FR2837664A1 - Protection des chaines audiovideo contre les microdecharges d'interface et le champ ionostatique - Google Patents

Abstract

Les Microdécharges d'Interface et le Champ ionostatique qui y est associé sont majoritairement responsables du comportement souvent décevant des chaînes haute-fidélité et des altérations d'image en Vidéo. On propose une technique de protection des câbles, des lecteurs de disques compacts audiovidéo et des haut-parleurs, par application d'un champ électrique et d'un champ magnétique perpendiculaires permettant de bloquer la propagation des signaux parasites responsables des altérations perçues.

Description

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PROTECTION DES CHAINES AUDIOVIDEO CONTRE

LES MICRODECHARGES D' INTERFACE

ET LE CHAMP IONOSTATIQUE

s La Haute Fidélité est confrontée depuis des années à un problème à priori inexplicable: l' absence complète de corrélation entre les mesures objectives d'une part et les appréciations subjectives d'autre part, formulées o par un panel d'auditeurs suffisemment avertis, les " Audiophiles ", dont les avis sont

généralement concordants lors d'une écoute.

Cette absence de signification des mesures est si bien admise que les constructeurs n'y font plus référence dans leurs pages publicitaires. Les mesures ne servent en général qu'à éviter les erreurs de conception conduisant à des défauts graves, comme l'instabilité dans un amplificateur. o La situation est un peu moins critique en matière d'enceintes, o des mesures modernes à base d'impuleions (bande passante, waterfall) sont plus significatives quand aux résultats subjectifs prévisibles. Mais une enceinte avec des résultats bons aux mesures pourra très bien

être considérse comme moyenne à l'écoute.

Un certain nombre de théories ont été émises pour expliquer cette discordance entre les résultats o subjectifs et les mesures, o les amplificateurs ont été les premiers suspects: -la Distorsion d'Intermodulation Transitoire de Matti OTALA (1973) qui met en cause un manque de rapidité dans la réponse d'un amplificateur

sollicité par sa boucle de contre-résction.

Ltexpérience montre que cette situation est rare

pour les signaux musicaux habituels.

-la Distorsion Thermique de Gérard PERROT (1985) qui implique un changement des caractéristiques des transistors de sortie dans les amplis de puissance soumis à une forte impulsion de courant: la contre-réaction compense cette to variation en agissant sur les caractéristiques d'entrée de l'ampli, mais cette action demeure défavorablement perceptible. Des solutions efficaces existent, mais ne résolvent pas

totalement le problème.

-les Microdécharges d' Interface (MDI) de Pierre JOHANNET (1996) ont 1'avantage de concerner toute la chaîne et non plus seulement les amplificateurs. Elles expliquent en particulier les différences de sonorité entre plusieurs

câbles (modulation, haut-parleurs, secteur).

Elle suppose que tout conducteur (isolé ou dans l' air) est le siège d'oscillations de charges électriques se transmettant de proche en proche, suivant un mécanisme semblable à celui des " Courants de Déplacement " mis en cause par MAXWELL, se traduisant par une onde de haute

fréquence qui se propage le long des câbles.

Ces microdécharges d' interface prennent naissance dans les isolants soumis à des contraintes électrovibratoires: champ électrique élevé

souvent accompagné de vibrations mécaniques.

Cette situation se produit sur les installations à haute et basse tension du distributeur d' électricité via les câbles, l' appareillage et les transformateurs, mais apparaît également dans i; les chaînes hautefidélité, en particulier sur les lecteurs de disques compacts. Elles sont donc corrélées avec le signal sous-jacent, fréquence

du secteur, rotation du disque ou signal audio.

Ce type d'onde demeure à la périphérie des câbles sous forme d'onde de surface et ne se mélange pas au signal utile, ce qui explique qu'il n'ait pas

été détecté jusqu'à présent.

Le seul organe électroacoustique o peuvent se o révéler en pratique ces ondes est le haut-parleur o elles finissent par aboutir sur la membrane en en perturtant le couplage à l'air: c'est la

Distorsion Ionique de Couplage à l'Air ou DICA.

Cette théorie a abouti à la mise au point dun s certain nombre de dispositifs destinés à atténuer la propagation des MDI et dont l'efficacité en

garantit la validité dans une mesure certaine.

Néanmoins la théorie des MDI seule s'avérait insuffisante pour expliquer tous les phénomènes observés dans des domaines particulièrement critiques o les solutions s'avéraient sinon insuffisantes, du moins non optimales: -les lecteurs de disques compacts audiovidéo numériques, - le filtrage secteur,

-les haut-parleurs.

