<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements aux appareilde transmission des sons "
Cette invention se rapporte à des appareils de transmis- sion des sons et plus particulièrement à un procédé et à des moyens pour renforcer la réponse de ces appareils, aux basses fréquences.
Un but de cette invention est de renforcer la réponse des appareils de transmission des sons aux basses fréquences, de manière à ce que les notes graves du discours et de la musi- que soient plus fidèlement transmises et à un degré mieux pro- portionné aux notes plus élevées qu'il n'a été possible jusqu'à présent,
L'invention consiste en un appareil transmettant les sons qui comprend un élément vibratile et un système de transmission des ondes sonores procurant un chemin acoustique entre les faces opposées de cet élément, les valeurs de la raideur et de la mas- se de ce système étant proportionnées de manière à, ce que les Vibrations acoustiques transmises par chaque surface du dia- phragme cité, à basse fréquence, se renforcent l'une l'autre.
<Desc/Clms Page number 2>
Le système de transmission des ondes sonores comprend pré- férablement un corps fluide en contact avec une surface de l'é- lément vibrant et un autre corps fluide situé dans un passage entre le premier corps et le fluide adjacent à l'autre face du diaphragme.
Une caractéristique de l'invention consiste à utiliser les ki'brations sonores transmises par les deux surfaces du diaphrag- me pour les renforcer mutuellement d'une manière effective, en amenant le changement en grandeur et en phase des sons transmis par une surface par rapport à ceux transmis par l'autre surfa- ee,
Une autre caractéristique de cette invention consiste dans son application à un récepteur haut-parleur dans lequel la ré- sistance à la radiation par unité de surface du diaphragme, pour les basees fréquences, est effectivement augmentée en procurant un chemin acoustique entre la surface d'arrière et la surface d'avant de ce diaphragme, chemin dont la sortie est à proximité immédiate du diaphragme et présente substantiellement la même surface que ce diaphragme,
ce chemin acoustique constituant un filtre acoustique.
Une autre caractéristique de l'invention est son application à un appareil pour transformer les vibrations acoustiques en vibrations électriques, et qui consiste à augmenter l'amplitude des vibrations d'un élément vibrant de cet appareil en dirigeant une partie des vibrations acoustiques à transformer, contre la surface$ postérieure de cet élément après qu'elles aient passé par un filtre acoustique dont la raideur et la masse sont propor- tionnées de manière à ce que ces vibrations acoustiques agissent pour renforcer l'effet des vibrations développées sur la surfa- ce d'avant de cet élément.
Suivant cette invention, le diaphragme d'un appareil de transmission des sons a une surface recouverte par une chambre fluide présentant un passage conduisant de cette chambre à l'air extérieur adjacent à l'autre surface de ce diaphragme,cette
<Desc/Clms Page number 3>
chambre et ce passage ayant des dimensions telles que le fluide qui y est contenu procure des éléments de raideur et de masse respectivement, d'un filtre acoustique, proportionnés de manière à ce que, quand le diaphragme est actionné afin de transmettre des vibrations acoustiques, les vibrations, particulièrement cel- les à basses fréquences, transmises par chaque surface du dia- phragmeù, sont amenées à se renforcer mutuellement pour renforcer la réponse de l'appareil de transmission des sons.
On se référera maintenant aux dessins annexés qui montrent des réalisations de l'invention et dans lesquels : la Fig. 1 est une vue de face d'un appareil de transmission des sons, présentant des caractéristiques de cette invention, la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2, de l'appareil montré à la Fig. 1, la Fig. 3 est un croquis schématique simplifié de l'appa- reil montré aux Fig. 1 et 2, la Fig. 4 représente un circuit à impédance équivalent à l'appareil montré aux Fig. 1 et 2, la Fig. 5 montre graphiquement les caractéristiques du fonctionnement d'un appareil de transmission des sons tel que gontré à la Fig . 1, la Fig. 6 est une vue, partiellement en coupe, d'une autre réalisation de l'invention, la Fig. 7 est une vue de face d'une autre réalisation encore de cette invention, la Fig.
8 est une vue en coupe de la réalisation montrée à la Fig. 7, et suivant la ligne 8-8. la Fig. 9 est une vue en coupe d'un transmetteur téléphoni- que contenant des caractéristiques de cette invention, la Fig. 10 est un circuit élactrique analogue aux éléments acoustiques intervenant dans le fonctionnement de l'appareil montré xx à la Fig. 9, la Fig . 11 est un circuit électrique analogue aux éléments acoustiques intervenant dans le fonctionnement d'un appareil similaire à celui montré à. la Fig. 9 mais sans les caractéristi- ques de cette invention,
<Desc/Clms Page number 4>
la Fig. 12 montre graphiquement les caractéristiques du fonctionnement, aux basses fréquences, de l'appareil montré à la Fig.
9 et de ce même appareil sans les caractéristiques de cette invention, la Fig. 13 montre les caractéristiques de la réponse typi- que générale de l'appareil montré à la Fig. 9, pourvu ou non pourvu des caractéristiques de cette invention.
En se référant maintenant xx à ces dessins, les Fig. 1 et
2 montrent un appareil de transmission des sons du type d'un ré- cepteur haut parleur, présentant les caractéristiques de la présente invention, et comprenant un organe de clôture 1 qui est ici représenté de forme rectangulaire ou analogue à une boîte, dont les parois sont assemblées par des vis 3 et qui procure une chambre à fluide 5 derrière l'élément vibratile ou diaphrag- me 7.
Le diaphragme 7 peut être constitué en une matière légère telle qu'un alliage d'aluminium ou autre matière convenable.
