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Résonance de cône de haut-parleur

Résonance de cône de haut-parleur


L'un des paramètres clés figurant dans les spécifications des haut-parleurs est la fréquence de résonance du cône.

La fréquence de résonance du cône est un paramètre clé pour les haut-parleurs car elle régit les performances des graves et où la réponse des graves diminue.

En tant qu'indicateur très large, les enceintes plus grandes ont des fréquences de résonance de cône plus basses et, par conséquent, leurs performances dans les basses sont meilleures.

Bases de la résonance du cône de haut-parleur

La résonance du cône du haut-parleur est d'une importance particulière car la sortie du haut-parleur tombe à un taux de 12 dB / octave en dessous de cette fréquence. En conséquence, plus la fréquence de résonance du cône d'enceinte est basse, meilleure est la réponse des graves.

Pour prendre le cas le plus simple d'un haut-parleur à l'air libre, on constate que la fréquence de résonance est proportionnelle à la racine carrée de l'inverse de la masse du cône et de la conformité du schéma de suspension pour le cône.

Où:
Fr = fréquence de résonance du cône du haut-parleur
M = masse du cône en grammes
C est la conformité en m / N

On peut voir que pour la fréquence de résonance la plus basse, la compliance doit être aussi grande que possible, mais capable de fournir un degré de suspension stable. La masse du cône doit également être importante, mais une masse de cône plus grande équivaut également à un niveau de sensibilité réduit et à une réponse en haute fréquence plus faible.

Pour obtenir une bonne réponse dans les graves, un haut-parleur de basse séparé est utilisé et les hautes fréquences sont souvent couvertes par des haut-parleurs plus adaptés à la réponse en haute fréquence et des systèmes de haut-parleurs à deux ou même trois voies utilisés, chaque haut-parleur couvrant une bande de fréquences.

Un point à considérer pour un haut-parleur de basse est que l'augmentation de la masse du cône réduit non seulement la réponse en haute fréquence, mais également la sensibilité. Une réduction excessive de la sensibilité peut entraîner la nécessité d'un amplificateur de commande de basse de haute puissance et il sera également constaté que des pertes de chaleur plus importantes sont encourues dans la bobine du haut-parleur et cela doit être pris en compte.

Conformité des haut-parleurs

La conformité du haut-parleur fait partie intégrante de la détermination de la fréquence de résonance du haut-parleur.

La conformité du haut-parleur peut être calculée à partir de la formule ci-dessous qui a été réorganisée à partir de la relation indiquée ci-dessus:

C = 1(2 π Fr)2 M

Résonance de haut-parleur dans une enceinte

La résonance d'un haut-parleur est modifiée lorsqu'il est placé dans une enceinte. Une enceinte scellée a pour effet d'ajouter une rigidité supplémentaire au cône car elle doit comprimer ou dilater l'air à l'intérieur de la boîte scellée.

La rigidité supplémentaire a pour effet de réduire la compliance.

L'effet global de placer un haut-parleur dans une boîte ou une enceinte scellée est qu'il augmente la fréquence de résonance du haut-parleur.

Les boîtiers plus petits ajoutent des niveaux de rigidité plus élevés car il y a une plus petite quantité d'air à comprimer - une armoire plus grande contient plus d'air et cela peut être comprimé plus facilement. En conséquence, les enceintes de grande taille ont tendance à fournir une meilleure réponse des graves.

Amortissement du haut-parleur

Un pic de réponse peut être observé autour de la fréquence de résonance. Ce type de pic peut être observé dans de nombreux circuits résonnants.

Au sommet, le mouvement du cône et donc de la force contre-électromotrice est plus grand avec le champ magnétique de neutralisation - cela contribue à l'auto-amortissement.

L'amortissement du champ de compensation dépend de divers facteurs, y compris la génération d'EMF (densité de flux x longueur de bobine) et est inversement proportionnel à la résistance de la bobine, à la masse du cône et à la fréquence de résonance.

La valeur de Q pour le locuteur peut être calculée:

Q=2 π Fr M R(B l)2

Où:
M est la masse du cône
Fr est la fréquence de résonance
B est la densité de flux
B est la densité de flux
l est la longueur de la bobine
Un schéma d'unités cohérent doit être utilisé dans toutes les unités.

Le choix du niveau de Q pour le haut-parleur a un effet sur les performances. On constate qu'un Q de 1 donne une élévation de la réponse de 3 dB juste au-dessus de la fréquence de résonance, mais l'amortissement optimal du haut-parleur à la fréquence de résonance. Un Q de 0,7 (√ 2) donne une réponse plate, mais la réponse diminue légèrement plus élevée en fréquence. Le roulement plus doux que cela fournit est souvent préféré pour les équipements de haute qualité, ceux qui nécessitent une amplification des basses peuvent opter pour le Q de 1 ou plus.

Si le haut-parleur se trouve dans une enceinte, cela aura également un effet significatif sur l'amortissement. Il existe un volume fermé critique pour tout haut-parleur particulier qui fournira le niveau d'amortissement requis.

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