I1 est vite apparu que coexistait avec l'onde classique MDI localisée sur les surfaces en général et les conducteurs en particulier, un champ électrique associé susceptible de propager des perturLations électrostatiques ou électromagnétiques: c'est le Champ Ionostatique

CIS (Pierre JOHANNET, 2002).

Le Champ Ionostatique peut s'imaginer de la facon suivante: sur les surfaces d'organes électriques tels que cables, boîtiers d'appareils ou membranes de haut-parleurs sont fixées des charges électriques constituées généralement par des molécules ionisées. Ce sont celles qui sont en cause dans la propagation de l'onde MDI en surface. Des ions en pourcentage variable sont également o répartis dans l'air aLmosphérique environnant. La liste suivante est indicative et non exaustive: - hydrogène H+ ou protons, -H2+, -02-, s -H20 ou C02 qui sont des molécules polaires et donc également susceptibles d' attraction électrostatique, - des agents polluants tels que S02 ou oxydes d'azote. o L'origine de ces ions est très diverse: -champs électriques, -froLtements, triboélectricité, -vent solaire, -rayons cosmiques, s -radioactivité, rayons ionisants,

-réactions chimiques, combustions.

Or ces charges électriques sont reliées entre elles et aux charges fixes existant sur les surfaces solides par les forces de COULOMB, suivant la relation: f= q*q'/(4**0*a^2) i f: force en N. ú0: 8,8542 10-12 A/m q, q': charges en C; en pratique q=q'= ec, charge

s de l'électron= 1,6022 10-19C.

a: distance entre charges en m.

La raideur équivalente est définie par: kr= f/8a= -q*q'/(2**ú0*aA3) Le réseau ionostatique peut donc être représenté par un réseau de charges électriques de masse m, reliées entre elles par des ressorts de raideur

kr équivalent aux forces de COULOMB.

La figure 1 en donne une représentation schématique, les charges étant figurées en (1) et les forces représentées sous forme de ressorts en (2). Si a est la distance moyenne (m) existant entre les ions considérés, on peut définir deux grandeurs fondamentales caractérisant le réseau: -la vitesse de propagation: v= a*(kr/m)= ec/(2**a*ú0*m) (m/s) (1) -la fréquence propre: F= 1/(2*)*(kr/m)= ec/((2**a)3*ú0*m) (Hz) (2) On remarquera qu'il est possible de représenter un réseau équivalent pour simuler la propagation

du son dans l'air.

La raideur kr a alors simplement pour expression s kr= 7/5*k*T pour les molécules diatomiques (02, H2, N2) et kr= 5/3*k*T pour les molécules moneatomiques (O. H) o k est la constante de

BOLTZMANN:

k= 1,38065 10A-23 J/K, o et T la température absolue en K. La vitesse obéit à la relation: v= <(7/5*k*T/m) (3) o l'on remplacera le terme 7/5 par 5/3 pour les

moléaules monoatomiques.

En prenant comme masse de la moléaule d'air équivalente au mélange le constituant la valeur m= 4,8063 10A-26 kg, on obtient v= 343,36 m/s à C, et 331,44 m/s à 0 C, qui sont bien les

valeurs observées.

On donne ci-dessous les vitesses correspondant aux ions considérés à partir de la formule (3) pour la température ambiante de 20 C=293.15K: H+ 1938,51 m/s H2+ 1255,96 m/s (1284 m/s mesurés) O- 486,39 m/s 02- 313,99 m/s (316 m/s mesurés) Il est possible d' identifier la vitesse ionique issue de la formule (1) avec la vitesse du son ou vitesse thermique donnce par la formule (3): i ec/(2**a*ú0*m)=(5/3*k*T/m) (4) d'o l'on peut extraire a que l'on va introduire dans la formule (2) donnant la fréquence propre s du réseau ionique. Tous calculs faits, on obtient la relation (5): F= ú0* (5/3*k*T)A(3/2) /<m/eCA2 (HZ) (5) o Le terme 5/3 est à remplacer par 7/5 pour les

molécules diatomiques.

Remarquons que la fréquence ne dépend que de la masse moléculaire et de la température exprimée

en kelvins.

s Les fréquences obtenues et les demi-longueurs d'ondes associées pour les différents ions en fonction de leurs masses sont les suivants: H+ 1, 67262 lOA-27kg 4,673 GHz \/2= 3,21cm H2+ 3,34641 lOA-27kg 2,543 GHz \/2= 5,89cm 0- 2,65686 lO^-26kg 1,1724 GHz \/2= 12, 79cm 02- 5,31362 lOA-26kg 0,6382 GHz \/2= 23,48cm On remarquera que les demi-longueurs d'onde qui 2s seront ultérieurement mises en cause dans les procédés de filtrage sont sensiblement en progression géométrique d'ordre 2, ce qui s'avèrera particulièrement avantageux dans la suite. o On peut extraire la distance a entre ions à partir de l'équation (4): a= ec^2/(2**0)/(5/3*k*T) (m) (6) Le terme 5/3 est à remplacer par 7/5 pour les molécules diatomiques. On remarquera que a ne dépend pas de la masse des moléaules, mais

s seulement de la température absolue.

