Rendement d’un haut-parleur

C’est la mesure effective de la puissance acoustique du haut-parleur, autrement dit, sa capacité de transformer l’énergie électrique en énergie acoustique. Naturellement, plus l’efficacité du haut-parleur est bonne, plus grande sera la quantité d’énergie électrique transformée en énergie acoustique. La partie d’énergie électrique qui n’est pas convertie en énergie acoustique est dissipée par le haut-parleur sous forme de chaleur. C’est la raison pour laquelle l’enroulement à l’intérieur de l’entrefer est souvent maintenu sous vide: la présence d’air produirait une augmentation de la température à cause de l’énergie dissipée, avec pour risque d’endommager l’enroulement même.

L’efficacité varie en fonction de la fréquence et pour cela un haut-parleur est utilisé dans la bande de fréquence où son efficacité est maximale et plus ou moins constante. L’efficacité d’un haut-parleur est généralement très basse, de l’ordre de 1-2% jusqu’à un maximum de 8%.

Pour en augmenter l’efficacité, on adopte différentes méthodes selon également la bande de fréquence reproduite. Pour les basses fréquences, on réalise des membranes à forme de cône qui recueillent mieux l’air à déplacer qu’une membrane plate, comme il est décrit ci-après:

Comparaison entre membrane à cône et membrane plate

Comparaison entre membrane à cône et membrane plate

Hauts-parleurs a suspension pneumatique

Dans les hauts-parleurs à basses fréquences, l’efficacité est plutôt basse à cause de la suspension qui atténue énormément les oscillations pour empêcher la production des sons indésirables. Pour en augmenter l’efficacité, on réalise des hauts-parleurs à suspension penumatique. Dans ce cas, le haut-parleur est fixé à un récipient de maintien de l’air et le matériel qui rejoint la membrane au restant de la structure est privé de ses caractéristiques d’atténuation qui est, cette fois, obtenue grâce au vide d’air qui tente de compenser les variations de pression produites par l’oscillation de la membrane. En d’autres mots, vu que la zone arrière de la membrane est sous vide, son mouvement provoque une variation de la pression interne qui est rétablie par le vide d’air. Ce système consent une excursion supérieure de la membrane et en conséquence une augmentation substantielle de l’efficacité.

Haut-parleur à trompette acoustique

Les hauts-parleurs, destinés à la reproduction des hautes fréquences, sont fixés à la base d’un conduit en forme de trompette afin d’en augmenter l’efficacité, comme décrit ci-dessous:

Haut-parleur à trompette acoustique

Haut-parleur à trompette acoustique

De cette manière on réalise l’adaptation ainsi dite de impédance acoustique. En l’absence de la trompette la membrane se trouve en contact d’une superficie d’air théoriquement beaucoup plus élevée que celle de la membrane même et ceci produit une dispersion de l’énergie acoustique dans toutes les directions. Dotée de la trompette, par contre, la membrane se trouve au contact d’une superficie d’air semblable à sa surface. La première couche d’air (avec une superficie légèrement plus grande que celle de la membrane) est à son tour en contact avec la couche d’air successive qui, par la forme de la trompette, sera un peu plus grande que la précédente et ainsi de suite. De cette manière le mouvement de l’air est transmis progressivement d’une couche à l’autre avec des superficies de plus en plus grandes et ceci permet de mieux canaliser l’énergie acoustique et d’éviter les dispersions. Il existe naturellement plusieurs formes de trompettes, chacune avec ses propres caractéristiques même si le principe de fonctionnement reste le même. Avec ces systèmes on obtient une augmentation de l’efficacité jusqu’à 30%.

En dehors de l’amélioration de l’efficacité, ce système est utilisé pour diriger les hautes fréquences que nous savons être particulièrement dépendantes de la direction de propagation.

Source: audiosonica.com | CC