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En anglais
Auteur(s)
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Jacques JOUHANEAU : Professeur au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Du même auteur, l’article Enceintes aux hautes fréquences traite des enceintes aux hautes fréquences.
Pour qu’un haut-parleur constitue une source d’énergie sonore suffisante et correctement répartie dans l’espace, il est indispensable de séparer les ondes rayonnées par la face avant du haut-parleur de celles qui sont émises par la face arrière. C’est le rôle de l’enceinte. Si celle-ci permet d’obtenir des résultats satisfaisants aux fréquences moyennes du spectre, elle pose en revanche des problèmes importants aux très basses fréquences.
Si l’enceinte est totalement fermée, la masse d’air enfermée dans l’enceinte réagit par compression sur le mouvement du haut-parleur, provoquant un accroissement de la raideur apparente de la membrane. Cela a pour conséquence une « remontée » de la fréquence de coupure basse de l’enceinte qui devient inapte à restituer les fréquences du registre grave et, a fortiori, de l’extrême grave. Le phénomène est d’autant plus critique qu’aux très basses fréquences, la puissance rayonnée, proportionnelle à la résistance de rayonnement, devient très faible.
Pour compenser cet effet, on cherche à étendre la bande passante de l’enceinte en couplant l’équipage mobile du haut-parleur à une masse qui, associée à la raideur de l’enceinte, constitue un résonateur que l’on accorde sur une fréquence assez basse pour que le son grave soit restitué et assez haute pour ne pas créer de trou dans la zone de raccord.
Plusieurs solutions existent selon la nature de la masse. Ce peut être :
-
celle d’une ouverture appelée évent (cas le plus fréquent) ;
-
celle du second haut-parleur ;
-
celle d’une colonne d’air.
L’enceinte à évent est appelée « bass-reflex ». Elle donne lieu à un nombre considérable de variantes plus ou moins sophistiquées selon la forme et la position de l’évent. Le fait que l’évent rayonne tantôt en phase, tantôt en opposition de phase avec le haut-parleur pose de délicats problèmes de réglage et d’optimisation.
L’enceinte utilisant un second haut-parleur peut donner lieu à diverses familles de solutions selon que le haut-parleur complémentaire est actif ou passif et selon qu’il est placé à l’intérieur ou à l’extérieur de l’enceinte. Dans de nombreux cas, le système actif fait l’objet d’un dispositif symétrique destiné à réduire les effets de non-linéarité d’excursion.
L’enceinte à colonne d’air dérive de l’enceinte à labyrinthe. Elle peut être mise en œuvre selon différents principes dont les plus courants sont l’enceinte à ligne de transmission et l’enceinte quart d’onde.
Il est à noter que de nombreux systèmes sont aujourd’hui obtenus par combinaison de ces différents principes.
Le tableau de Notations et symboles se trouve en fin d’article.
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Enceinte à colonne
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5. Variantes
5.1 Enceinte à charge symétrique
Depuis le premier brevet déposé en 1934, l’enceinte à charge symétrique a connu de nombreux succès auprès de certains constructeurs. Cet engouement est dû en partie à la diversité des variantes que ce dispositif autorise.
HAUT DE PAGE
La plupart des systèmes à charge symétrique reposent sur le contrôle de la puissance rayonnée par l’évent (figure 20). Dans ce type d’enceinte, le haut‐parleur ne joue qu’un rôle de générateur interne d’ondes de compression et la puissance rayonnée est due uniquement aux ouvertures de l’enceinte.
Il faut noter que ce système ne compense pas la remontée de la fréquence de coupure mais il présente l’avantage de régulariser la bande passante dans la partie basse du spectre et surtout, de réduire les distorsions apportées par la dissymétrie des charges de l’enceinte classique et les non‐linéarités d’excursion.
Les effets de non‐linéarité peuvent encore être réduits par l’utilisation de deux haut‐parleurs alimentés en phase (figure 21a ) ou en opposition (figures 21b et c ). C’est le principe de l’enceinte à charge symétrique.
HAUT DE PAGE5.1.2 Équations et schéma équivalent
Dans l’enceinte à évent rayonnant, le haut‐parleur situé à l’intérieur se trouve chargé à la fois par une cavité close et une cavité accordée (figure 20).
Les équations de ce montage s’écrivent, en unités acoustiques :
avec :
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...
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