Pour revenir aux formules (1) et (2), on peut effectuer les changements de variables suivants: a= K*(vm/Na)A(1/3) vm est le volume molaire= 22, 4138 10A-3 m3, Na est le nombre d' AVOGADRO: 6,02214 10A23 molécule/mole, K est donc un nombre sans dimension représentant la fréquence ion/molécules neutres sur une arête du réseau; la dilution en volume est donc

simplement KA3.

A partir de la formule (6), on obtient pour les molécules monoatomiques K=20,48 soit KA3=8 600, et pour les molécules diatomiques: K=24,93 soit

KA3=15 500.

Ces valeurs semblent raisonnables en l' absence de données plus précises: estimer qu'une molécule

sur 10 000 est ionisée est acceptable.

On pose d'autre part: m= mm*l0A-3/Na, mm étant la masse molaire classiquement exprimée

so en grammes: 32 pour 02 par exemple.

La figure (2) donne les vitesses de propagation pour H. H2, 0 et 02 en fonction de K variant de 1

à 1000.

La figure (3) donne les fréquences de résonance pour H. H2, 0 et 02 en fonction de K variant de 1

à 1000.

On a reporté sur ces deux graphes les vitesses et fréquences correspondant aux valeurs de K considérces, soit K=20,48 et K=24, 93, les valeurs

o inférieures à 10 étant jugées peu réalistes.

Le champ ionostatique apparaît donc comme susceptible de transmettre des impuleions

mécaniques analogues aux ondes sonores.

La situation est cependant plus complexe que dans le cas d'impuleions mécaniques, car on a affaire à des charges électriques: celles-ci seront donc, en plus: -capables d'osciller sous l' influence d'une o impuleion électrostatique ou d'un champ électromagnétique, -capables d'émettre un rayonnement électromagnétique lorsqu'elles auront été excitées, soit par une impuleion mécanique, soit s par un rayonnement électromagnétique externe ou

provenant d'autres charges.

I1 est certain que ce processus est fondamental: les ions du réseau sont en permanence soumis aux chocs thermiques des molécules neutres: c'est le o mouvement Brownien. Ce sont ces charges en mouvement cahotique incessant qui sont responsables en particulier des effets de ncige sur les téléviseurs branchés sur un canal inactif. Elles oscillent alors sur leurs fréquences propres telles qu'elles sont définies par les forces électrostatiques dûes aux ions environnants, ce qui explique que ces fréquences

soient bien caractérisées: 1,17 GHz pour l'ion O-

par exemple. I1 serait cependant plus rigoureux de parler d'une variable aléatoire centrée sur 1,17GHz. Ces fréquences varient avec la

température absolue.

On aura donc à la fois coexistence d'un champ statique/électromagnétique et d'un champ o acoustique/vibratoire, avec évidemment des vitesses de propagation très différentes: la vitesse du son pour les unes, la vitesse de la lumière pour les autres. Le terme de Champ

Ionostatique recouvre l' ensemble du phénomène.

s Le fait que les ions oscillent à des fréquences bien définies est fondamental car la propagation

des ondes va être facilitée à ces fréquences.

Tout l'ensemble du réseau ionostatique, y compris les ions présents à la surface des câbles, o oscille en fin de compte, ce qui fait que l' absorption de ces oscillations ne pourra se faire que par des méthodes bien spécifiques de traitement des ondes et non par une simple application des procédés de Compatibilité Electromagnétique qui ont montré leurs limites en haute-fidélité. I1 reste en tout état de cause beaucoup de recherche à faire pour appréhender complètement le phénomène, mais les hypothèses actuelles o suffisent cependant pour proposer des solutions pratiques efficaces dans le domaine de

l'électroacoustique qui nous concerne.

Parmi les questions soulevées par ce problème, deux sont essentielles en électroacoustique: -comment le champ ionostatique interfère t'il avec l'émission sonore? -comment peut-on l'éliminer, ou au moins en réduire les effets? Le mode d' action des MDI et du champ ionostatique s associé sont restés longtemps mystérieux; il y a bien propagation le long des conducteurs puisqu'un changement de composant, indétectable aux mesures, s'entend en fin de chaîne. Cette propagation n'est pas une simple onde de surface, mais doit être imaginée comme une perturLation occupant un certain volume ionisé autour des

câbles et des appareils.

