Les produits issus de notre manufacture utilisent une technologie brevetée par notre société Sound Laboratories et appelée « Distributed Bass Resonance » qui élimine virtuellement deux des principaux inconvénients des enceintes à doublet acoustique (radiation avant et arrière) :
Il s’agit de la résonance de la membrane et l’annulation d’énergie du mode de fonctionnement en doublet acoustique.
Tout d’abord, les pics de résonances produits par les membranes tendues peuvent être un véritable handicap dans les haut-parleurs électrostatiques s’ils ne sont pas éliminés. Ils peuvent produire une forte énergie acoustique allant parfois jusqu’à 30dB. Ces résonances ne font pas que colorer le son mais elles engendrent aussi une limitation de la dynamique utile de l’équipage mobile.
La méthode classique employée par d’autres pour éliminer ces pics de résonances est de sévèrement limiter la bande passante dans le grave. Certains autres ont utilisé un amortissant qui, malheureusement agit toujours au-delà de la fréquence visée. Chez Sound Lab nous voulons que nos produits vous placent en situation de spectateur au concert, donc que vous ressentiez cette charpente physique qu’est le grave dans un événement musical.
Nous avons considéré la possibilité d’utiliser l’énergie de résonance constructivement plutôt que de chercher à l’éliminer. La caractéristique d’une membrane mal amortie à sa fréquence de résonance est d’être très réactive à cette fréquence, ceci car tous les points de la membrane résonnent en même temps et chacun contribue et s’additionne à l’énergie non désirée.
Plutôt que de permettre à la totalité de la membrane de participer à la résonance, pourquoi ne pas concevoir une solution qui mènerait à ce que différentes sections de la membrane résonnent à différentes fréquences au moyen d’une répartition calculée. La composante de résonances résultant de cette nouvelle approche est répartie et distribuée au-delà de la bande passante du grave. Cette approche présente un double avantage de grande importance : La résonance dans le registre des graves est éliminée et l’efficacité du système dans les basses fréquences est drastiquement augmentée. Concrètement la réponse dans les basses fréquences est meilleure, plus rapide, plus dynamique et non compressée.
Le principe de résonances distribuées résout aussi un problème épineux propre aux panneaux dipôle : L’annulation acoustique de fréquences .
Un panneau fonctionnant en doublet acoustique est fondamentalement une membrane vibrante dont l’énergie acoustique se propage librement de ses deux faces. La radiation bipolaire possède la plus faible coloration acoustique de tous les systèmes à membrane chargée. Cependant, puisque les deux ondes provenant des faces opposées de la membrane sont mutuellement hors phase, elles commencent à s’annuler l’une l’autre dans les basses fréquences dégradant ainsi la réponse du grave. En déterminant judicieusement les lois par lesquelles l’énergie des résonances est distribuée, les effets de l’annulation de fréquences peuvent être virtuellement éliminés.
La figure N°3 montre la réponse typique d’un radiateur bipolaire. La figure N°4 montre une des méthodes pour sectoriser la membrane pour distribuer l’énergie. f1, f2, etc, représentent les fréquences de résonances pour chaque secteur. La Figure N°5 illustre la réponse plate qui résulte de notre approche technique.
Dans l’espace très proche du HP la réponse dans le grave augmente en même temps que la fréquence descend. Ceci s’explique par l’annulation d’ondes du dipôle qui n’apparaît pas encore. En revanche, dans l’espace plus éloigné du HP, celui qui correspond à votre distance d’écoute, cette accentuation ajoute exactement l’énergie nécessaire à chaque fréquence pour compenser l’effet d’annulation du doublet acoustique. Il en résulte une réponse plate. En d’autres termes, la loi de distribution doit être déterminée pour que ses effets compensent la courbe de réponse du haut-parleur sous l’influence de l’annulation bipolaire. Bien entendu un égaliseur électronique pourrait être utiliser pour obtenir le même effet, mais ceci réduirait la plage dynamique des basses fréquences de 15dB ou plus.
Maîtriser le registre des graves sur un panneau acoustique est l’enjeu crucial de ce type de transducteurs. Cette maîtrise fait la différence et nous sommes le seul fabricant au monde à proposer, depuis trente ans, un panneau véritablement Full Range en continuelle évolution.
BASS FOCUS
Cette technologie nouvelle repose sur le principe acoustique selon lequel l’angle de dispersion naturelle d’une surface radiante est proportionnel au ratio entre la longueur d’onde radiée et la dimension physique du radiateur. Cette relation montre que pour réduire l’angle de dispersion de l’énergie basses fréquences la taille du radiateur doit être augmentée.