Il comprend une partie centrale courbe et autour de celle-ci une partie courbée en sens contraire, terminant suivant un bord plat,. Le diaphragme est supporté, comme c'est montre, dans une ouverture de la paroi d'avant 15 de l'organe de clô- ture 1 et il est fixé par sa périphérie à cette paroi et entre des pièces de monture 8, d'une manière quelconque appropriée, par exemple au moyen des vis 14. La bobine 9, parcourue par le courant, est attachée sur la surface intérieure ou postérieure du diaphragme et elle est disposée dans l'entrefer magnétique 16 fourni par l'aimant 10 qui peut être un aimant permanent ou du type électromagnétique.
La pièce polaire centrale 17 de cet aimant est préférablement creuse et procure ainsi un passage 11 par lequel les ébranlements sonores émis par la partie de la surface postérieure du diaphragme, à l'intérieur de la bobine motrice 9, peuvent facilement passer dans la chambre 5, L'aimait 10 est supporté par la pièce transversale 13 qui est à son tour @ attachée à une pluralité de supports verticaux 12 fixés à la six-
<Desc/Clms Page number 5>
face interne de la paroi d'avant 15.
Les surfaces internes des parois de la chambre 5 sont recouvertes préférablement et de couches de feutre ou d'autre matière appropriée absorbant les sons et d'une épaisseur telle que les radiations sonores à hautes fréquences émises par la surface d'arrière du dia- phargme n'en sont pas réfléchies, tandis que les basses fré- quences n'en éprouvent substantiellement aucune atténuation.
Une pluralité de pièces tubulaires 4, ouvertes à chaque ex- tremité, procurent un passage de sortie de la chambre 5, à l'ai extérieur adjacent à la face d'avant du diaphragme. Ces pàèces cubulaires sont préférablement situées aussi près que possible de la périphérie du diaphragme.
Comme c'est montré, chaque pièce/ tubulaire arrive par une extrémité substantiellement au ras de la paroi d'avant 15 de la chambre et son autre extrémi- té s'étend dans cette chambre 5, Lorsque le diaphragme est amené à vibrer, par les mouvements de la bobine 9 , en réponse au passage dans celle-ci de courants produisant un champ varia- ble coopérant avec le champ à intensité constante de l'aimant
10, les deux surfaces, d'avant et d'arrière du diaphragme amè- neront la propagation d'ébranlements acoustiques dans le flui- de adjacent à ces surf aces .
Les ondes sonores émises par la surface postérieure du diaphragme, particulièrement les basses fréquences, seront conduites dans la chambre citée et dans le passage de sortie pour ee combiner avec les ondes sonores émises par la surface d'avant du diaphragme et viendront renforcer ces ondes, aux basses fréquences.
Afin que cette invention/puisse être plus facilement com- prise en croit nécessaire de donner une esquisse de la discus- sion des considérations théoriques relatives à son fonctionne- ment et à son application au récepteur haut parleur des Fig. 1 et 2.
Généralement parlant, la théorie et les mesures montrent que le type de haut parleur de dimension moyenne, à radiation directe, n'a qu'une réponse relativement petite at une capacité
<Desc/Clms Page number 6>
de puissance d'émission non appropriée au:, basses fréquences.
Par le procédé comprenant une caractéristique de la présente invention et au moyen d'une construction comme celle décrite ci- dessus pour renforcer la réponse des haut-parleurs aux basses fréquences, les deux cotés du diaphragme 1 sont utilisés et la résistance de radiation par unité de surface du diaphragme est par conséquent augmentée. Par lae le moyen d'une raideur et d'une masse acoustiques, le déplacement d'air venant de l'arriè- re du diaphragme est décalé en phase d'environ 180 et il est conduit à l'avant du diaphragme.La raideur acoustique est ob- tenue par le volume d'air contenu dans la chambre 5 à l'arriè- re du diaphragme et la masse acoustique par l'air dans le pas- sage de sortie comprenant les chemins 6 dans les pièces tubu- laires 4 conduisant de la chambre à l'avant du diaphragme.
La relation de phase entre la vitesse vibratoire du diaphragme et de l'air dans l'ouverture du passage est assez semblable à celle existant dans un filtre électrique " low pass" dans lequel les courants dans les deux branchements réunis en sé- rie (et contenant des petites résistances) sont déphasée d'en-
EMI6.1
e crxzr-r. kE-- aviron l800 sur 194 fréquences 1;=1 J "pfi le f iltre. Le s;ystè1fle acoustique diffère considérablement du filtre électrique en ce qui regarde la puissance d'émission, parce que la résistan- ce de radiation et la masse d'air du diaphragme et la résistan- ce de radiation et la masse d'air correspondantes du passage ont une réaction mutuelle l'une sur l'autre et de plus parce que leurs impédances acoustiques varient avec la fréquence.
La solution de ce problème est plutôt compliquée, mais en fai- sant quelques suppositions pour la simplifier, une idée géné- rale du gain de l'émission de puissance du son peut être obte- nue. Si la surface du passage estprise égale '- l'aire effec- tive du diaphragme ainsi quune fréquence telle que la vitesse vibratoire du diaphragme soit égale à celle de l'air dans le passage, alors l'aire radiante effective est doublée et la ré- sistance de radiation par unité de surface est doublée compara-
<Desc/Clms Page number 7>
tivement à celle du diaphragme agissant seul.
En conséquence pour la même amplitude ou étendue du dia- phargme dans les deux cas, la puissance d'émission sera ap- proximativement plus élevée de 6 décibels lorsque les passages sont ouverts...En diminuant la fréquence,la vitesse de l'air dans le passage sera augmentée relativement à celle du diaphrag- me, en imposant donc effectivement sur le diaphragme une char- ge de résistance croissante et plus grande que celle qui serait obtenue à la même fréquence avec le passage fermé. Cela four-
EMI7.1
dL flu-t Pw '04,'',f- .'L 2 L .'t p uu 4' x 1t"''-<AAMt.,, t... 1 -o+>-+ éi iii ra un (ft7,'i.t1 CrC l ttfltn f,/ ('8', l--4--t,'-) fttyr't=i"m 4eefflmi5y lu système acoustique.
