CH558119A - Enclosure of loud speakers - contains two sub-enclosures positioned to eliminate resonance frequency by phase cancellation - Google Patents

Description

  
 



   La présente invention a pour objet une enceinte munie de haut-parleurs, constituée d'une première sous-enceinte, fermée ou quasi fermée, et d'une deuxième sous-enceinte, ouverte, juxtaposée à la première, chaque sous-enceinte comportant au moins un haut-parleur.



   Les enceintes fermées, équipées généralement de hautparleurs électrodynamiques, ont l'avantage de reproduire les sons les plus graves du spectre sonore audible.



   Elles ont par contre le désavantage d'avoir une réponse qui comprend un pic de résonance dans le domaine des basses fréquences, comme le schématise par exemple la fig. 1. Cette résonance est généralement audible et il est avantageux de la supprimer.



   Les enceintes ouvertes, équipées par exemple de hautparleurs électrodynamiques à membrane cônique, ont l'avantage de ne pas imposer de grandes contraintes à cesdits hautparleurs, ce qui favorise la lisibilité (qualité de réponse transitoire) d'une telle enceinte.



   Les enceintes ouvertes qui ne possèdent pas d'artifice de construction ou qui n'ont pas de très grandes dimensions ont le désavantage de ne pas pouvoir reproduire les sons les plus graves du spectre audible.



   L'invention a pour but d'obtenir une enceinte munie de haut-parleurs capable de reproduire les sons graves sans avoir de pic de résonance.



   L'enceinte objet de l'invention est caractérisée par le fait que les deux sous-enceintes ont chacune une résonance centrée environ sur la même fréquence, et par le fait que le pic de résonance de la première sous-enceinte interfère avec le pic de résonance de la deuxième sous-enceinte, cette interférence se produisant avec un déphasage d'environ 1800. Afin de clarifier le présent exposé rappelons qu'une enceinte quasiment fermée, c'est-à-dire qui ne comporte au plus que quelques trous de décompression, a environ les mêmes caractéristiques qu'une enceinte fermée. C'est pourquoi, dans la suite du présent exposé, nous considérons les enceintes quasi fermées comme des enceintes fermées.

  Quelques méthodes existent pour supprimer la résonance d'une enceinte fermée: bourrer l'enceinte d'un absorbant acoustique, munir l'intérieur de l'enceinte d'un labyrinthe acoustique, ajouter un radiateur passif ou utiliser la méthode du    bass-reflex .    Chacune de ces méthodes a un inconvénient que la présente invention permet d'éviter. L'adjonction d'un absorbant acoustique permet d'absorber en partie la résonance mais atténue également la réponse de l'enceinte dans les zones voisines de la résonance. Les labyrinthes acoustiques sont difficiles à fabriquer en série pour un prix acceptable. Les systèmes avec radiateur passif ou  bass-reflex  ont un traînage qui rend la réponse de l'enceinte peu précise en régime transitoire.



   Des formes d'exécution de l'enceinte objet de la présente invention sont décrites ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin schématique annexé dans lequel:
 Les fig. 1 à 3 représentent diverses réponses d'enceintes munies de haut-parleurs, avec en abscisse le logarithme de la fréquence et en ordonnée le logarithme de la réponse.



   La fig. 1 est la réponse typique d'une enceinte fermée.



   La fig. 2 est la réponse typique d'une enceinte ouverte.



   La fig. 3 représente les réponses d'une sous-enceinte fermée (a) et d'une sous-enceinte ouverte (b), et la réponse combinée des deux sous-enceintes (c).



   Les fig. 4 à 8 sont des formes d'exécution représentées schématiquement et en coupe. La sous-enceinte supérieure y est ajourée.



   D'une manière générale, les formes d'exécution décrites cidessous comportent une sous-enceinte fermée ayant une
 réponse analogue à celle schématisée par la fig. 1, sousenceinte à laquelle est juxtaposée une sous-enceinte ouverte dont nous discutons les propriétés ci-après.



   Une enceinte ouverte a une réponse analogue à celle sché
 matisée par la fig. 2. L'ouverture provoque une dépression de la réponse de l'enceinte dans la région D ainsi qu'une résonance autour d'une fréquence plus grave dans la région C
 (résonance due à l'ouverture). Dans la zone E l'enceinte a les
 caractéristiques d'une enceinte fermée. La forme et les dimensions d'une enceinte ouverte déterminent en grande partie la hauteur et la largeur du pic de résonance de la région C, ainsi que la profondeur de la dépression dans la région D.