Avec ce principe à l’esprit, considérons que la membrane radiante de nos panneaux n’est qu’un simple film divisé en une série de secteurs radiants indépendants. La surface de chacun de ces secteurs suit une formulation qui égalise la réponse en fréquences graves du panneau, ce que nous appelons la résonance distribuée. L’organisation des secteurs radiants dans nos panneaux avant le Bass-Focus plaçait les graves dans les secteurs bas du panneau pour remonter par tranches de plus petits secteurs vers les hautes fréquences et vers le haut du panneau. Avec le Bass Focus nous plaçons le même nombre de secteurs basses fréquences en bas et en haut du panneau. Ensuite les secteurs de la cellule allant vers le milieu réduisent de taille dans les deux directions jusqu’au centre du panneau où se trouvent désormais les plus petits secteurs.
Ce nouveau dessin de la cellule de dispersion permettant d’avoir des basses fréquences en provenance du haut et du bas du panneau accroît la sensation d’une seule source de graves sur toute la surface radiante du panneau. Ceci autorise une meilleure directivité de l’onde grave sur le plan vertical ce qui résulte en une amélioration nette de l’énergie délivrée vers la position d’écoute. Le doublement de la surface radiante des graves conduit aussi à un doublement de l’énergie produite dans ces fréquences.
BAGUE DE DIFFUSION DE CHARGE ÉLECTRIQUE EN CUIVRE
La force motrice dans un HP électrostatique est créée par l’interaction d’une charge constante (invariable) appliquée à la membrane par l’alimentation et la charge variable du signal appliquée aux stators par l’amplificateur. La membrane est spécialement traitée pour que sa surface soit électriquement conductrice afin d’accepter une charge électrique.
Idéalement, la charge de la membrane devrait être parfaitement uniforme sur toute sa surface. Si la moindre fuite apparaît, elle réduit la charge dans cet endroit particulier et affaiblit donc la production de son. Il en résulte une baisse sensible de l’efficacité. Les fuites apparaissent généralement sur les bords extérieurs de la membrane, là où elle rejoint le châssis de la structure. Ces fuites sont, le plus souvent, dues à la condensation de l’air humide dans les climats humides. Elles peuvent aussi être la conséquence d’une accumulation de micropoussières attirées par la membrane, de microscopiques gouttes d’huile, de particules de carbone provenant de fumées de cigarettes, etc.
La bague de diffusion en cuivre pur que nous employons bloque les éventuelles fuites et maintient une charge uniforme sur toute la surface de la membrane. Cette bague en feuilles de cuivre entoure la totalité de la membrane conductrice et le voltage de charge fourni par l’alimentation est diffusé uniformément vers la membrane. Si de l’humidité ou tout autre impureté crée une fuite de la membrane vers la structure, cette dernière doit traverser la bague de diffusion. La force de charge dont est capable cette bague est assez forte pour pouvoir maintenir une charge uniforme contre tout chemin de fuite, ainsi la reproduction sonore n’est pas affectée.
Par analogie imaginons l’exemple suivant : Le remplissage d’une baignoire (eau ou sable) jusqu’à un certain niveau représenta la charge uniforme (surface plane) et invariable (plane partout et à tout moment) que la membrane doit recevoir. Si la baignoire fuit à un endroit, le niveau, à cet endroit précis, va baisser. Maintenant si, au lieu de remplir la baignoire au moyen d’une source localisée (robinet), nous la replissons à l’aide d’une distribution circulaire en périphérie capable de remplir cette baignoire en tous points, il en résulte que le niveau n’est à aucun moment perturbé par la fuite. Le rôle de la bague de diffusion est strictement identique dans un espace à deux dimensions.
La Bague de diffusion élimine les effets de la poussière et autres particules néfastes. Elle est cruciale dans les climats chauds, salés et humides. Cette technique complexe et coûteuse s’oppose à l’alimentation classique en un ou plusieurs points de la membrane. Elle marque aussi une nette différence avec d’autres productions en termes de durabilité, de fiabilité et de performances dans le temps. No panneaux sont tous minis d’une grille de protection qui immunise la membrane de l’essentiel des pollutions aériennes. Voici l’une des raisons pour laquelle nous entretenons encore des produits en service depuis 25 ans.
GÉOMÉTRIE
La source Acoustique Linéaire :
Qu’est-ce qu’une source acoustique linéaire et comment peut-elle améliorer votre plaisir musical ? Comme vous allez le découvrir, nous sommes prêts à défendre sans limites la source acoustique linéaire comme la configuration acoustique optimale pour reproduire fidèlement la performance musicale dans votre pièce d’écoute.
