Techniques du H-P de médium

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Dans la CS 3.7, la première raison expliquant la consistante amélioration de la reproduction musicale est le nouveau haut-parleur de medium. Ce haut-parleur a été développé pour résoudre deux problèmes se posant à la fidélité du registre medium : Les résonances de la membrane et ses interférences avec le tweeter. Avant d'exposer nos solutions nouvelles nous survolerons les problèmes que ce nouveau concept veut éliminer.


1. DESCRIPTION DU PROBLÈME DE BASE

Les haut-parleurs produisent du son en faisant bouger leur membrane en avant et en arrière selon la forme de l'onde à l'entrée. Idéalement la membrane se déplace comme un tout, chaque point évoluant de la même façon que tout autre point de la membrane. Ceci est appelé le mouvement en « piston ». Tous les haut-parleurs parviennent à fonctionner en piston dans les basses fréquences mais, la fréquence augmentant, arrive un moment ou le parfait mouvement de la membrane « se brise » par déformation si bien que toute sa surface ne se déplace plus uniformément. Dans ces gammes de fréquences la membrane produit une résonance interne et vibre sur son propre accord en produisant des sons qu'elle n'est pas supposée produire. Les résonances ont aussi pour effet d'accentuer certaines fréquences et d'en affaiblir d'autres en changeant le caractère tonale du son à produire.


2.ÉTAT DE L'ART

L'approche que THIEL a poursuivie pour minimiser les effets des résonances de membranes s'est traduite par la mise au point de membranes assez rigides pour conserver le mouvement en piston dans leur principale gamme de fréquences. Ceci est accompli par l'utilisation de l'aluminium, la réalisation de formes de membranes très étudiées, l'ajout de polystyrène pour amortir et renforcer la membrane, l'emploi de bobines de grand diamètre. Ces techniques peuvent aboutir à une membrane pouvant conserver leur mouvement en piston sur une bien plus large gamme de fréquences. Un exemple d'un tel haut-parleur est le medium de la CS 6 dont vous pouvez voir la réponse ci-dessous :

Réponse du medium de la CS 6

Ce haut-parleur montre une réponse exceptionnelle avec un fonctionnement en piston maintenu jusqu'à 5KHz, presque une octave au dessus de sa plage de fonctionnement primaire située à 3KHz. De plus, le comportement résonant qui se produit dans les hautes fréquences est bien plus simple qu'à l'habitude et consiste en une seule résonance avant 10KHz. La simplicité de ce comportement résonant permet une correction électrique (filtre) compensant la résonance dominante. La réponse obtenue après correction est illustrée ci-après et présente un fonctionnement sans résonances exceptionnellement large.

Réponse du medium de la CS6 avec correction électrique par filtrage

Quoi qu'il en soit, il est toujours vrai que les imperfections résiduelles sont principalement dues aux effets de résonances de la membrane. Ainsi, pour atteindre une meilleure performance, il est nécessaire d'améliorer encore le comportement de la membrane.


3. UN PROBLÈME SUPPLÉMENTAIRE

Il y a un autre problème qui se pose concernant les haut-parleurs de medium qui nous concernent. Cette nouvelle difficulté résulte d'une solution apportée à un autre problème, ce qui est fréquemment le cas en matière d'enceintes acoustiques, il s'agit de la cohérence temporelle. La cohérence temporelle veut que chaque composante harmonique du son atteigne l'auditeur au même moment. THIEL utilise deux techniques pour y parvenir dans chacun de ses produits. La première est de monter les haut-parleurs sur un baffle incliné en ajustant l'angle et l'espacement des haut-parleurs. La seconde technique est de monter le tweeter en coïncidence (à la fois sur le même axe et sur le même plan)   avec le medium, ceci permet aux fréquences hautes d'atteindre l'auditeur exactement en même temps quelle que sa position ou la position des enceintes. Ce type de montage complexe élimine totalement tous décalages dans la radiation de l'enceinte.

Notre problème supplémentaire tient au fait qu'un tel montage coïncident du tweeter au centre du medium altère la sortie du tweeter à cause des réflexions et diffractions sur la membrane du medium. Cet effet est illustré par les deux graphiques suivants. Le premier montre   la réponse du tweeter extrêmement uniforme et non résonante dans la plage audible. Le second   montre la réponse du tweeter une fois monté dans un medium. Les altérations sont visibles et, même après une correction électrique, le résultat laisse de la place à une amélioration sensible.

Réponse du tweeter de la CS 3.7

Réponse du tweeter de la CS 3.7 monté coaxialement dans un medium standard

 

 


>>> Vue éclatée du haut parleur medium



4. UNE SOLUTION

La solution pour résoudre ces deux problèmes simultanément est un medium qui soit à la fois plat et dix fois plus rigide, pour le même poids, que nos membranes habituelles déjà extrêmement rigides. Mais ces exigences se contrarient car plus une membrane est plate et moins rigide elle devient. Et même avec une forme conique normale, comment augmenter la rigidité de manière si radicale ?

La solution que nous avons imaginé repose sur la géométrie plutôt que sur la rigidité propre du matériau.

• Une bobine très large est utilisée afin que sa poussée s'applique au milieu de la largeur de la membrane plutôt que sur le bord intérieur comme dans un haut parleur classique. Ceci réduit la distance entre le point de force et les bords de la membrane en augmentant grandement la rigidité.

• La rigidité circulaire étant obtenue par la poussée centrale d'une très large bobine, la membrane reste devoir offrir une grande rigidité radiale (du bord intérieur au bord extérieur). Nous donnons une forme à la membrane qui accroît fortement sa rigidité radiale même si ce dessin réduit un peu la rigidité circulaire (au long de sa circonférence).

• Des ondulations radiales sont employées sur la membrane en aluminium afin de garder une grande légèreté et une forte rigidité tout en offrant une surface virtuellement plate.




5. RESULTATS

Réponse du medium CS 3.7

Réponse du tweeter monté dans le medium CS 3.7

Le graphique du haut montre la réponse de notre nouveau medium. Comme vous pouvez le constater la réponse est très uniforme, sans pic de résonance jusqu'au-delà du seuil d'audibilité. Cette performance dans les hautes fréquences est sans précédent pour un medium. Le fait est que notre medium est plus uniforme et moins résonant qu'un grand nombre de tweeters.

Le graphique suivant montre la réponse du tweeter monté au centre du medium. Vous pouvez voir que la réponse du tweeter est très uniforme même monté en coaxial. Si l'on compare la réponse du tweeter seul (voir figure précédente 3.1) et la réponse du tweeter installé dans le medium, l'on constate qu'il y a très peu de différence. La comparaison d'un montage dans chaque type de medium, conique et plat, est édifiante.


6. AUTRES DÉTAILS

Il y a, bien évidemment, nombre d'autres aspects dans un haut-parleur que sa seule membrane. Même avec ces deux problèmes résolus, il reste de nombreux éléments de la conception à soigner pour obtenir une reproduction claire, propre et dynamique.

Toutes nos connaissances et nos innovations concernant les autres aspects de la membrane ont été incluses dans la réalisation de ce haut-parleur. Nous avons même développé un nouveau saladier à huit branches permettant d'assurer une totale rigidité aux moteurs du tweeter et du medium.


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