A l'heure actuelle, aucune expérience dans le monde n'a permis une quelconque corrélation entre les mesures sur l'électronique et l'écoute, ce qui semble montrer qu'aucune perturbation des MDI ou du champ ionostatique ne s'exerce sur le signal utile. Certains ont cru déceler des corrélations entre l'écoute et les mesures, mais o à des seuils de détection inférieurs à -120dB, très en deMors des possibilités de l'oreille humaine. Les seules différences significatives apparaissent bien au niveau des haut-parleurs, mais elles ont jusqu'à présent été assimilées à

un déLaut propre aux haut-parleurs eux-mêmes.

En ce qui concerne la perturbation de l'émission acoustique normale, plusieurs hypothèses peuvent

être émises dont nous retiendrons deux non-

exclusives: -le champ ionostatique est capable de transmettre une onde sonore spécifique, indépendamment de s l'onde sonore normale. A l'appui de cette thèse, les effets observés peuvent effectivement correspondre à une émission à des vitesses différentes de la vitesse du son, ce qui peut changer les tonalités percues et donc altérer la s musicalité. La principale objection est que les ions sont en quantité beaucoup plus faible que les molécules neutres, de l'ordre de 1OA-4, et la puissance correspondante ne peut-être que très limitée, en tout état de cause inférieure à

o 80dB.

-le champ ionostatique apparaît comme un ensemble de particules soumises à des oscillations de haute fréquence, que ce soient des oscillations propres aux fréquences définies figure 3, ou par un champ électromagnétique externe (ondes

herEziennes, perturbations électromagnétiques).

On notera au passage que les fréquences utilisées par les téléphones portables correspondent o sensiblement aux fréquences ionostatiques, ce qui tendrait à expliquer les mauvais résultats constatés fournis par des chaînes exposées à

leurs rayonnements.

Ces ions crcent autour d'eux une zone perturbée qui n'est plus capable de transmettre sans perte les chocs correspondant à l'onde acoustique normale, ou qui les répercute de manière erratique avec des absorptions ou des

renforcements de l'impuleion initiale incidente.

o On passe donc du choc élastique entre particules neutres, responsable de la transmission acoustique, au choc dissipatif avec une particule chargée/excitée. Le fait que les oscillations HF soient modulées par le signal ou la fréquence s secteur est une circonstance aggravante car elle augmente la corrélation entre les signaux parasites porteurs d'un signal BF ou secteur

fortement distordus et le signal utile.

Cette explication semble actuellement la plus satisfaisante: elle explique en particulier que le phénomène, demandant une certaine distance pour agir, ne soit pas immédiat et que les casques haute-fidélité écoutés à quelques

centimètres soient reconnus très musicaux.

o Pour résoudre le problème de l'élimination des vibrations parasites du champ ionostatique, il faut comprendre que le point important va consister à arrêter la propagation de l'onde associée en l'atténnant: il est en effet s illusoire d'espérer neutraliser les charges en cause, neyées dans la masse des molécules neutres, par l'apport d' ions de charge opposée: la neutralisation obtenue est lente et momentance et ne peut suffire à corriger en temps réel une o émission sonore. Les collecteurs à pointes présentent les mêmes défauts. Par contre, il est normal que le nettoyage des surfaces externes des électroniques ou des câbles, voire des enceintes, aux produits antistatiques, puisse présenter une

s certaine efficacité confirmée par l'usage.

La méthode proposée, fondée sur une action sur l'onde électromagnétique incidente et sur les ions en cause, va consister finalement à appliquer: un champ électrique constant normal au front d'onde ionique, qui dans le cas du haut-parleur

coïncide sensiblement avec le front acoustique.

-un champ magnétique constant sensiblement s tangent à ce même front, et donc perpendiculaire

au champ électrique précédent.

La combinaison des deux forme ce que l'on

appellera un champ magnétostatique.

Le champ électrique est appliqué par un ensemble s de deux grilles conductrices amagnétiques polarisées par un ensemble de piles ou tout système d'alimentation convenable, y compris secteur. Il tend à éloigner les ions de signes contraires qui seront attirés par l'électrode de o polarité opposée à la leur. La vitesse propre des ions est également augmentée par rapport à la vitesse thermique, ce qui va rendre plus efficace

l' action du champ magnétique.

