FR2582178A1 - Enceinte acoustique omnidirectionnelle presentant, a rendement constant, une reponse sur une large bande d'audio-frequences - Google Patents

Abstract

ENCEINTE ACOUSTIQUE OMNIDIRECTIONNELLE, DONT LES HAUT-PARLEURS 3 ET 4 EMETTANT LES MEDIUMS ET LES AIGUS, DONT LES AXES CONNUS SONT PLACES VERTICALEMENT, SONT CHARGES PAR LES PAVILLONS DE REVOLUTION 1 ET 2 QUI, EN COUPE DIAMETRALE VERTICALE, PRESENTENT DEUX CORNETS SYMETRIQUES PAR RAPPORT A L'AXE VERTICAL, DESSINES SELON UNE CONIQUE ET LA BOUCHE 11 SE DEVELOPPANT SUR LA TOTALITE DE LA PERIPHERIE, SON PLAN MEDIAN ETANT HORIZONTAL. LE DISPOSITIF OBJET DE L'INVENTION PEUT ETRE UTILISE POUR OBTENIR UNE EMISSION STEREOPHONIQUE HOMOGENE RECONSTITUANT L'EFFET SPATIAL DE L'ORCHESTRE ENREGISTRE, AUSSI BIEN EN LARGEUR QU'EN PROFONDEUR.

Description

ENCEINTE ACOUSTIQUE OMNIDIRECTIONNELLE PRESENTANT,
A RENDEMENT CONSTANT, UNE REPONSE SUR UNE LARGE BANDE D'AUDIO-FREQUENCES.

Un pavillon de haut-parleur charge de façon connue présente une réponse linéaire dans son axe. Dès que l'on s'en écarte le rendement chute d'autant plus que la fréquence est élevée.

On constate donc que le champ d'énergie se restreint dans une proportion inverse à la fréquence diffusée.

C'est ainsi que l'on constate que dès que l'on atteint des fréquences de 2.500 Hz, la courbe de réponse chute de 6 Db environ par octave.

Différents moyens ont donc été mis en oeuvre pour rétablir la linéarité de la courbe de reponse sur toute la gamme des audio-fréquences.

C'est ainsi qu'il a été mis en série un filtre composé d'un condensateur qui rétablit une certaine constance de l'énergie qui permet de reproduire les hautes fréquences.

Mais meme ainsi traitées les enceintes acoustiques connues créent un champ sonore directif, alors que les instruments de musique émettent dans toutes les directions. II est donc difficile de restituer l'effet de volume sonore, et particulièrement 1'effet simultané de profondeur et de largeur qui restitue ce que l'on peut appeler 1'effet spatial de la source sonore enregistrée.

Pour satisfaire d'abord la reproduction de toute la gamme des audio-fréquences enregistrées on utilise couramment simultanément des haut-parleurs spécialement accordés sur une zone d'audio-fréquences déterminées : 50 à 500 Hz pour les haut-parleurs de grand diamètre accordés sur les basses, 500 à 3500 Hz pour les médiums et 3500 a 20000 Hz obtenus par des haut-parleurs du type tweeter ainsi spécialement accordés pour les aigus.

Mais la directivité des sources sonores ainsi accordées qui est d'autant plus affirmée que les fréquences sont plus élevées cree des distorsions qui ne restituent pas de façon spatiale 1'effet stérophonique de la source musicale aussi bien dans toute la largeur du champ qu'en profondeur. Et l'utilisation qui a été faite de"lentilles ou de prismes acoustiques" destinés à corriger cette directivité na pas apporté la solution espérée, indépendamment du renchérissement considérable de telles installations.

Le dispositif objet de la présente invention a donc pour objet d'éviter ces inconvénients et d'assurer une reproduction spatiale omnidirectionnelle satisfaisante a l'aide d'un matériel de haut rendement mais peu coûteux du fait mme de sa simplicité.

Pour cela, le haut parleur médium ainsi que le tweeter des aigus sont chargés par un pavillon de révolution à axe vertical se développant selon une conique et diffusant dans le plan horizontal selon une parfaite répartition spatiale des audio-fréquences, sans distorsion interférentielle, le haut-parleur des basses dont la directivité est faible étant traité de façon connue, associe aux précédents, sur la paroi de ! a mme enceinte acoustique.

Les dessins annexés, donnés à titre d'exempte seulement, montrent un mode de réalisation de l'objet de la présente invention :
La figure 1 est une vue schématique cavalière transparente d'une enceinte acoustique équipée de l'objet de la présente invention.