Au-dessus de la fréquence pour laquelle une augmentation de 6 db est obtenue, la vitesse dans le passa- ge diminuera avec l'augmentation de la fréquence,jusqu'à ce que la vitesse soit annulée dans ce passage. Au-dessus de cette fréquence le haut parleur agira substantiellement comme si le passage était fermé.
Une théorie simplifiée du fonctionnement de ce système aco@@- tique à décalage de phase a été établie et des équations appro- chées ont été calculées pour le cas où l'aire du passage est égale à l'aire effective du diaphragme et où la masse de l'élé- ment à mouvement mécanique (diaphragme et bobine) est égale à la masse d'air dans le passage.
La réponse d'un haut parleur relié à l'émission d'un tube à vide peut être exprimée en fonction de la puissance àcousti- que émise lorsqu'un voltage constant est fourni en série avec l'impédance électrique de la bobine motrice et l'impédance de la source. La puissance acoustique est obtenue en 1 ) dédui- sant une expression de la vitesse du diaphragme et de l'air dans le passage, en fonction de l'impédance acoustique et du volta- @
EMI7.2
geTétabli dans le circuit électrique; go) en déduisant une ex- pression de l'impédance acoustique de l'air et de l'impédance mutuelle amenée par la vitesse du diaphragme et celle de l'air dans l'ouverture.
La puissance émise est alors la somme des pro- duits des carrés de ces vitesses et résistances correspondantes,
<Desc/Clms Page number 8>
On se réfèrera maintenant aux Fig. 3 et 4 qui montrent un croquis schématique simplifié du haut parieur et de son circuit à impédance équivalente. La Fig. 3 montre une ouverture unique 18, seulement, conduisant hors de la chambre située en arrière du diaphragme , mais les considérations théoriques restent les mêmes, que l'on emploie soit une ouverture ou soit plusieurs ouvertures, si on se s'écarte pas du rapport des surfaces con- sidéré ici.
Pour simplifier les calculs on a fait les suppositions suivantes : 1) l'aire du passade de sortie de la chambre est égale à l'aire effective du diaphragme, 2) la massed'air dans l'ouverture est égale à la masse effective de l'élément mobile et 3) les longueurs d'onde des fréquences considérées sont gran- des comparativement aux dimensions du système acoustique.
Soient : E.. le voltage constant dans le circuit électrique,
F= la force mécanique = HIE
10R
Zo impédance dans le circuit mécanique, causée par le circuit électrique, laquelle est égale à :
Zo=H2l210-9, si l'impédance dans le circuit électrique est supposée être une simple résistance égale à R.
H=intensité du champ.
1longueur du fil dans la bobine mobile,
So réactance de raideur du bord du diaphragme;
J s réactance de raideur du volume d'air dans l'enveloppe, j j.m= réactance de masse du diaphragme = réactance de masse de l'air dans l'ouverture.
V,V1,V2 vitesses dans les diverses parties du système acous- tique et mécanique,
V AZ et V AZ= impédances de l'air, établies sur le dia-
2V1 2V2 phragme et sur'l'ouverture respectivement,
A aire effective du diaphragme = air de la sortie du pas-
<Desc/Clms Page number 9>
sage.
Z = impédance de l'air par unité de surface d'une aire double de l'amre du diaphragme.
Dans les impédances V AZ et V AZ on a supposé que l'ef-
2V1 2V2 fet mutuel de la masse d'air varie avec la vitesse de la même- manière que la résistance de radiation. Ces expressions de l'im- pédance sont par conséquent seulement approximativement exac- te s.
En appliquant les lois de Kirchhoff au circuit de la Fig.
4 :
EMI9.1
Il Zo V 1 + So VI + j (0 mai+ lIZV .. V . j cu 2 j (u 0= w m V2 +AZV +L V 2 j
EMI9.2
V = Vl + V2 Si Z = r + jx, alors l'émission de puissance acoustique se partie ##AZr')V part J###AZ( vj Ar . 2 réelle ZV, AZ t'f )Vl J + partie{V - AZ J hl -7 f 2() J.., réelle 2Vl réelle 2V La valeur de V est obtenue par les équations de Kirchhoff données ci-dessus.
V= F
EMI9.3
Zo+ So +AZ+2S + jwm + ZoAZ - Zus - AZSo - SSo Ju' jw 2jwm w2, 2c. jw3m Substituant dans l'équation (1) , exprimant F'en fonction de E et divisant par 107, on obtient l'émission de puissance acous- tique, en watts :
EMI9.4
w - 5 Ar Bl2-10-8E 2 - 2 R 2Zo+ So .-AZ-. 2S -I- j w m + ZoI.Z Z 0-1S AZSo - SSo j 2 (2) ,jw jw 2jwm w"'m 28m jw3
Les constantes électriques, mécaniques et acoustiques sui- vantes ont été employées dans un haut parmeur expérimental pré- sentant les caractéristiques de la présente invention :
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
A =558 cm2. 80:;:;: = 2 x 10& dynes par cm.
B T 15040 lignes par ci S 1 x l06 dynes par cm 1= 1330 cm m - 10 gramme s. l, - 36 ohms Z = JJ CS (Xt'iY) où J:: densité du fluide, C= vitesse du son S =- surface du diaphragme considéré comme piston.
EMI10.2
X - faet2Wde résistance du diaphragme considéré co l ,e piston.
Y facteur de réactance du diaphragme considéré comme pis- ton.