La distance entre les plaques doit étre choisie s de manière à correspondre à la demi-longueur d'onde associée aux fréquences ioniques mises en jeu. Expérimentalement, c' est la valeur de 12, 8cm qui a été trouvée la plus avantageuse, mais une distance de 6,4cm reste acceptable en cas d'encombrement rhédibitoire. Cette distance de 12,8cm correspond aux ions 0- en \/2 qui semblent

les plus actifs pour notre problème.

En fixant un nceud de vibration sur chaque grille, on crée ainsi un système d'ondes s stationnaires qui va exciter mécaniquement le réseau ionique confiné entre les plaques et finalement dissiper l'énergie de l'onde. La distance de 12,8cm correspond aux ions 0-, mais également aux ions H2+ qui vont rayonner en onde so entière, et aux ions H+ qui vont rayonner en onde double. Cette longueur correspond à un quart de longueur d'onde pour les ions 02-, mais il suffira de rendre absorLante une seule des parois se faisant face à l'aide d'une mousse semiconductrice HF pour atténuer également cette fréquence, ce que les essais ont effectivement confirmé. Le champ magnétique est appliqué au moyen d'un ou plusieurs aimants de nature adaptée à l' induction voulue: ferrite, Néodyme-FerBore, Aluico, s disposés entre les deux grilles et dont le flux magnétique sera sensiblement parallèle auxdites grilles. Le champ magnétique tend à rendre circulaires les oscillations des ions, cette trajectoire circulaire étant dans un plan o perpendiculaire au champ magnétique et aux grilles. La transmission soit statique, soit électromagnétique, aux ions situés plus loin sera

donc réduite.

La disposition des aimants n'est pas critique, néanmoins la disposition alternée en carré,

stable mécaniquement, s'est avérée efficace.

L'essentiel est que le champ au niveau des

surfaces à traiter soit compris entre 7 et 380mT.

Quoi qu'il en soit, les phénomènes mis en cause dans cette protection par champ magnétostatique sont probablement beaucoup plus complexes. Les grilles parallèles constituent bien un résonateur demi-onde avec présence d'un nceud de vibration

sur chaque grille et d'un ventre au plan médian.

Elles constituent une cavité résonante o l' interaction entre les charges ioniques et l'onde électromagnétique va conduire à dissiper l'énergie de cette dernière, le champ magnétoélectrique augment ant sensiblement cette o perte d'énergie suivant un mécanisme que l'on pourrait rapprocher des courants de FOUCAULT et diminuant par ailleurs le couplage statique ou électromagnétique entre charges. Des étages successifs vont atténuer progressivement l'onde incidente jusqu'à ce que l'écoute ne soit plus perturbée: si un étage est déjà efficace, 4 ou 5

étages s'avèrent suffisants.

Les principales dispositions envisagées suivant

les applications visces concernent les haut-

parleurs, les câbles et les lecteurs de disques

s compacts audiovidéo.

-Pour les haut-parleurs, le dispositif sera très proche de celui précédemment décrit: deux grilles o parallèles et un système d'aimants permettant l' application du champ magnétostatique. Il pourra s'avérér avantageux d'incurver les grilles pour qu'elles s'identifient mieux au front d'onde acoustique. La figure 4 représente le dispositif proposé pour les haut-parleurs sous une forme schématique. La grille externe est représentée en (1), la grille interne en (2), le jeu d'aimants en (3), le système de polarisation en (4), le haut-parleur lui-même en (5). Une attention particulière doit être portée au dispositif d' application de la tension de polarisation (4) ou drain. En référence à la figure 4, on notera: -en (9), un jeu de piles permettant d'appliquer une tension comprise entre 9V et 148V, une valeur

repère étant de 72V.

-en (8), deux résistances à couche carbone de 750kQ 1/4W destinées à une limitation des courants de défaut en cas de court-circuit accidentel des piles et à un filtrage des courants HF de type MDI générés par les piles, en

conjonction avec le condensateur (10).

-en (10), un condensateur ajustable de 1 à lOOpF.

-en (7), deux inductances HF optionnelles constituces d'1 tour de fil 0lmm sur un mandrin de 010mm, avantageusement réalisées en argent ou en cuivre argenté. Ces inductances sont destinées à accorder le montage sur la fréquence d' oscillation ionique tout en bloquant les MDI s issues des piles. On pourra le plus souvent se

contenter des inductances parasites du circuit.

