Les géométries et les matériaux ont une influence notoire sur le comportement acoustique et mécanique et donc sur les propriétés de restitution d’un haut-parleur. Aucun fabricant ne peut se soustraire aux phénomènes de diffraction, d’interférences, de résonances et de fractionnements, toutes les membranes sont concernées quelque soit leur forme et leur matière.
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A matériau identique, chaque géométrie possède sa caractéristique de rayonnement propre qui comprend des phénomènes de diffractions et d’interférences, ils sont responsables de la directivité et des variations brutales de pression hors-axe dans les hautes fréquences.
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A forme identique, chaque matériau possède son comportement vibratoire linéaire et non linéaire qui comprend des phénomènes de résonances et de fractionnements, ils occasionnent des accidents d’amplitude et de phase et interviennent sur la directivité et sur la distorsion harmonique.
Introduction
Quel que soit le diamètre, la géométrie ou la nature de la membrane (papier traité, magnésium, céramique, polypropylène, aluminium ou autres composites) et indépendamment du moteur (aimant, bobine mobile), tous les haut-parleurs possèdent une limite de fonctionnement optimale de la membrane. Cette limite est caractérisée par une fréquence maximale, fréquence à partir de laquelle le déplacement axial de la membrane n’est plus parfaitement uniforme.
Dans le jargon électroacoustique, ce phénomène est aussi appelé « fragmentation de l’équipage mobile » ce qui signifie en substance, que sous l’effet des vibrations et des oscillations trop rapides, la membrane se déforme, se gondole, crée des ondulations et reproduit des résonances parfaitement audibles qui se répercutent à l’écoute par une coloration du message sonore plus ou moins prononcée.
Voici comment le filtrage PM résout ce problème…
La majorité des haut-parleurs grave et médium voient leurs premiers signes de fragmentation apparaitre à une fréquence bien trop basse pour qu’un tweeter puisse prendre le relais à temps, celui-ci n’étant tout simplement pas conçu pour.
En effet, cette fréquence, qui dépend en grande partie de la rigidité de la membrane et donc du matériau qui la compose, se situe aux environs de 800Hz seulement pour un haut-parleur de 17cm « standard » équipé d’une membrane dite « souple » en polypropylène, papier ou autres variantes.
Les tweeters HI-FI, même les plus performants, ne sont malheureusement pas conçus pour descendre aussi bas en fréquence à cause de leur faible surface émissive, et par conséquent, il n’y a pas d’autre alternative que d’autoriser au haut-parleur grave/médium de reproduire une plage de fréquence de manière dénaturée. Ceci explique en partie le fait que toutes les enceintes acoustiques ont une sonorité différente.
Choix de la membrane
Pour reproduire la musique avec une transparence absolue il est donc impératif qu’aucune déformation de membrane ne vienne créer des perturbations, et ce, sur l’intégralité de la bande passante audible (20Hz-20 000Hz). La technique de filtrage Pure-Motion répond à cet impératif en assurant aux haut-parleurs un comportement mécanique sain, sans aucun fractionnement de l’équipage mobile.
C’est pourquoi toutes nos enceintes sont équipées de haut-parleurs à membrane très rigide, en aluminium ou alliage aluminium/magnésium. Ci-dessous un comparatif de comportement typique d’une membrane souple (curseur vers la droite) et rigide (curseur vers la gauche) pour un haut-parleur de diamètre 18cm.
Réponse
Membrane souple (gauche) ; accident sur la réponse en fréquence à 700Hz, signe des premiers fractionnements.
Membrane rigide (droite) ; les résonances, très marquées, n’interviennent qu’à partir de 5kHz
CSD
Membrane souple (gauche) ; de nombreuses résonances, sources de signature sonore interviennent dès les basses fréquences.
Membrane rigide (droite) ; les résonances sont toutes concentrées dans les fréquences supérieures à 5kHz.
Distorsion
Membrane souple (gauche) ; distorsion homogène sur l’ensemble de la bande passante utile.
Membrane rigide (droite) ; les harmoniques de rang 2 et 3 sont amplifiées par les résonances ce qui nécessite un filtrage spécifique (PM)
Filtrage
Pour mettre cette technique en application, nous utilisons des transducteurs équipés de membrane en métal très rigide dont les résonances apparaissent toutes concentrées dans les fréquences plus élevées, et bien en dehors de la plage de fréquence effective que nous faisons retransmettre par chaque haut-parleur.
