ÉLECTRO-ACOUSTIQUE
Haut-parleurs
Parmi les transducteurs électro-acoustiques destinés à transformer de l' énergie électrique en énergie acoustique, on distingue habituellement deux grandes classes : celle des haut-parleurs, appareils conçus pour rayonner dans l'espace de l'énergie acoustique, et celle des écouteurs, appareils conçus seulement pour transmettre directement des sons par l'intermédiaire d'un couplage acoustique étroit entre l'écouteur et le pavillon de l'oreille.
De même que le problème du microphone est dominé par les difficultés dues à la diffraction, le problème du haut-parleur est dominé par les difficultés du rayonnement. On demande au haut-parleur considéré comme un « émetteur sonore » des performances absolument extraordinaires – et d'ailleurs totalement irréalisables, du moins dans l'état actuel de la technique. Il s'agirait en effet de posséder des qualités de rendement, de linéarité et de directivité qui soient non seulement bonnes, mais en outre constantes sur une gamme de fréquences qui s'étend sur près de dix octaves.
Le rayonnement
Les théories du rayonnement prennent toujours pour point de départ l'étude de la source acoustique la plus simple, à savoir la source sphérique ponctuelle ou « sphère pulsante ». Une telle source émet en milieu infini des ondes sphériques divergentes qui, si on les observe très loin de la source, tendent à avoir les caractéristiques d'une onde plane.
La source peut être considérée comme ponctuelle si son rayon r est plus petit que λ/6. Si U désigne la vitesse vibratoire maximale de la surface de la sphère, la pression acoustique p créée à une distance d de la source prend alors la forme :
La source est omnidirectionnelle, et la pression acoustique varie proportionnellement à l'inverse de la distance.
Doublet acoustique
Encyclopædia Universalis France
Un des modèles intéressants directement issu de celui-ci est le doublet acoustique que constituent deux sphères pulsantes ponctuelles voisines vibrant en opposition de phase.
À une distance d du doublet, grande à la fois par rapport à λ et par rapport à l'écart δ des deux sources, le module de la pression sonore créée en milieu infini dans une direction faisant l'angle θ avec la droite qui joint les sources prend la forme :
La source obtenue est bidirectionnelle ; la pression acoustique produite à distance est maximale sur la droite joignant les deux sources et nulle dans leur plan médiateur. En outre, on remarquera que, si cette pression reste, comme dans le cas de la source sphérique simple, proportionnelle à l'inverse de la distance d, elle devient par contre proportionnelle au carré de la fréquence, et non plus à la fréquence.
La théorie du rayonnement de la sphère pulsante ponctuelle, ou celle qui en est déduite de la demi-sphère pulsante ponctuelle, rayonnant dans un demi-espace, permet d'aborder l'étude du rayonnement de sources étendues ayant des formes simples.
On considère ces sources comme formées par une infinité de sources sphériques élémentaires, selon les cas placées sur une ligne ou réparties uniformément sur une surface, et l'on opère par intégration. C'est ainsi, par exemple que l'on peut établir la théorie du piston circulaire plat, qui sert de base à l'étude du rayonnement des haut-parleurs. Un tel piston est supposé essentiellement rigide, c'est-à-dire que toutes les parties de sa surface vibrent en synchronisme rigoureux. On le considère le plus souvent comme placé sur un écran plat infini, et l'on étudie alors son rayonnement dans un demi-espace seulement. Le calcul, effectué notamment par Morse, fait intervenir des fonctions de Bessel et fournit le résultat suivant lorsque l'on considère la pression acoustique produite à grande distance de la source dans une direction[...]
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Écrit par
- Éric de LAMARE : ingénieur en chef à télédiffusion de France, chef du département Image et son à l'Ecole nationale supérieure des télécommunications
Classification
Pour citer cet article
Éric de LAMARE. ÉLECTRO-ACOUSTIQUE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Grandeurs électriques, mécaniques et acoustique
Encyclopædia Universalis France
Bobine mobile
Encyclopædia Universalis France
Microphone à charbon
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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ACOUSMATIQUE MUSIQUE
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BELL ALEXANDER GRAHAM (1847-1922)
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MUSIQUE CONTEMPORAINE - Les musiques électro-acoustiques
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Voir aussi
- MEMBRANES VIBRANTES
- ÉLECTROSTATIQUE
- RÉSONATEUR, physique
- RÉSISTANCE, physique
- RÉVERBÉRATION, acoustique
- CONDENSATEUR, électricité
- INDUCTANCE, électricité
- HAUTE FIDÉLITÉ
- MONOPHONIE
- INERTANCE, acoustique
- HAUT-PARLEUR
- MICROPHONE
- CAPTEURS
- TRANSDUCTEURS
- STÉRÉOPHONIE
- CAPACITANCE, physique
- ÉCOUTEUR
- DOUBLET, physique
- BAFFLE
- DIRECTIVITÉ, radiocommunication et acoustique
- ENCEINTE ACOUSTIQUE
- PRISE DE SON
- BESSEL FONCTIONS DE
- PAVILLON, électro-acoustique
- ÉNERGIE CONVERSION D'
- FORCE ÉLECTROMOTRICE
- ÉLECTRONIQUE, science et technique
- ÉLECTRODYNAMIQUES APPAREILS
- LONGUEUR D'ONDE
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