-en (6), une résistance de 0,25Q qui sera avantageusement constituée de 4 résistances de 1Q 1/8W à couche carbone mises en parallèle. Elle o est destinée à dissiper l'énergie d'oscillation ionique et à amortir le circuit résonnant capacité-inductances. On notera que la valeur des inductances de drain peut être approchée par la relation: L=0*n^2*S/l OU n est le nombre de spires (1), S la section correspondant à un diamètre de 10mm (0,78cm2) et l la longueur (lcm); alors LlOnH. Avec C compris entre 1 et 100pF, la fréquence de résonance: F=1/(2**(L*C)) est comprise entre 0,11 et o 1,14GHz, donc centrce autour des fréquences ioniques évoquées plus haut. Dans la plupart des cas, on pourra remplacer le condensateur variable par un condensateur fixe de la valeur la plus proche. s Le réglage de la distance entre la première

grille et le plan du haut-parleur est critique.

La distance moyenne à respecter entre le fond du cône et la grille est voisine de 6,4cm, mais il y aura lieu d'affiner cette valeur à +/- 2cm près, o soit à l'écoute, soit au moyen de la technique de mesure indiquée ci-après. La deuxième grille sera simplement positionnée à 12, 8cm en avant du plan de la première. Si des problèmes d'encombrement sont probibitifs, on pourra se contenter d'une s distance moitié, à 6,4cm, voire 3,2cm, avec

toutefois une efficacité moindre.

La grille interne sera électriquement reliée à la masse du haut-parleur, éventuellement par un

drain sans piles.

Par ailleurs, il a été trouvé avantageux de disposer une grille à l'arrière du plan du haut- parleur, parallèlement à la culasse, électriquement reliée à la grille externe (1),

éventuellement par un drain sans piles.

A titre complémentaire, on polarisera o positivement la bobine à l' aide d'un ensemble drain-piles disposé entre le (-) du bornier et la masse du haut-parleur, la valeur étant comprise

entre +12 et +36V.

-Pour les câbles de toute nature (modulation, antenne, numérique, hautparleur, secteur, fibres optiques), il est possible d'utiliser une structure coaxiale donnée figure 5 composée de o deux grilles tubulaires amagnétiques ccaxiales (1) et (2). L'utilisation de tôles au lieu des grilles s'est avérée défavorable car favorisant

la propagation des MDI en surface.

Elle utilise des aimants toriques (3) de section rectangulaire, à flux transversal, comme ceux utilisés pour les moteurs de haut-parleurs. Le dispositif de polarisation (4) est conforme à celui précédemment décrit. Le câble est indiqué en (5). Il a été trouvé avantageux que les o aimants soient en opposition de flux. De plus, pour éviter que l'onde ionostatique ne contourne les tubes, on utilise deux écrans ou grilles (6) distants de 12,8cm, de dimensions comparables à la longueur d'onde de 12, 8cm, pouvant ss accessoirement servir de supports. On pourra appliquer sur ces écrans une couche d'absorbant

HF sur la face en regard de l'onde incidente.

Pour les filtres destinés à protogér un câble s quelle qu'en soit la nature, une disposition plus efficace et particulièrement commode et est donnée figure 6. On reconnaît: -en (1) et (2), les plaques de champ, sous forme de grilles espacées de 12,8cm, o -en (3), les aimants, -en (4), le dispositif ou drain d'application de

la tension.

Cette disposition présente une échancrure qui permet d'introduire immédiatement le câble à protéger sans démontage des prises de raccordement, simplement en écartant l'aimant supérieur qui tient naturellement par attraction magnétique. On pourra mettre en série deux ou même plusieurs o de ces dispositifs séparés par une distance de 12,8cm, le même câble passant successivement dans les filtres. Le schéma général auquel on aboutit est donné figure 7a, le drain de polarisation raccordé entre les points tels que A et B étant détaillé en 7b. Par ailleurs, il a été reconnu avantageux de recouvrir d'une mousse (5) absorLant les hautes fréquences les faces des écrans en regard de l'onde ionostatique,

notamment celle en provenance du secteur.

so On remarquera que la disposition proposée pour les aimants n'en est qu'une parmi beaucoup d' autres, l' essentiel étant que le champ magnétique soit perpendiculaire aux lignes de force du champ électrique. Il suffit que le champ

moyen soit compris entre 7 et 38OmT.

L'ensemble est recouvert d'une grille (6) situce à lcm environ des grilles, elle-même polarisée positivement par rapport à la grille de plus haut potentiel. L' installation des filtres se fera sur les câbles au plus près de l'appareil alimenté, tant pour le signal que pour le courant d'alimentation secteur. Il est par exemple possible d'utiliser o un jeu unique de deux grilles permettant le passage simultané de plusieurs câbles qui seront

entourés individuellement de jeux d'aimants.