Conceptuellement, la source linéaire serait comme attacher une corde de guitare magique (une corde capable de générer toutes les fréquences du spectre audio sans défaut) d’un coté de l’infini et de relier l’autre extrémité à l’opposé, de l’autre coté de l’infini. Par chance cette corde passerait verticalement au travers de votre toit puis au travers du sol de votre pièce d’écoute à l’endroit précis où vous souhaitez placer votre haut-parleur. Ceci s’apparenterait à une source linéaire verticale. Notez que vous pourriez aller au sous-sol puis dans les combles pour couper les portions de corde qui ne traversent pas la pièce sans affecter le son diffusé dans celle-ci.
Que produit cette « ligne » ? Tous les sons rayonnent perpendiculairement à cette ligne et il n’y a donc pas de dispersion verticale. Vous mettre à genoux devant cette ligne n’aura aucun effet sur le son perçu. Puisque le son est dispersé uniquement sur le plan horizontal, la source acoustique linéaire possède un autre caractéristique avantageuse : Lorsque l’on se déplace vers une source linéaire, psycho acoustiquement le son ne semble pas devenir plus fort. Maintenant, sans entrer dans des considérations trop techniques, considérons ce que tout cela signifie concernant le son perçu dans votre pièce d’écoute.
Si la permission vous était accordée de vous promener autour d’un orchestre pendant une représentation, vous remarqueriez, si vous vous placez d’un coté de la salle, que vous êtes encore capable d’entendre la totalité de l’orchestre mais l’image de celui-ci aurait une perspective différente de celle que vous en aviez assis en plein centre face à lui. En conservant cette image décalée, les instruments les plus proches apparaîtront plus puissants que ceux placés plus loin mais ne les masqueront pas, vous les entendrez toujours.
Maintenant considérons cette source linéaire dans votre pièce d’écoute. Rappelons-nous que lorsque nous avançons vers une source linéaire, le son ne paraît pas plus fort. Si vous restez près d’un des haut-parleurs, il ne couvre pas le son de l’autre. En fait vous obtenez la même perspective que lorsque vous étiez dans la salle de concert et que chaque instrument était à sa place où que vous vous trouviez. Ceci s’appelle l’étagement et la source linéaire reproduit l’étagement réaliste dont vous profitez dans une salle de spectacle ou de concert. La position d’écoute idéale habituellement appelée « sweet spot » est donc virtuellement la pièce d’écoute entière. Il n’est plus nécessaire de rechercher le point d’écoute idéal, levez-vous, bougez et profitez toujours pleinement de la scène sonore sans dégradation.
A l’opposé de ce mode de diffusion se trouve la source ponctuelle employée par la plupart des autres systèmes de haut-parleurs. Les caractéristiques de la source acoustique ponctuelle sont parfaitement opposées. Lorsque vous vous approchez d’une source ponctuelle, le niveau sonore devient nettement plus important et, dans un système stéréo, vous n’entendrez plus l’autre haut-parleur du fait du masquage acoustique. De plus, l’énergie est aussi diffusée verticalement ce qui pose un autre problème majeur : les réflexions et réverbérations de l’onde sonore sur le sol et le plafond. Avec un système d’enceintes à source ponctuelle, la seule position possible pour obtenir une image correcte et un bon équilibre spectral est la ligne située au centre des enceintes avec les oreilles placées à la bonne hauteur. Les avantages de ce type d’enceintes résident dans leur compacité et leur coût de fabrication.
Pourquoi des cellules de diffusion plutôt qu’une membrane incurvée ?
Certains panneaux introduits plus tard sur le marché disposent d’une membrane incurvée dans le but d’offrir une nécessaire dispersion horizontale de l’énergie sonore. Intuitivement, cette approche peut paraître idéale mais se révèle décevante à plus d’un titre.
En plan de coupe, une membrane incurvée prend la forme d’un arc de cercle. Pour un déplacement donné, la force exercée sur une membrane courbe accroît sa tension proportionnellement à l’angle de courbure. Un problème majeur survient lors de grandes excursions (déplacements) car la force de tension de la membrane s’oppose à la force motrice électrostatique (le Mylar possède une force de tension supérieure à l’acier pour une masse comparable !). En résumé, sur les forte, la membrane ne peut pas atteindre son déplacement complet en certains points et cela se traduit par une nette distorsion sur les pointes de modulation. Lors du déplacement inverse (vers l’arrière) de la membrane se produit l’effet inverse et l’on constate une détente de la membrane.
Ceux choisissant cette approche doivent nécessairement se restreindre à un angle de dispersion de 30 degrés au mieux, doivent faire le choix d’une membrane d’une épaisseur bien supérieure et ne peuvent envisager de confier la reproduction des basses fréquences au panneau électrostatique. Il en résulte une solution hybride dans laquelle les basses fréquences sont confiées à un haut-parleur électrodynamique n’atteignant pas le haut niveau de définition et de cohérence que l’électrostatique peut conférer aux graves.
