'aigu, elles sont Incapables de reproduire le grave
dans son integralite.L'invention leur procure cette dimension, ce
confort sonore manquant, et le resultat global devient tres
interessant en regard de la dimension des elements visibles
identifiables de l'installation et du cout total de celle-ci.
Bien entendu, l'invention n' est pas limitee a la forme de realisation
ci-dessus decrite et representee, et on pourra prevoir d'autres formes
sans sortir de son cadre. On peut envisager ainsi, par exemple, pour
canaliser les mouvements de la masse d'air dans la piece de
raccordement au conduit selon l'invention des moyens deflecteurs ou de
guidage des formes les plus diverses.Au lieu d'un conduit unique, on
peut egalement envisager la possibilite de prevoir l'excitation a
partir de 11 une des faces du transducteur d'une pluralite de conduits
de longueurs differentes ou non La longueur d'un conduit selon
l'invention est par ailleurs tres aisement ajustable par compression
variable de ses anneaux ou spires de renfort: l'appareil peut
s'adapter ainsi aux caracteristiques du local d'ecoute
On peut egalement realiser l'appareil selon l'invention sous la forme
d'un bloc de mousse de materiau approprie comportant un tunnel, obtenu
par exemple par moulage selon une technique appropriee, en soi connue,
permettant d'assurer l'etancheite des parois et la constance de la
section du tunnel.
Les limitations en puissance de l'appareil selon liinven- tion se
situant a des niveau tres eleves pour peu que des precautions
elementaires soient prises, celui-ci peut revetir des formes aisement
applicables a la sonorisation de puissance dans des salles de grandes
dimensions; de meme, le faible prix de revient d'un appareil selon
l'invention, et sa legerete permettant un transport aise, en font un
element parfaitement bien adapte utilisation par les orchestres ou
formations musicales itinerants.
Une autre application interessante de l'invention se entre dans le
domaine de la sonorisation automobile, eventuellement stereophonique a
l'aide de deux satellites, un appareil selon l'invention destine a la
reproauction du registre sous-grave etant par exemple integre a la
banquette arriere du vehicule.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Appareil de transduction electro-acoustique pour la reproduction
sonore dans le registre grave, du type comportant au moins un
transducteur, tel qu'un haut-oarleur, couple a un dispositif de charge
acoustique en forme de conduitXcaracte- rise en ce quepour augmenter
la reponse autour d'une frequence predeterminee, l'appareil est equipe
d'un conduit flexible (2) s'etendant entre une extremite affrontee a
l'une des faces du transducteur (1) par un couplage acoustique et une
extremite libre, -la longueur dudit conduit etant fonction de la
longueur d'onde sonore correspondant a ladite frequence predeterminee.
2. Appareil selon la revendication 1, caracterise en ce que la
longueur du conduit (2) est egaie a la moitie de la longueur d'onde
sonore correspondant a ladite frequence pre- determinee, et
l'extremite libre est ouverte et disposee a proximite de la zone dans
laquelle le transducteur (1) rayonne de l'energie sonore a l'exterieur
de l'appareil.
3. Appareil selon'une quelconque des revendications 1 et 2,
caracterise en ce que le couplage acoustique entre le transducteur (1)
et une extremite du conduit flexible (2) est assure par des moyens de
raccordement etanche (3,4,5,6).
4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 3,
caracterise en ce que le couplage acoustique entre le transducteur (1)
et une extremite du conduit flexible !2) comporte une garniture
interieure d'amortissement (4).
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 4,
caracterise en ce que le couplage acoustique entre le transducteur (1)
et une extremite du conduit flexible (2) comporte des moyens
deflecteurs pour canaliser la pression acoustique.
6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 5,
caracterise en ce que le transducteur comporte un organe moteur relie
a un filtre (8).
7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 6,
caracterise en ce que le transducteur (1) comporte une membrane (11)
dont la face avant est tournee vers le conduit (2) et dont la face
arriere rayonne de l'energie sonore a l'exterieur.
8. Appareil selon l'une quelconque des revendications -l a 7,
caracterise en ce qu'il comporte un socle (72) porte par des pieds
(71), pour supporter le transducteur (1) et le conduit (2).
9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 8,
caracterise en ce que le conduit (2) est enroule sur lui-meme.
10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 9,
caracterise en ce qu'il comporte une garniture de mousse recouverte
par une enveloppe.
11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 10,
caracterise en ce que le conduit flexible est realise par moulage
-dans une masse de materiau mousse
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