Il est également possible d'intégrer les fitres à l'entrée des appareils, au niveau des prises suivant une structure miniaturisée, qu'elle soit ccaxiale ou à plaques, ou même de les incorporer

directement à des prises ou embases.

o -Les lecteurs de disques compacts audiovidéo numériques apparaissent comme de gros générateurs de MDI: il semble que la rotation du disque en produise essentiellement par froLtement dans l'air, auxquelles vients'adjoindre une modulation du champ ionostatique en provenance du secteur. Il est possible par ailleurs que la coïncidence entre le diamètre du disque (12cm) et la 1 longueur d'onde de l'ion 0- à 12,8cm ne soit

pas indifférente.

o Les MDI et autres perturtations ionostatiques se couplent à la tête de lecture et se propagent sur l'électronique pour aboutir finalement à

l'amplificateur et au haut-parleur.

Compte-tenu des dispositions constructives des ss lecteurs audiovidéo numériques, l'application d'un champ magnétostatique par l'intermédiaire de deux grilles est difficile. On se contera de la disposition constructive indiquée figure 8. On appliquera un champ électrique entre deux s surfaces conductrices: -l'une (2) dans la partie inférieure du logement de la partie lectrice et sur ses côtés, -l' autre (1) situse au dessus du disque, au niveau du couvercle qui s'y trouve

to habituellement.

-le champ magnétique à lignes de flux sensiblement parallèles à la surface du disque est appliqué au voisinage de la tête de lecture par des aimants miniatures (3). Un jeu s complémentaire d'aimants pourra être installé en

périphérie du disque compact lui-même.

-la polarisation sera appliquée au moyen du drain

(4) précédemment décrit.

Cette protection propre au lecteur pourra être o complétée par deux filtres de câbles précédemment décrits, un sur le câble secteur et un sur le câble de modulation pour le raccordement à l'amplificateur. Il sera généralement possible d'utiliser un seul et même filtre pour les deux

types de câbles.

Lors de la mise en oeuvre des drains, on recherchera: -la tension optimale, habituellement comprise so entre 9V et 148V, la valeur de 36V donnant par expérience des résultats généralement satisfaisants. Le champ est alors compris entre

0,36 et 3,6 kV/m.

-le sens d'application de la tension, certaines dispositions constructives nécessitant une inversion des polarités par rapport aux indications portées sur les figures, -l 'agustage du condensateur variable, une valeur

repère étant de 18pF.

Les principales appréciations subjectives pouvant concourir au réglage optimal sont la qualité du grave: variété, ampleur, et la disparition des

sifflantes désagréables sur les voix.

o En ce qui concerne la protection totale d'un espace contre le champ ionostatique, il est possible de réaliser un espace équivalent à une double cage de FARADAY munie entre ses parois d'aimants à flux traneversal parallèle aux s parois, ce dispositif permettant d'isoler complètement l'appareillage situé à l'intérieur contre les champs électromagnétiques et le champ ionostatique, ce dernier pouvant traverser sans difficultés une simple cage. Les deux parois séparées par une distance de 12,8cm sont isolées entre elles et soumises à la différence de potentiel correspondant au champ électrique voulu. Il est à noter que ces fréquences ionostatiques dont les longueurs d'ondes sont centimétriques sont de nature à éclairer le comportement souvent inexplicable de chaînes haute-fidélité o des changements de disposition de boîtiers, de câbles, de prises de courant de quelques

so centimètres sont auditivement perceptibles.

Sur le plan des mesures, on notera que l' influence du champ magnétostatique a pu être

mise en évidence à l' aide de mesures acoustiques.

Le dispositif correspond au schéma de la figure 9. Un signal sinusoïdal de 1 à quelques kilohertz est appliqué à un haut-parleur. En absence de filtre magnétoalectrique, l'analyseur de spectre ( 3) qui décompose le signal capté par le microphone (1) via le préampli (2) montre les harmoniques 2 et 3 du signal, traduisant des distorsions qui diminuent de plusieurs dB après installation et surtout optimisation du filtre

o (figure 9, A et B).

I1 ne fait pas de doutes que le mécanisme mis en cause (MDI plus champ ionostatique) s'exerce aussi sur des instruments de musique o l' action s sur l'air s'effectue par l'intermédiaire d'une surface vibrante: peau, table d'harmonie des pianos, fond des violons, etc.... I1 n'y a aucun doute que des ions peuvent également adhérér à ces surfaces vibrantes et sont capables d'exciter le réseau ionostatique de l' air environnant l' instrument, du fait des vibrations mécaniques

du support.