Ce haut parleur expérimental était semblable en structure à celui décrit en se référant aux Fig. 1 et 2. Le diaphragme avait un diamètre effectif de 10,5 pouces (surfaces = 558 cm2) et il était monté dans l'ouverture de la paroi d'osant d'une
EMI10.3
boîte ayant 3 - 1/4 x 3-1/4 x 1-1/<! pieds. Autour du diaphrag- me et à proximité de celui-ci treize trous de 3 pouces étaient ménagés à des intervalles égaux, et des pièces tubulaires en fibre phénol et ayant 6 pouces de longueur étaient montés dans ces trous. On a employé ces tubes parce que qu'on les a trou- vés plus faciles à construire que la simple ouverture de la boîte du haut parleur.
Dans cette réalisation particulière de l'invention, le volume de l'air dans la chambre 5 et dans les pèces tubulaires 4 donnaient une raideur et une masse acousti-
EMI10.4
ques qui empêchaient la' transmi ssion- d.e 'sons a-fréquence.in- fé rieure à 40 cycles.
La courbe A, en trait plein, et la courbe B, en trait pointillé, désignent, dans la Fig. 5, l'émission de son à laquelle on doit s'attendre lorsqu'un appareil haut parleur, tel que décrit plus haut, est actionné avec les passages re- liant lessurfaces d'avant et d'arrière du diaphragme fermés et ouverts respectivement, l'impédance de la source étant égale à deux fois celle da la bobine attachée au diaphragme du haut parleur, Ces courbes ont été tracées suivant les cal-
EMI10.5
C% .11% -à rx Ir% à%
<Desc/Clms Page number 11>
culs de l'émission de puissance,basés sur la formule (2) ci-dessus.La courbe en trait, mixte C a été tracée d'après les valeurs de la réponse pour des fréquences particulières et obtenues en prenant la différence entre les valeurs mesurées de la réponse,les passages du haut parleur étant ouverts et fermés,
et en prenant la réponse calculée,pour les passages fermés,comme ligne de base.Il est visible d'après ces cour- bes,que la réponse réelle d'un haut parleur présentant les caractéristiques de cette invention est conforme,d'une maniè- re très approchée,à. la réponse théorique correspondante.Si on désire éviter une pointe prononcée dans la courbe de fréquen- ce de réponse,dans la région des plus basses fréquences,on pour- ra placer dans le passage de sortie une matière d'amortissement acoustique.
Il est visible que cette invention augmente non seule- ment la réponse relative,irais qu'elle augmente aussi la capa- cité d'émission de puissance sonore des types de haut-parleurs à action directe,dans les basses fréquences.Le déplacement d'air d'un haut parleur muni de ce système acoustique est plus grand que le déplacement du diaphragme et le rapport du dépla- cement d'air à celui du diaphragme augmente lorsque la fréquen- ce diminue,compensant ainsi en grande partie la diminution de la résistance de radiation.Puisque les haut parleurs à action directe ont une capacité d'émission de puissance limitée par l'amplitude du aux bas ses fréque nce s,
l'importance du présent système acoustique est évidente lorsque l'on considère les grandes puissances acoustiques développées par le long tuyau de l'orgue et les instruments à basse fréquen- ce de l'orchestre.Cette invention permettra la reproduction des basses fréquences du discours et de la musique à un degré mieux proportionné aux hautes fréquences que cela n'a été possible jusqu'à présent. 381999
Il doit être entendu que la description de l'appareil haut parleur expérimental,construit conformément à cette invention, est simplement explicative et ne comporte pas une limitation de l'étendue de cette invention;
la description de la relation qui a été trouvé désirable entre l'air du diaphragme et celle-14
<Desc/Clms Page number 12>
du passage reliant le fluide adjacent à chaque surface de ce diaphragme, ainsi que du rapport entre la masse du fluide dans ce passage et celle du diaphragme et de la bobine, ne doit non plus être considérée comme limitant cette invention. Les per- sonnes compétentes verront évidemment que des variantes peur- ront être apportées à la structure et aux proportions sans se départir de l'essence de l'invention.
La Fig. 6 montre une vue latérale, partiellement en cou- pe d'une autre réalisation de cette invention. Au lieu d'une clôture rectangulaire derrière le diaphragme, une pièce cylin- drique 22, qui peut être. métallique, est attachée à une pièce annulaire 24 supportant un diaphragme 7 semblable à cenui de la fig. 2, et une pluralité de pièces cylindriques 4 procurent un passage hors de la chambre 28 formée par la pièce 22 et sa base courbe 27, d'une manière semblables à celle décrite en se référant aux Fig. 1 et 2. L'aimant 10 est supporté par une piè- ce transversale 19 qui est fixée par ses extrémités aux corniè- res 29 rivées ou autrement aasemblées à la paroi interne de la pièce 22.
La 'base 27 de cette pièce 22 est préférablement l@gè- rement bombée pour éviter la possibilité d'un effet de tambour lorsque le haut-parleur est en action et la pièce 22 est cylin- drique de préférence afin d'éliminer substantiellement l'effet de la fréquence propre des parois de cette pièce.
Cette invention peut être éalisée sous une autre forme de construction encore, telle que celle montrée aux Fig. 7 et 8. Un tambour cylindrique 31 ayant une base 39 légèrement cour- be et une paroi d'avant annulaire 30 reliée au tambour par des boulons 40, procure une chambre à air 32 derrière un diaphragme 7, semblable à celui de la Fig. 2 , et auquel est attachée une bobine 9 électrique, disposée dans l'entrefer de l'aimant 10 pourvu d'un pôle central creux comme celui montré à la Fig. 2.
Des tubes cylindriques 33 et34 maintenus à écartement par les pièces 38 procurent un passage annulaire 35 reliant la chambre 32 à l'air extérieur adjacent à la face d'avant du diaphragme 7. L'aimant 10 est supporté par la pièce transversale 42 qui est
<Desc/Clms Page number 13>
fixée par ses extrémités aux cornières 43 lesquelles sont
EMI13.1
leur tour fixées ^ la sa rf4 "c interne dl) tube 33x. Le diaphrag- me, son mécanisme opératif et les tubes espaces 33 et 34 peuvent tous être supportes par la paroi d'avant 30 de la chambre 32, en les y fixant par des vis 37, comme c'est montra.
