La conception de haut-parleur hi-fi à déflecteur ouvert de haute qualité présentée ici remplace le boîtier de haut-parleur commun. Son modèle d'émission sonore ressemble à un modèle électrostatique. Il fonctionne sans boîtier ni boîtier pour les woofers, bien qu'il utilise une dynamique normale pour les unités d'entraînement. La reproduction offre un impact extrêmement «spacieux» sur les oreilles.

Considérations sur la conception

L'énergie électrique est normalement transformée en énergie acoustique via une unité d'entraînement dynamique. Vous pouvez trouver d'autres formes, comme les unités électrostatiques et à ruban, mais elles sont généralement plus coûteuses et parfois plus sensibles, ou plus compliquées à construire par rapport au type de cône classique qui existe depuis environ 70 ans.

Partout dans le monde, des millions de unités d'entraînement d'enceintes sont fabriqués annuellement. Seul un petit pourcentage d'entre eux est destiné aux équipements hi-fi: le reste est destiné aux téléphones, aux autoradios. radios portables, etc.

En règle générale, le haut-parleur conique n'est considéré comme approprié que pour un traitement audio de haute qualité, car ce type a la capacité de mettre un niveau d'air substantiel en mouvement (c'est le seul aspect important de la caractéristique d'audition physique).

Lorsqu'un «diaphragme» doit reproduire des basses fréquences, il est essentiel que l'avant et l'arrière de son cône ne soient pas capables de se «détecter» l'un l'autre (sinon, un court-circuit acoustique pourrait se produire).

Pour cette raison, un boîtier étanche ou un boîtier bass-reflex est généralement utilisé pour la reproduction des basses fréquences.

Ce type d'enceinte présente l'inconvénient, car il a tendance à osciller avec le cône (sauf s'il est boulonné sur du béton).

Quelques spécialistes pensent que le motif doit se concentrer comme une source ponctuelle, c'est-à-dire que toutes les plages de fréquences doivent être transmises autour d'un angle de 360 °.

En pratique, le diagramme de rayonnement des unités à moyenne fréquence et tweeter est limité à environ 180 °, seuls les woofers peuvent atteindre environ 360 °.

Vous pouvez trouver des solutions à cela, par exemple en fixant également les unités d'entraînement à l'arrière du boîtier. Une autre option est l'application de pilotes électrostatiques, car ceux-ci poussent les ondes vers l'avant et vers l'arrière.

Comme le son reproduit à l'avant est en antiphasé avec celui à l'arrière, ces modèles réagissent différemment d'un radiateur multidirectionnel.

Ce type d'unités est par conséquent connu sous le nom de radiateurs dipôles, même si le style de rayonnement est octogonal. La sortie sonore de ce type d'unité peut cependant être extrêmement agréable à entendre, simplement parce que les ondes sonores de l'arrière arrivent à l'auditeur par plusieurs réflexions, qui renforcent l'impact stéréoscopique.

La conception discutée de la boîte de haut-parleur de haute qualité à baffle ouvert, qui, bien qu'elle ne soit pas complètement nouvelle dans le monde de la musique, n'a pratiquement jamais été le sujet d'une entreprise DO-IT-YOURSELF, aspire à mélanger ces différents facteurs. En termes simples, celui qui s'exécute comme un radiateur dipôle mais utilise des unités d'entraînement dynamiques régulières.

Les basses fréquences sont traitées par deux woofers placés sur un minuscule baf ﬂ e, tandis que les fréquences moyennes et hautes sont traitées par deux piaillements et une paire de tweeters, un de chaque à l'avant et un de chaque à l'arrière.

“décrire la relation entre la fréquence et la longueur d'onde ”

Conseils techniques

Lorsqu'une unité de commande de haut-parleur est installée au milieu d'une carte, sa caractéristique de fréquence sous la fréquence de coupure inférieure (déterminée par les dimensions de la carte) diminuera au taux de 6 dB par octave.

Sous la fréquence de résonance de l'unité d'entraînement qui passera à 18 dB par octave, cela n'a cependant pas d'importance lorsqu'il s'agit d'unités d'entraînement ayant une fréquence de résonance basse.

Cet effet est plus préférable par rapport à celui d'un caisson scellé (12 dB par octave) ou à celui d'un caisson de basse ré ﬂ exible (12-18 dB par octave).

L'inconvénient est évidemment que la fréquence de coupure inférieure est plus élevée (demi-longueur d'onde: diamètre de la carte). Avec cette fréquence, la face avant et la face arrière du cône commencent à s'annuler afin que la fonctionnalité résultante se dégrade.