I1 semble évident que la suppression de ces ions, autant que faire se peut, puisse conduire à une 2s amélioration spectaculaire de la musicalité. On remarquera le soin particulier apporté par STRADIVARIUS à la qualité de ses enduits ou vernis o intervenaient des substances

semiconductrices comme la silice ou le carbone.

o Le cas du haut-parleur est plus complexe puisque la bobine motrice arrose en permanence la

membrane en MDI et autres ions.

Cette notion de champ ionostatique s'est avérée essentielle pour l'amélioration des chaînes haute-fidélité, au point qu'un haut-parleur bas de gamme de quelques euros a pu rivaliser avec des enceintes de plus d'un millier d'euros. Les

tweeters deviennent inutiles sur les haut-

parleurs large-bande, par exemple.

s En dehors des chaînes haute-fidélité proprement dites, tous les instruments de musique électroniques utilisant des haut-parleurs vont voir leur musicalité très améliorce par la pose de filtres au niveau des haut-parleurs et/ou des

o câbles.

La simple pose d'un filtre secteur en amont d'une chaîne en transfigure complètement l'écoute. Ces résultats sont d'autant plus étonnants qu'il n'y a aucune intervention sur le signal audio lui

s même ni sur le courant secteur.

Un filtre secteur posé en amont d'une chaîne vidéo en améliore spectaculairement l' image: définition, nuances, saturation des couleurs sont très améliorées. Elles le sont encore plus par pose de filtres sur les raccords antenne ou

liaison signaux.

Ces méthodes de protection pourront apporter beaucoup aux techniques de réduction du bruit par opposition de phase, le point faible en étant actuellement les imperfections des transducteurs utilisés. 2s 2837664

Claims (6)

REVEND I CAT I ONS

1 )-Procédé de protection d'organes électroacoustiques contre les Microdécharges d' Interface et le Champ Ionostatique associé, utilisant une combinaison de champs constants

o électrique et magnétique.

2 )-Procédé selon revendication 1, le champ électrique étant appliqué à l' aide de deux grilles conductrices amagnétiques sensiblement

parallèles aux surfaces à protégér.

3 )-Procédé selon revendication 2, les grilles étant séparées par une distance voisine de 12,8cm. 4 )-Procédé selon revendication 1, le champ magnétique étant appliqué à l' aide dune

o disposition d'un ou plusieurs aimants.

)-Procédé selon la revendication 2, le champ

électrique étant compris entre 0,36 et 3,6kV/m.

6 )-Procédé selon la revendication 4, le champ

magnétique étant compris entre 7 et 38OmT.

7 )-Procédé selon la revendication 2, la tension étant appliquée par un drain constitué par une résistance de 0,250hm en série avec une inductance de 1 tour sur un diamètre de lOmm, en série avec un condensateur ajustable de 1 à so lOOpF, en série avec une inductance de 1 tour sur diamètre lOmm, le condensateur étant en parallèle avec un circuit constitué de deux résistances de 750kohm encadrant un jeu de piles de tension de

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polarisation comprise entre 9v et 148V assurant

le champ compris entre 0,36 et 3,6kV/m.

8 )-Application du procédé selon au moins l'une

des revendications 2, 3, 5, 7 à un haut-parleur,

l' ensemble des deux grilles étant disposé devant le haut-parleur, le champ magnétique étant appliqué au moyen d'aimants situés entre les deux grilles. 9 )-Application du procédé selon au moins l'une

o des revendications 2, 3, 5 ou 7 et l'une des

revendications 4, 6 à un câble quelconque,

l'ensemble des deux grilles étant sous forme de grilles tubulaires coaxiales, les aimants de forme torique à flux transversal étant disposés entre les deux tubes, la tension de polarisation

étant appliquée entre ces deux grilles.

)-Application selon au moins l'une des revendicatons 2, 3, 5, 7 et l'une des

revendications 4, 6 à un câble quelconque,

o l' ensemble des deux grilles avec le jeu d'aimants étant disposé de façon à ce que le conducteur traverse perpendiculairement l' ensemble des deux grilles, ces deux grilles et le jeu d'aimants associé présentant une encoche permettant de disposer facilement le câble au centre 11 )Dispositif utilisant deux ou plusieurs filtres placés en série sur le même câble à protéger, la distance entre deux grilles

consécutives étant voisine de 12,8cm.

o 12 )-Application du procédé selon au moins l'une

des revendications 2, 3, 5, 7 et l'une des

revendications 4, 6 à un lecteur de disques

compacts audiovidéo, des aimants miniatures assurant un champ transvereal au niveau de la tête de lecture, une grille étant disposée à la partie inférieure et à la périphérie du logement du mécanisme de lecture, une deuxième grille

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. ALant dispose au dessus du Bisque, la Lension de polarisation grant appliqude enCre ces deux grilles.