L'air de la chambre 32 et celui compris entre les tu-
EMI13.2
bes 53 et â4 ont r8spec;tivPMent une raideur et une masse tel- les qu'elles forment les éléments d'un filtre acoustique dans lequel les vibrations sonores transmises par chaque surface du diaphragme , aux basses fréquences, agissent pour se ren- forcer l'une l'autre, en augmentant ainsi la réponse relati- ve et 1 '=mission de puissance de l'appareil, dans la région des basses fréquences.
L'application de cotte invention n'est pas limitée aux
EMI13.3
appareils de tnnsmjssjon des souS pour reproduire ceux-ci, cette 1 .nvc,ntion peut être aussi appliquée aux appareils de
EMI13.4
transmission des sons peur transformer les vibrations acous- tiques en vibrations électriques. La Fig. 9 montre un appa-
EMI13.5
reil transmetteur du type p babiae mobile comprenant un aî- mant 50, qui est préférablement du type d'aimant permanent, ayant une partie polaire cei?trsle 62 laquelle une pièce polaire courbe 51 est fixée au moyen de la vis 63.
L'autre Pièce polaire consiste en une pièce plate annulaire 56 fixée
EMI13.6
p l''lir.1ant par des vis 57 et ayant une ouverture centrale dont le pourtour est écarté de la pièce polaire 51 de maniè-
EMI13.7
CE'), procurer un entrefer r1D[nétiCJ.ae dans lequel la bobine 61 rsrourae pur lr courant et attachée au diaphragme 60 est disposée. Le diaphragme 60 présente une partie centrale cour- be entourée par une pertie plane et il est préférablement constitué en métal lége@, t 1 qu'un alliage d'aluminium, quoi-
EMI13.8
qu'une autre matière 8r}Îr'Prié8 puisse être employée pour ce diarhrame.
Autour de l9 part je supérieure du pôle central et ismodiaterront sous la PÍ0V' polaire 51, se trouve une piè- ir annulaire 5 qui présure unir 17otit6 chambre air 65 sous
<Desc/Clms Page number 14>
la bobine mobile et un passage étroit 66 conduisait de cette
EMI14.1
chambre dans la partie creuse ou chambre 5 de ailazt, .;.,e diaphragme 60 est supporté ?. sa périphérie et t s 5 i' i entre deax pièces a=nialaii'as 55 et 58 par des vis 5c fixées ûalzs la pièce plate 56.
La surface intérieure 6 7 lie l'anneau 5o est inclinée de manière b, éliJüL1!?C substantiellement lT;a,¯ mentation de pression sur 1s diajH'3[;r,E', a Lis é e ps la L't;';;:jo,ln.J- ce de la chambre située e a Li - de x x u, de ut disr}l!'8;JJ(. i-i t : 1x; 54 , qui s'étend dans une o avertie monade d8;lS les l)i2:l.f' annulaires 5E 55 et 5J, lc diar,he8t:;Jne 6G et la piè\J2 1%ltrtc 5 Pénètre dans la c;ha:;xbze ¯5; d; l' [J iO,8!1t et procure aiasi on passage 64 1 met tant en C;OlJ1JLmi\;ation 1 iit é r i o u r lie w e t t chambre avec; l'air extéciear adjacent ln 1 fa ; d'avant à diaphragme.
Le fonctionnement de uet appareil, assaut comme instra ment de transmission des sons pour transformer les vibrations
EMI14.2
8\.:oastiq,aes en vibrations élol;tfîques, a lieu (;OLlI1JC suit .
Les vibrations a4 oust i ques a rr ivc nt ',- la sa r: a..a d'avant du diaphragme de maniée à ee qu'une. partie agisse contre celai-ci et qu'une autre partie passe par le tube 54 dans la chambre 55 et agisse contre la surface d'arrière de ce dia-
EMI14.3
pJiàt9gme. Cependant les vitcations qui agissent sur 1a sarfa- ce d'arrière du diaphragme sont changées en phase et e n gran- dour de manière 2. agir pour rcni?owoc l'effet des vibrations communiques à. la surface d'avant du diaphragme, de sorte que l'amplitude des vibration de celui-ci est augmentée.
Cette action de renforcement est particulièrement proéminente aux basses fréquences, et l'on obtient un grand adroitement
EMI14.4
de la réponse de l'appareil par rapport ue;le qui est 0,,D- tenue ï.orsqu il n'est pas pourvu de la caractéristique de cette invention. Il doit évidemment être entendu que lorsque des vibrations acoustiques solt appliques :;;aI' le diaphragma des courants, variant conformant .... vibrations 8\50lJ.Sti.- ques, se produisent dans la bobine 61 par suite de son mou- vement dans le champ fourni par l'aimant 50.
<Desc/Clms Page number 15>
Il est visible que la méthode esquissée dans le paragra-
EMI15.1
phe précédent pour augmenter la réponse du transmottour,aüx basses fréquents, est semblable, à celle destinée à augmenter
EMI15.2
lé réponse d'un réce,tel1r haut-parleur telque celui décrit avec références aux Fig. 1 et 2. On croit cependant qu'une compréhension plus claire de cette invention appliquée à un transmetteur du t@pe à bobine mobile , sera obtenue par la considération suivante des facteurs qui interviennent dans
EMI15.3
son fOl1(;tionne nt.