La figure 2 est une vue schématique en coupe verticale axiale du pavillon spécial objet de la présente invention.

La figure 3 est une vue schématique cavalière dudit dispositif.

Les figures 4,5 et 6 sont des diagrammes selon des coordonnées polaires des courbes de réponse spatiale des haut-parleurs basse, médium et aigu équipant une mme enceinte munie du dispositif objet de 1invention, ces essais ayant été effectués par le Laboratoire Acoustique de l'Université de Toulouse (RANCE).

Tel qu'il est représenté (fig. 1 et 2) le. dispositif objet de l'invention est constitué par les pavillons de révolution 1 et 2 se développant sur 360 , dont sont munis, indépendamment l'un de l'autre, le moteur médium 3 et le moteur des aigus 4 qui peut lui tre superposé selon le mme axe vertical.

Ledit pavillon de révolution (fig. 2) est constitué par l'élément toroïdal inférieur 9 et le noyau supérieur 10 qui forment entre eux, en coupe diamétrale verticale un double cornet symétrique par rapport à 1'axe vertical, de forme issue d'une conique, hyperbolique ou parabolique ou exponentielle ou autre, selon la courbe spéciale connue sous le nom de son créateur, Iwata, par exemple, dont l'ouie d'entrée 12 est orientée selon l'axe vertical et dont la bouche 11 se développe priphriquement, de préférence sans cloison intermédiaire radiale, sur la totalite des 360 , dans un plan horizontal.

La courbe de developpement de chaque pavillon et ses dimensions sont accordées aux fréquences et la puissance des moteurs acoustiques 3 et 4 qui est associée à chacun d'eux.

Un moteur est aussi prévu, qui, convenablement chargé, est capable de couvrir depuis les médiums jusqu'aux aigus. Un seul pavillon de revolution convenablement accorde est dans ce cas nécessaire.

De mme les dimensions du pavillon de revolution ainsi que son coefficient d'expension sont adaptes a la gamme des fréquences que l'on désire reproduire et diffuser, une parfaite adaptation à ces fréquences désirées étant obtenue par le choix de la forme particuliere du pavillon de révolution qui peut ainsi présenter une forme parabolique, hyperbolique ou autre suivant les résultats acoustiques recherches.

Le haut-parleur des basses 5, quant a lui, est normalement place sur l'une des parois verticales de 1'enceinte 6 qui par ailleurs peut tre munie a sa base des events 7 et 8. Pour une plus large diffusion encore des basses, maigre leur absence quasi totale de directivité, son pavillon 9 est dessiné selon une amorce de courbe exponentielle.

Les essais effectues par le laboratoire de l'Universite de Toulouse au moyen d'une enceinte équipée du dispositif objet de la présente invention ont mis en évidence la régularité de la réponse spatiale obtenue au niveau de chacun des trois haut-parleurs qui couvrent pratiquement toute la gamme des audio-frequences, ainsi que pratiquement la linéarité du rendement à toutes les fréquences dans tous les azimuts.

Les figures 4,5 et 6 donnent les diagrammes selon des coordonnées polaires à la sortie des trois haut-parleurs a une distance de un mètre de l'axe des moteurs des médiums et des aigus, 1'enceinte ayant été mise en rotation autour de leur axe.

La courbe 4 donne les réponses pour 250 Hz, 500 Hz et 1000 Hz.

La courbe 5 pour 2 KHz, 4 KHz et 8 KHz.

Et la courbe 6 pour 12, 5 KHz, 16 KHz et 20 KHz.

Sur chacun de ces diagrammes on constate une très grande homo généité des réponses dans tous les azimuts et la linéarité de leur rendement d'autant plus mme que l'on s'élève en frequence.

On comprend alors que les sons enregistrés sont ainsi reproduits avec la fidélité que permettent les moteurs des haut-parleurs utilisés, mais aussi que l'image spatiale de la source sonore enregistrée est reproduite de façon homogène aussi bien en profondeur qu'en largeur, restituant parfaitement la notion omnidirectionnelle instrumentale d'origine.

L'invention n'est pas limitée à t'exempte ou aux exemples qui en ont été décrits, toute variante, considérée comme une équivalence, ne pouvant en modifier la portée.

C'est ainsi que les pavillons de révolution 1 et 2 pourraient tre constitués par des cornets acoustiques ayant mme courbe d'épanouissement radial, organisés de façon contiguë ou non autour de 1'axe du moteur acoustique correspondant.