   Les deux sous-enceintes, dont l'une fermée et l'autre ouverte, ont chacune une résonance comme décrit ci-dessus, ces résonances étant centrées environ sur la même fréquence fr. Cette caractéristique est utilisée comme suit pour supprimer toute résonance:
   -Dans    la zone de fréquence comprenant les pics de résonance chacune des sous-enceintes produit un son sinusoïdal dont le niveau est réglable par action sur la forme et les dimensions des boîtiers. En branchant les haut-parleurs de façon adéquate il est facile de faire en sorte que. les deux sons sinusoïdaux produits par les deux sous-enceintes soient environ en opposition de phase (déphasage de 1800) et s'atténuent mutuellement par interférence.



   De cette manière, on supprime le pic de résonance de l'enceinte fermée, en le faisant interférer avec le pic de résonance de l'enceinte ouverte, I'interférence se produisant avec un déphasage de   180    environ. Moyennant une construction et un dimensionnement réglant correctement la forme et le niveau des pics de résonance de chacune des sous-enceintes, et en tenant compte des caractéristiques des haut-parleurs, il devient possible de reproduire les sons graves sans avoir de pic de résonance.



   Cette disposition a des avantages que nous commentons ciaprès.



   Premièrement, elle permet d'utiliser une sous-enceinte ouverte pour reproduire une partie du spectre sonore, sans avoir à redouter la résonance de cette dite sous-enceinte puisque cette résonance est atténuée en même temps qu'elle atténue celle de la sous-enceinte fermée.



   Deuxièmement, le haut-parleur de la sous-enceinte ouverte, élément actif du système antirésonnant que représente cette dite sous-enceinte, n'est pas sollicité par de grosses contraintes.



  En effet, lorsque la sous-enceinte ouverte résonne, ce hautparleur voit son impédance augmenter et l'amplitude de ses vibrations diminuer. Ce phénomène est très connu et utilisé dans la méthode du    bass-reflex .    Cela a l'avantage de diminuer les distorsions du haut-parleur qui surviennent lors de trop longues élongations.



   Troisièmement, en régime   impulsionnel    les résonances des sous-enceintes ouverte et fermée sont excitées simultanément mais se détruisent mutuellement par interférence. Ceci a pour effet d'allonger la constante de temps pour l'établissement d'ondes stationnaires dans chaque enceinte respectivement.



   Considérons à la fois les courbes de la fig. 3 et l'une des formes d'exécution, par exemple celle qui est décrite par la fig. 4. Supposons que la sous-enceinte fermée a une réponse représentée par la courbe a' = a'(f) où f est la fréquence.



  Etant donné les propriétés des enceintes ouvertes, I'homme du métier est en mesure d'en fabriquer une ayant une réponse b' = b'(f) telle que
 a'(f) - b'(f) = c'(f)   constante   
 La fig. 3 est schématiquement la représentation logarithmique de cette situation.



   La fig. 4 représente l'arrangement le plus conventionnel des deux sous-enceintes.  



   La fig. 5 montre une possibilité d'augmenter la qualité du couplage des deux sous-enceintes. Le son est diffusé latéralement en direction de l'auditeur, comme le montrent les flèches.



  Cette configuration a l'avantage de diffuser sur   3600.   



   Le vocable  enceinte ouverte  recouvre tous les types d'écran acoustique qui permettent un court-circuit acoustique entre l'avant et l'arrière de l'écran. En particulier, un écran plan a une réponse du type de la fig. 2 et correspond exactement à la définition phénoménologique des enceintes ouvertes.



   La fig. 6 représente un tel cas où la sous-enceinte ouverte a été réduite à une simple paroi et quelques montants de fixation.



  La sous-enceinte ouverte est d'une certaine façon repliée vers le bas. Par rapport aux autres configurations celle schématisée par la fig. 6 se caractérise par un encombrement moindre. La configuration schématisée par la fig. 7 a ceci de particulier que les sons émis par le haut-parleur de la sous-enceinte fermée sortent par l'ouverture de la sous-enceinte ouverte.



   La configuration de la fig. 8 est une variante permettant une meilleure propagation des sons en direction de l'auditeur. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Enceinte munie de haut-parleurs constituée d'une première sous-enceinte, fermée ou quasi fermée, et d'une deuxième sous-enceinte, ouverte, juxtaposée à la première, chaque sousenceinte comportant au moins un haut-parleur, caractérisée par le fait que ces deux sous-enceintes ont chacune une résonance centrée environ sur la même fréquence, et par le fait que le pic de résonance de la première sous-enceinte interfère avec le pic de résonance de la deuxième sous-enceinte, cette interférence se produisant avec un déphasage d'environ 1800.