Le voitage développé par un transmetteur à bobine mobile est proportionnel .'- la vitesse du diaphragme. Ce fait rend difficile le problème d'obtenir dans un transmetteur prati- quement sensible, une réponse uniforme jusqu'aux basses fré- quen@es. Il signifie que le diaphragme doit avoir une très faible raideur ou bien qu'un moyen doit être prévu pour am- plifier l'action des ondes sonores sur le diaphragme, relati- vomentcelle. de plus hautes fréquences. Le procédé décrit ici augmente l'effort sur le diaphragma aux basses fréquences, suffisamment pour compenser la réactance de la raideur du
EMI15.4
bord, jusqu'aux fréquences relativement basses.
Il est possi- ble par ce procédé de T11<:1Í.ltenjr une réponse uniforme dans deux octaves en dessous de la fréquence à laquelle la raideur
EMI15.5
du bord du dis-phragmo commence montrer une diminution de la rÓnons(1 caractéristique du tcoi1smetteo.r.
L'effort sur le diaphragme, aux basses fréquences, est augmenté au moyen <1.i tub-' de communication 54= outre l'avant du diaphragme 60 et la chambre 55 en arrière de celui-ci, et par lequel la pression à l'avant du diaphragme après avoir été changée on grandeur et en phase est appliquée sur la fa-
EMI15.6
ve postérioire do ce diaphragme. La grandeur et la phase de la pression sur 11,)rri-àce du diaphragme sont réglées par les constantes acoustiques de l'air dans le tube et dans la cham- bre .
EMI15.7
L8 Fig. montre le transmetteur ayant l'extrémité ou- verte du tube de uow,Q;Ül..ootioL1 adjacente au diaphragme,de
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
sorte que la phase de la pression, o st 1. Il1Ë:'LlG sur le diaphrag- me et sur 1 to ave ctare du à t M 1.n . 18 1ig. 10 est un SI.-110UD de eircait aveu, pression appliquée su=i enstant4s rJ.é",ünÍÇLû.GG et aoosstiques du tr4nsT:ettrur, La ]!ig. Il est an sI.-héu8 de biL''cuit d ,:a transmette ur montre (' la })'ig. \:J Emis sa.l'S le ta- be 54:. La i o Tùpa r a is o n entre es deux figur'es contre e 1.s ; iï T - iioe nt le uhalzgemernt ii est amené par 1 firlti Udît io;.z dû tabe.
32oo.r la facilité, la pression et les "Oni:3t;rntes da tr:sr:t- b. tour ont été ca ppo l't,rie f '1i ce e 1' ±î. ; t i v i# d Cli8 "))11[':; sne; 1- exemple, lTei'i'oct F est/ égal à la pre5:icm l'air libre De. diaphragme, maltipliée par l'aire ef±> uti%';. de uc <iiapi:iii:>,i<1.
La réponse ou voltage dév01oqJ{} par la bobi'iie lllobi1e ûn transmettent' est proportionnelle 2, la VitCG88 da c1,i8T'lH'8[JÜO divis ée par l'effort sur le e d ia pii 1> r i;i,ie , L,a c xjj r 1... s iit ",0 rap- port en fonction des "onsÜLlt('B lu6I.-GJ1Íyt1'?S Gt 8.uc'w:ti LLUE'i:i da transmetteac, 1 on obtient :
EMI16.2
EMI16.3
01l m = masse effective du diagramme, masse du la bobine et 1':1 masse d'air dans l'intervalle résistant, l'arportées an dia- phra gme , So = raidear da bord da diaphragme, Ro = réx 1 xt an; de l'intervalle d'air, rapportée au èii8]Jhl'2,- mue S = raidenr de l'air dans la i.;haw 1re du tL'8Yl::;J,/2 tte L1C, if1t.l)Ol'- tée an diaphragme, R et m s impéd!ll1\;e et masse de l'air dans If tubE' "OLpC'ú82- te nr, rapportée aa diaphragme.
Enbalbalant l;irédamt: do l'oie dons le' ta[e, il a été troavé gne le c8Jon (ra) da tube donnait une vsIc'Lu' du à<3;L<i- ment krQ::; ro )/'- ipU) compris a entre 1 et 10 pa ni? ia qae ii
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
ni le "ooi'ÍhÍcut dP Eos,;c>iiLle ( 11 = 8)k) poui, ta1.Je mince 1'expreson simplifiée r'2 lfs l'expre ion si>ni>li l'iéc g j l 'exwe jon sjmp1j iîêc :: ;0 Vz')2j';;;'(' i (= + }oV2y-!w) 11(' p3avG';T.t etr( erxplo:iés pour des gros tabès. L0 uoeffi- Zt c1'impéclol1L;f' dix to.Le' don été Lalualé par l'expression
EMI17.2
générale :
EMI17.3
EMI17.4
dans :Laquelle .
EMI17.5
-I2 - :: lfCAJ et Kra:: = ro \C lU' , Les coefficients cal- pL calés de masse et ôc C és:i ,2tr,1L,r pour un tv.i>6. [- tr't1l1SmottE'ar 7.'dit )1;1 .'8,; 0,1 c1p v,l12 ont. sont L'(":prés8utés la partie 1nféd,E:!Jr(' de la F1g. 12. l'om' 'J(l tube de 3 cm de longueur, 1a m<:1Sst' et la rFs9 rt:m,c rurportées au diaphragme ont été trouvas par cps ,,oalms col,ne étant de 6,4 grammes et de 600 ohms Î. e:wii<o:1 5U l;Jcle 8. Il sere xuflJfisa;YJ;,cnt ex81t d'em- ployer ces VIJ1E'1)L'G s 1,i c ; r P ;i ,ie el'i];]}îéda/1L>E' dans l'é9./Jation de r é P:H1S G ( 5 ) .
I,(,s construites fl10SlH'éE' et calculées d'un tsan.smettear uonstr'2it ccnforrii6n:PrLt ^ cette i'1w;ltirlj ont été : 30 = 2 x l06 dynes/cm, m = 6,4: gramn1:'s mu = 0.2 gr81lL-cs Il. = 600 ohms . do = 4000 ohms W = 2 TIf.