C'est comme si l'air pressé vers l'avant était assimilé par l'air aspiré par le cône à l'arrière. Une fréquence de coupure de 60 Hz nécessite une carte d'environ 3 x 3 pouces (10 x 10 pieds).

De plus, une caractéristique propre exige que l'unité d'entraînement soit installée de manière asymétrique, pour garantir que les «courts-circuits» sont répartis sur une large gamme de fréquences.

Ce type de carte substantielle est, évidemment, au-delà de la vue pour une application à domicile, où les modèles pour des fonctionnalités identiques occupent un espace réduit.

Néanmoins, la conception du déflecteur ouvert continue de susciter la curiosité, car elle évite les innombrables conséquences (indésirables) qu'un boîtier a sur la reproduction du son (ondes stationnaires: vibrer ensemble, etc.).

La vibration du boîtier devient en fait un défi majeur lorsque le boîtier est construit en bois. Pour un usage domestique, un panel de mesures modérées posé sur le sol d'une pièce pourrait éventuellement être tenté pour améliorer artificiellement sa dimension et ainsi réduire la fréquence de coupure.

En outre, une compensation électrique peut être appliquée pour (dans une certaine mesure) compenser la décadence acoustique. Cela diminuera probablement l'efficacité et la puissance dans une certaine mesure, mais cela pourrait être maintenu dans des limites réalistes grâce à l'utilisation d'un cône de taille importante et en limitant la correction.

La disposition actuelle fonctionne sur la planche haute et étroite où deux woofers de 210 mm sont installés et sont destinés à un positionnement vertical sur le sol. La fréquence de coupure basse (calculée) (-3 dB] se situe à près de 100 Hz.

Parce qu'un ampli ﬁ cateur supplémentaire a été jugé inutile. le réseau de correction est en fait un type LC passif connecté à l'entrée des woofers voir Fig.3.

La disposition actuelle des enceintes Hi-Fi fonctionne sur le panneau haut et étroit où deux woofers de 210 mm sont installés et sont destinés à un positionnement vertical sur le sol. La fréquence de coupure basse (calculée) (-3 dB] se situe à près de 100 Hz. Etant donné qu'un ampli ﬁ cateur supplémentaire a été considéré comme inutile, le réseau de correction de croisement est en fait un type LC passif connecté à l'entrée des woofers voir Fig. 3.

Circuit de réseau de croisement pour circuit de boîte de haut-parleur à chicane ouvert

Fig.3

Liste des pièces

La caractéristique (mesurée) du woofer installé sur une carte, celle du réseau de correction et celle du haut-parleur réglé sont affichées sur la Fig.1.

Fig. 1

Pour maintenir l'efficacité et la gestion de la puissance dans des limites tolérables, la correction a été limitée à juste au-dessus de 1 octave.

L'efficacité est diminuée de 8 dB. L'utilisation d'une paire de woofers n'améliore pas réellement le rendement (l'impédance globale est plus faible bien que la dissipation soit plus importante). et la puissance de sortie continue d'être pratiquement identique à celle d'un woofer de 210 mm dans un boîtier fermé. Les caractéristiques testées sont présentées sur la figure 2.

Fig.2

On observe que la fréquence de coupure de -3 dB est réduite à environ 35 Hz, ce qui est une bonne valeur pour les applications hi-fi.

Notez que la courbe corrigée est constituée des effets du filtre passe-bas pour qu'elle recommence à glisser sur 200 Hz. Le symbole dc qui en résulte est un baffle étroit qui offre une meilleure sortie des graves à des fréquences inférieures à celles de plusieurs enceintes «traditionnelles».

Il peut sembler que la disposition des baffles ouverts proposée ne reproduira pas bien les basses fréquences. Cependant, cela peut être dû au fait que les concepteurs de boîtes ne permettent généralement pas l'effet de la pièce ou de l'espace réel, ce qui entraîne un pic de basse fréquence dès que le haut-parleur est utilisé pour la pièce.

Les caractéristiques des woofers testés à l'avant et à l'arrière sont essentiellement les mêmes aux basses fréquences. Ce n'est tout simplement pas le cas avec les squawkers (unités de milieu de gamme et tweeters, ce qui implique que ceux-ci doivent être répliqués à l'arrière.

De plus, les squakers ont des caractéristiques de fréquence très courbes et une efficacité de rayonnement inférieure. Pour cette raison, il est devenu important de placer ces unités dans un petit logement

Sélection des unités d'entraînement

Pour assister à un rayonnement amélioré, le diamètre des unités d'entraînement doit être petit par rapport à la longueur d'onde audio reproduite.