Face à ces caractéristiques inacceptables proposées par une membrane incurvée nous avons développé un panneau à « facettes ou cellules » assurant la dispersion horizontale. Ainsi la membrane reste plane, fine et suffisamment rigide pour garantir un fonctionnement « Full Range » de 25Hz aux ultrasons sans les inconvénients supplémentaires du filtrage. En termes plus descriptifs ce panneau se constitue de secteurs plats rectangulaires incurvés sur l’avant de manière à reproduire une courbe sur toute la largeur du transducteur. Il est fabriqué en matériaux composites et il est disposé sur la face avant, l’arrière du transducteur reste donc plat. La matière, l’expressivité et l’impacte du grave sont reproduits d’une manière incomparable avec une onctuosité à la fois nerveuse, rapide et confortable. Nombre de connaisseurs vous dirons à quel point aucune crispation ne vient gâter le ressenti charnel du registre grave.
TRANSFORMATEURS TORROIDAUX
Dans le haut-parleur électrostatique, de manière à développer une force électrostatique adéquate pour produire un son acceptable, le signal audio de l’amplificateur doit avoir une amplitude très supérieure à ce que l’amplificateur de puissance produit. Ainsi, un transformateur « rehausseur » est employé pour faire ce travail.
La précision avec laquelle le voltage du secondaire suit le voltage du signal appliqué au primaire est de première importance. Le coeur magnétique qui couple les bobinages primaire et secondaire détient la clef du succès. La géométrie du noyau et le matériau employés sont tous les deux très important.
Le transformateur toroïdal, plus coûteux à fabriquer pour cette application particulière, surclasse en tous point les transformateurs classiques. Le noyau d’un tel transformateur demande moins d’énergie pour assurer un bon couplage magnétique entre les enroulements et garantit des résultats ultimes dans la quête de résolution des signaux de faible amplitude et de pureté du signal. Les sons délicats sont significativement plus réalistes, les nuances et les tessitures sont encore mieux rendues au profit d’un réalisme poussé à l’extrême.
Cette nouvelle approche de l’alimentation repose sur l’utilisation de transformateurs toroïdaux que nous proposons désormais en standard sur tous nos modèles. Nous l’avons d’abord intégré sur le modèle Ultimate et les résultats d’écoutes furent si probants que nous avons très vite considéré cette option comme indispensable pour tous nos plus récents modèles. Cette option qui représente un surcoût substantiel est intégrée dans les séries PX.
Les produits proposés en Europe emploient tous la technologie professionnelle PX et sont donc tous équipés de transformateurs toroïdaux.
Une récente amélioration des transformateurs combinée à une plus grande taille de cœur a récemment vu le jour sous l’appellation « Toroid II ». Cet upgrade est une option pour toute la gamme sauf les modèles Ultimate et Majestic où ils sont inclus en standard.
L’option « Hot Rod » consiste en l’utilisation de composants électronique de très haute qualité et donc plus chers. Elle est incluse dans les modèles Ultimate et Majestic ou elle se combine aux transformateurs Toroid II pour constituer ce que Sound Lab appelle la version « Consummate » de la plaque d’alimentation.
TECHNOLOGIE PX PROFESSIONNELLE
Durant l’année 2006 nous avons introduit deux avancées majeures dans nos produits.
La première concerne l’assemblage des stators qui assure une meilleure isolation et permet l’accroissement de la surface de « radiation ». Notre nouvelle technique d’assemblage améliore encore la fiabilité et la résistance du panneau grâce à un montage « sur coussins » des stators dans la structure, ce qui élimine la majorité des risques de détérioration de l’isolation. De plus, un nouveau traitement au Téflon appliqué à nos membranes élimine la fatigue provoquée par les excursions importantes.
Ces deux mises au point techniques apportent une amélioration significative à la fois en performances et en fiabilité à long terme.
La seconde dérive de certaines de nos applications professionnelles et se dénomme PX pour « Professional Extension ». Cette technologie introduit une structure en grille comme support des câbles du stator, elle apporte une rigidité renforcée du stator face à la force de contre réaction et il en résulte une efficacité améliorée et un rendement plus aisé.
L’épaisseur accrue des cellules demande un châssis adapté et cette amélioration ne peut malheureusement pas être adaptée sur tous les anciens modèles. Les nouvelles structures conçues pour les cellules PX sont plus rigides et solides grâce à l’emploie de matériaux plus modernes.
Cette évolution de nos panneaux combinée aux nouvelles alimentations représente un complet changement. Loin des idées que l’on peut encore s’en faire, nos panneaux électrostatiques ont su s’adapter à la demande moderne avec plus de rendement, de puissance, une efficacité meilleure pour des amplificateurs plus standards, un grave rapide ample et puissant procurant une véritable forme d’impact grandeur nature, une reproduction plus détaillées et dynamique et une construction robuste faite pour durer longtemps, sans anicroche.