S 0.5 x 106 6 Substituant ",l'OS val urs dcns 1 'ÓCli]f1t jO,1 (3) nt résol- v,n il ('Il fleurs absolues, on obtient la courbe supérieure À dr-;, We en tCf'it T\10n. 1a Irig. 12, et rerré,3pntant des dé- c i bo 1 G .
Si le tube 54 cet ferme, l'éci ,it jon (3) se réduit à: Vo' 1 ...................... (4) no + j û ( W -ü0 - -.li ) W vv
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
Si les valeurs données cj-dcsuas sont I,:1i.ltClf1Üt substi- tuées dans l'équation (4:), on a112-1t lEi cc'!rb!' ii1::'''(L':('UL'0 l, àoeoekfxà dessinée en trait :pleine la Fig. 12, Ces .,oLï!Wt?s calculées, donnent l'indication de ce Cll1'LW(' repense' rlq2 forte, la basse fr8ÇjG8;l\.;e, doit t 8 t i< atÜ,ndn0 d'un ù j #1=,1 - reil donné lc. i< s çLi ' il réalise la méthode et t i o nt 1 r ; it 1 F.x no c.;: compris dans la prëspute juvention.
Les courbes C et D, tracées eri ligues ,,a i.ti7.l::es 1.,011- trent la réponse mcsarée expérï,:ltnle.ont, en dc:ü.l,e7-s, d'un transmetteur lorsque le tube est t L e< i rr w t 1 ve 1.>e #it o OVE- .t et fermé. On remarqaera que 1..0S CGSLH'E'G a ari;cr df r't d'une- DP- nière très m#xoeinn#±K approchée 878" les c;a.4a7.N t}lÓOL'LlUf-3 la différence entre les cleux Yi8Ües dG en cceozs, dc, 50 cycles peut provenir d'une errrar 'probable de 10 i dans la mesure, de la raideur de bord du u ù i a i i.i t. r#ie So.
La Fié. 13 montra la réponse, pour les fr'ÓQ..o.8",-,88 en général, d'un transmettour:' 2. i> o 1>1 ;w mobile et asseoie f lm transformateur, et entre des fr'Ú(lL1C'(h"PS de <1.0 f' 1 0ùù o ave... le tube 5 ouvert et fermé. C'n è'Gj,Dl' Cino et1 s gu ' a a - dé. 5 5 as do 2UG cycles la réponse du transmetteur . ie r t j. L ia 1 e 1 1 o n- i io é r é ; i.- dessus, n'est pas influ8!1,-,Óe par la pressée d'un passade entre l'avant et l'arrière du diaphragme, uais gL1'on CleS8Cl1S de cette fréquence c 1 ' #1 M gù:é> i'it e t 1 o;.. df cette réponse est traN mar guée .
Il doit évidemment µtre enttJ11dn (10A malgré qnc (1.08 dit mensions et proportions spé4i:.les ont été données en décri- vaut l'application de la pr'ése.t(- invention 8. clEG appareils
EMI18.2
de transmission des sons, les réalisations décrites sont si;:)-
EMI18.3
plement descriptives de l'invention ça 1 n doit être l,..ons5dé- rée comme li1i1Ítée que par l'étendue des L'8vurldi",é1tioYis an- ne zées Bl!;.VDl# 1\..1\ TI O'Jô 1.
Appareil de transmission des sons comprenant cm élé.- ment vibrant et un sY1:: ti";me de transmission des ondes sonores
<Desc/Clms Page number 19>
procurant un chemin acoustique entr les faces opposées de cet élément ,les valeurs de la raideur et de la masse de ce 'système étant proportionnées de manière de que les vibra- tions acoustiques transmises par chaque, surface de ce diaphrag-
EMI19.1
me se renforcent l'une l ' snti,e, basse fréquence.
2. Appareil de transmission des sons suivant la reven-
EMI19.2
d,iietioi> 1, dans lequel le système de transmission des on- des sonores comprend du corps fluide en contact avec, une fa-
EMI19.3
c,e de l'éléroent vibrant et un autre corps fluide dispose cl<1ns !in Passage entrn le premier corps fluide et le fluide aclja0C'nt 1.' autre s-irfr3,r- du, clio[hr3[me.
3. Appareil suivant la revendication 2, dans lequel le corps fluide on contact avec l'élément vibrant est conte- .
EMI19.4
na d?ns une chambre, l'autre ior-ps fluide étant disposé dans des passais s'étenda'1t Gans c.e-L-te chambre et terminant auprès de La surface de l'él('Lf'llt vibrant non adjacente aa fluide contenu dans cette chambre.
4:. \ppareil suivant la revendications, dans le quel la chambre et les passages contenant le fluide sont pr.opo rt ion-
EMI19.5
nés dp !n8niÔL'e à ce que le fluide 00l1tc'na procure nn élé- ment de raideur et de masse respectivement d'un systàme de transmission d'ondes sonores.,
EMI19.6
5.
Appareil suivant la rov,'nc1i,,8tio14, dans lequel les éléments de raideur et de messe cités sont proportionnés de manière à ce que, lorsque 1 ' diaphragme est actionné pour
EMI19.7
tl"1DSTJ10tteE' des vibrations al-olJstigncs ?- b'1ssp. fréquence,les vibrations tcan3j(ds'-S nA!' chaque face de c;r diaphragme se renforuent l'une l'autre et renforcent la réponse de l'8ppa- reil de tee lsmission c5Fs sons.