Le dispositif objet de la présente invention est donc particulièrement bien adapté pour la restitution des effets de volume sonore aussi bien dans les vastes lieux d'audition publique que dans les ambiances privées plus restreintes, l'homogénéité de la reproduction permettant un rendement sonore de 91 dB/W/m, ce qui assure une excellente audition sur toute l'étendue de la gamme des audio-fréquences émises, sans qu'il soit nécessaire de pousser le volume de l'émission sonore.

Grâce à l'absence de directivité ainsi obtenue, l'ambiance musicale se trouve libérée de la notion de source ponctuelle. L'énergie diffusée se trouve aussi constante sur toute la gamme des fréquences, contrairement aux enceintes connues dont l'énergie décroît avec la fréquence. La dynamique des fréquences transitoires se trouve donc respectée dans ses valeurs d'enregistrement.

L'effet spatial ainsi obtenu libère de la nécessité d'une position d'écoute privilégiée pour une audition stéréophonique. Et le rapport signal/bruit se trouve aussi amélioré par la diffusion omnidirectionnelle du souffle qui se trouve moins orienté vers l'auditeur.

Claims (9)

Caractérisée par le fait que le moteur (3) du haut-parleur dont I'axe est vertical est chargé par un pavillon de revolution (1) ayant mme axe, se développant sur 360 et se présentant en coupe diamétrale verticale formant un double cornet symétrique par rapport a 1'axe vertical du dispositif, et dont l'ouïe d'entrée (12) se situe verticalement dans 1'axe du haut-parleur, la bouche (11) dudit pavillon se développant sur ! a totalité de sa périphérie, son axe formant un plan median horizontal, ledit cornet épousant la forme d'une conique.

1 )-Enceinte acoustique,

REVENDICATIONS

Caractérisé par le fait que le pavillon (I) de revolution qui se developpe sur 360 et qui présente en coupe diamétrale verticale la forme d'un double cornet symetrique par rapport a l'axe vertical, qui se développe lui-mme selon une courbe hyperbolique, dont la bouche (11) ainsi formee se développe sur la totalité de la périphérie dudit pavillon.

2 )-Enceinte acoustique selon la revendication 1,

Caractérisée par le fait que le pavillon de revolution qui se développe sur 360 et qui présente en coupe diametrale verticale la forme d'un double cornet symétrique par rapport à l'axe vertical, qui se developpe lui-mme selon une courbe parabolique, dont la bouche (11) ainsi formée se développe sur la totalité de la périphérie dudit pavillon.

3 )-Enceinte acoustique selon la revendication 1,

Caractérise par le fait que le pavillon (1) de revolution qui se développe sur 360 et qui presente en coupe diamétrale verticale la forme d'un double cornet symétrique par rapport a l'axe vertical, qui se developpe lui-mme selon une courbe exponentielle, dont la bouche (11) ainsi formée se développe sur la totalite de la périphérie dudit pavillon.

4 )-Enceinte acoustique selon la revendication 1,

Caractérisée par le fait que chacun des haut-parleurs médium (3) et aigu (4) superposes selon un axe vertical est individuellement équipé d'un pavillon de revolution dont la bouche (11) se développe sur la totalité de la périphérie dudit pavillon.

5 )-Enceinte acoustique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,

Caractérisée par le fait qu'elle est équipée d'un seul moteur couvrant ! es médiums et les aigus chargé d'un unique pavillon de révolution dont la bouche lI se développe sur la totalité de la périphérie dudit pavillon.

6 )-Enceinte acoustique selon l'une quelconque des revendications 2 a 4,

Caractérisée par le fait que 1'enceinte (6), qui porte à sa partie supérieure le ou les moteurs (2) et (3) orientés selon un axe vertical connu et chargés par le ou les pavillons (1) et (2), comporte sur l'une de ses parois verticales le haut-parleur (5) destiné aux graves, et équipé lui-mme d'une amorce de pavillon dessiné lui-mme selon une conique de la mme famille que celle adoptée pour le ou les pavillons superieurs.

7 )-Enceinte acoustique selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6,

Caractérisée par le fait que le ou les pavillons de révolution (1) et (2) sont constitués par des cornets acoustiques ayant mme courbe d'épanouissement radial, organisés de façon contigu autour de l'axe du moteur acoustique correspondant (3) et (4).

8 )-Enceinte acoustique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,

Caractérisé par le fait que le ou les pavillons de révolution (1) et (2) sont constitués par des cornets acoustiques ayant mme courbe d'épanouissement radial, organisés de façon non contigu autour de l'axe du moteur acoustique correspondant (3) ou (4).

9 )-Enceinte acoustique selon l'une quelconque des revendications 2 a 4,