Grâce au filtrage, tous les haut-parleurs travaillent « en piston » dans toute leur plage de fonctionnement utile, c’est ce qui donne aux enceintes acoustiques Recital-Audio cette faculté de reproduire la musique sans y ajouter la moindre coloration.
Optimisations
A l’instar d’un filtre conventionnel, cette technique de filtrage passif assure la division et la redistribution du signal musical à chaque haut-parleur. Néanmoins le filtrage Pure-Motion va beaucoup plus loin en optimisant les fonctions de transfert, répondant ainsi avec précision aux caractéristiques acoustiques intrinsèques des haut-parleurs et de l’enceinte.
Équipé de composants passifs de très haute qualité, le filtre Pure-Motion intègre des adaptations et des compensations rendant l’enceinte d’une transparence et d’une neutralité irréprochables.
La séparation du signal, assurée de 6 à 24dB/oct, possède une fréquence de recoupement (ou fréquence de coupure) basse pour que la membrane ne soit pas sujette aux résonances mécaniques.
Ainsi, nous prenons le soin d’appliquer ce recoupement à une fréquence qui est au moins trois fois inférieure à la première fréquence de résonance de la membrane. Cette précaution confère aux haut-parleurs des niveaux de distorsions très faibles et une restitution fidèle du message sonore.
La technologie de filtrage Pure-Motion, avec sa fréquence de transition atypique du tweeter, assure également une directivité extrêmement faible et homogène aussi bien sur le plan horizontal que vertical.
Cette particularité a l’avantage de faciliter le placement de l’enceinte HIFI tout en offrant un son riche et détaillé dans toute la pièce, mais aussi et surtout de restituer une image stéréophonique large.
Composants internes
Les circuits électriques internes constituent, en quelque sorte, le centre névralgique de l’enceinte acoustique. Chez Recital, nous accordons l’attention la plus appropriée aux composants de filtrage des haut-parleurs, ainsi qu’au réseau de câblage interne.
Invisibles pour l’utilisateur et donc très souvent négligés au profit de coûts de fabrication moindres, des bornes de raccordement jusqu’aux haut-parleurs, les composants internes jouent pourtant un rôle important sur la qualité globale de conception et de restitution sonore d’une enceinte acoustique.
De notre point de vue, toutes les pièces et tous les composants doivent être sélectionnés justement et intelligemment afin d’offrir une satisfaction et une qualité d’écoute maximales. C’est pourquoi les enceintes acoustiques Recital sont exclusivement équipées de composants, connectique et câbles non seulement haut-de-gamme, mais aussi et surtout parfaitement appropriés et dimensionnés en fonction de leur rôle et de leur positionnement dans le schéma électrique de l’enceinte acoustique.
Si la technologie de filtrage « PM » nécessite, pour une efficacité totale, un nombre relativement important de composants passifs, une optimisation poussée du schéma permet cependant de n’avoir que la quantité minimale nécessaire sur le trajet du signal audio.
Les cellules de filtrage grave et grave-médium disposent d’inductances massives pouvant atteindre 1kg par unité. Réalisées à partir de fil de cuivre émaillé de forte section, ces selfs sont bobinées sur des supports magnétiques qui permettent de réduire les pertes résistives. Les noyaux sélectionnés sont de type SMC « Soft Magnetic Composites », ils présentent d’excellentes propriétés magnétiques: une induction de saturation élevée, une bonne perméabilité ainsi que de très faibles pertes par hystérésis. Vos enceintes acoustiques bénéficient alors d’un registre grave-médium vif et dynamique, sous contrôle parfait de l’amplificateur.
Pour une neutralité parfaite dans les fréquences supérieures, d’autres inductances plus spécifiques aux adaptations d’impédance sont misent en œuvre. Ces selfs peuvent être de type « à air » ou « à noyau magnétique » et disposent de caractéristiques (inductance / résistance) spécialement optimisées pour l’obtention de fonctions de transfert d’une précision chirurgicale. De plus, tous les condensateurs employés sont de type film polypropylène métallisé, de grande précision, ils se contentent de jouer leur rôle de pure capacitance de filtrage sans apporter de sonorité liée au composant lui-même.