Par conséquent, une méthode à trois voies est nécessaire. Étant donné que la sélection de différents types d'unités d'entraînement dans un système entraîne généralement des difficultés de disponibilité, il a été choisi de sélectionner les 3 types de la gamme d'un seul fournisseur.

Le réseau cross-over

Le circuit du réseau croisé peut être vu sur la figure 3, sa sortie testée est représentée sur la figure 4. Les inducteurs L2 et R2 fournissent la correction basse fréquence comme indiqué sur la figure 1.

Fig.4

Le filtrage proprement dit est effectué par L1-C1. Cette section donne une pente du second ordre environ au-dessus de 400 Hz (elle semble assez réduite Fig.4, mais c'est peut-être parce que les courbes ne concernent que la puissance électrique: les rendements des unités d'entraînement ne sont pas inclus.

La résistance R1 garantit une résistance assez stable à la sortie du système, indépendamment de l'impact de L2-R2 et de l'impédance dépendant de la fréquence des woofers. La partie pour les squawkers comprend L4-C2 pour le roll-off à 400 Hz et L5-C3 pour le même à 5 kHz. Les pentes sont d'environ 12 dB par octave.

Parallèlement au déroulement naturel des tweeters, cela produit une pente plus nette, ce qui est crucial pour s'assurer que les appareils de milieu de gamme ne traitent pas une quantité excessive de puissance. L'atténuateur R3-R4 entre la section et les unités d'entraînement offre une adaptation de niveau à près de 3,5 dB. La section tweeter (second ordre) comprend L5-C4.

L'atténuateur R5-R6 fournit une adaptation de niveau d'environ 5,5 dB pour offrir une réponse en fréquence acoustique ultime et plate. Le réseau croisé est mieux développé sur un petit vérin à usage général, voir la figure 5 pour une disposition des composants appropriée.

Fig.5

Les inducteurs à noyau sont assez lourds et doivent donc être correctement serrés, si possible avec des écrous, boulons et rondelles non métalliques. Les inductances L1, L2 et L4 sont des types de bobines avec un noyau HQ. Ce matériau ne crée pas de distorsion aux fréquences hautes et basses et est également assez bon marché.

Puisque L1 et L2 sont supposés transporter des courants relativement importants, les inducteurs à noyau d'air ou ont un matériau de noyau non ferreux ou inférieur. Malgré le fait que C2 est choisi comme électrolytique bipolaire, un type MKT peut également être utilisé aussi efficacement.

“Brochage d'affichage à 7 segments à anode commune ”

Comment construire

Essentiellement, toutes les sections représentées sur la figure 6 sont fabriquées à partir de panneaux de particules de densité moyenne de 25 mm [1 in]. L'élément majeur est le panneau A, une planche de 1150 mm de haut sur laquelle sont montés une paire de woofers, un squawker et un tweeter.

Notez que toutes les unités d'entraînement doivent être boulonnées dans des trous creusés, ce qui augmentera considérablement leur efficacité de rayonnement. Ceci n'est cependant essentiel que sur la face avant, car la transmission audio de l'arrière n'est pas si importante.

Fig.6

Une vue latérale de la conception jusqu'à présent ressemble à une section solide individuelle de 50 mm [2 po] qui s'élargit sur la base.

Terminez cela si nécessaire avec de la laque ou du placage. N'oubliez pas le panneau E Une fois que la laque ou le placage est sec, travaillez les cordons des haut-parleurs et installez les unités d'entraînement à l'avant - ne négligez pas les câbles du squawker arrière et du tweeter.

Branchez les câbles aux appareils. Étiquetez les extrémités du câble, afin que cela ne crée pas de confusion par la suite concernant les différentes bornes du câble.

Les trous par lesquels les fils passent doivent être scellés à l'eau à l'aide, e. g. un pistolet à colle. Ensuite, fixez le panneau E avec des vis pour panneaux de particules vers l'arrière supérieur comme indiqué sur la Fig. 6b. Les têtes de vis doivent être contre-noyées.

Fig.7

Couvrez les espaces entre les panneaux avec du ruban adhésif approprié. Après cela, installez le squawker arrière et le tweeter.

Assurez-vous que les connexions des câbles à ces sections sont une réplique de celles situées à l'avant, à savoir, connectez la ligne + du tweeter avant à la ligne - du tweeter arrière, et de même avec les unités de milieu de gamme.

La polarité électrique en fonction du réseau croisé dépendra des haut-parleurs avant.

Ensuite, installez le système croisé sous les woofers comme illustré sur la photo de la Fig. 7. Enfin, créez un support en forme de L comme présenté sur la Fig. 7, boulonnez-le au panneau de base comme indiqué et installez les douilles sur celui-ci. . Raccordez les prises au réseau croisé selon vos besoins.