6. Aprareil de transmission des sons comprenant un dia-
EMI19.8
phragme, dcnt une est exposée 1. l'8ti>-nsphére et dont l'autre face est en L o it a, ave 10 uorps fluide contenu dans ane chambre , et un passée' irl ; snt la corps fluide de cette chambre 1 l'atmosphère 81Hrùs de 1') f8l-(. exposée R cette at-
<Desc/Clms Page number 20>
mosphère, de sorte qu'un mouvement du fluide peut avoir lieu.
dans et hors de cette chambre, le fluide de cette chambre et celai dans le passage ayant respectivement un? raideur et une masse telles que lorsque le diaphragme est aetionné, les vi- brat ions transmises par chaque face présentent une grandeur en rapport de phases tel qu'elles se renforcent effective- ment l'une l'antre afin d'augmenter l'amplitude/du son trans- mis.
7. Procède pour augmenter la répense d'un haut parieur, aux basses fréquences, lequel consiste utiliser la radia- tion de chaque face du diaphragme, ce qui augmente effecti- vement la résistance de radiation par unité de surface de de diaphragme , et à faire agir les ondes sonores d'une face du diaphragme en phase aveu celles émanant de l'autre fais en procurant une raideur et une masse acoustique par lesquel- les les ondes sonores émanant d'une face doivent agir avant de se combiner avec; celles de l'autre face.
8..appareil suivant l'une quelconque des revendications
2 à 6, dans lequel l'aire du passage du fluide est substan- t iellement égale à celle du diaphragme.
9. Récepteur haut-parleur, comprenant un diaphragme,des moyens pour aetionner ce diaphragme , et une clôture de ces moyens et de la face postérieure de ce diaphragme, cette elô- ture présentant une ouverture ayant substantiellement la même aire que le diaphragme et étant adjacente à celui-ci,
la chambre derrière le diaphragme et le volume contenu dans cette ouverture procurant les éléments de raideur et de nasse respectivement d'un filtre acoustique par lequel les ébrau- lements sonores émanant de la face postéiieure du disphragme passent et sont déviés d'environ 180 avant de se combiner avec les ébranlements sonores émanant de la face avant du diaphragme .
10. Appareil de transmission des sons comprenant un dia- phragme, des moyens pour employer les f@ees antérieure et pos-
<Desc/Clms Page number 21>
térieure de ce diaphragme comme Surfais effectives transmet- tant les sons, ces moyens comprenant une clôture de fluide pour la face postérieure da diaphragme et déterminant une rai- deur acoustique,et une piècetubulaire conduisant dans cette clôtura de fluidc et reliant ceile-ci à l'atmosphère extérieu-
EMI21.1
rie sd.jacen.tf la face antérieure du diaphragme et déterrnri- vnt une ms&so acoustique,cette masse et cette raideur aoous- tiques agissant ,
.ocut.lr 6l6uertts d'un filtre acoustique pour changer la grcndear et 11 phase de la partie des ébranlements acoastiqaes, l'a-rparcil de tf,,,3nsmissio n, qui est trùnsuis1- la fau postérieure du diaphragme, ces ébranle- m nts agissant ainsi pour renforcer l'effet des ébranlements sonores appliqués sur le face antérieure' du diaphragme et
EMI21.2
augmenter l'auplibude des vibrations de ceux-ci. 11.
Apparejl suivait la revendication 2, dans lequel l'élément vibrant est fixé un dispositif magnétique formant
EMI21.3
une chajilbre pour le corps fluide qui se trouvr en contact avec un?-fac? dr cet élénfnt, un élément tubulaire formant le passage entre ce corps fluide et le fluide adjacent à la face extérieure du d@aphragme.
EMI21.4
12. p.:pareil de transmission des Sous comprenant an dia- phragme transmettant les sons et une clôture pour une face de un diaphragme, l'autre face étant exposée E l'atmosphére , la ul6ture procurant une raideur shunt dans laquelle la pre- , mircdu diaphragme agit, et des :ioje>1s li,oinia un passage acoustique de cette lôtuv 'C- ltatl.,esp,liù2c, adjacente a l'autre face de de diaphragme, l'aire de de passage étant substantiel- lement égale àl'aire effective du diaphragme et la masse du fluide dans de passage étant substantiellement égale la masse effective du diaphragme.
EMI21.5
13. lppaLci1 suiv^.rt 1' :io. des revendications précédentes, dans 1 J > j nF .i, lv corrs fluides sont disposés et proportionnés dr, nia n 1 à .e ce qu'ils forment un filtre auous- tique du t,ï-ne b:sr Îréquec>i.e, (lor,-Pnss) entre les deux
<Desc/Clms Page number 22>
EMI22.1
faues de l'élément vibrant, les éléments de raidejr et dp masse de ce ;'a&,;, filtre étant proportionnée par rapport 4. cet élément vibrant de manière 70 ce que 1 cs v à i, i, at 1 c :1 5 t r * =i -- mises par ses deux f'a",6S soit t.ff:::;.;tiv<?l,I<:l1t ut il is ées })OU' augmenter la réponse de l'appareil, aux b8SSSSfrCêlD.e l1l;CS par rapport h. celle clTu...'1 appareil iiqi muai d'an 8.1 8tdT.C de
EMI22.2
filtre semblable .
EMI22.3
14:. Appareil suivant la rewndistioja 1&, àanx 1<gae, la raideur et la iii à s c d filtre it6 sont pj.,opo L.L, io U71-c-s (le manièr e â. éviter une pointe prononcée dans la ,;; o!).cbo de i'ré- duence de réponse dans la région de la plus basse f'régy,e.lf.;0 transmettre .
15. iroi éd pour transformer des ondes sonores en ondes électriques ou vi,;;8-vec;;a, aubstantielleinent \"O;:.L!"G décrit aveu références aux de8s ÍtlS annexés.
16. appareils de trs\ls1.Ü::sioa cla son -.:onstL'Jit.3 et fonctionnant s ub s tc iit ic IL 1 ac, décrit avec, rcforences aux de s s 1ns 1 a 11n8 xés .