Auteur Sujet: conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique  (Lu 9005 fois)

DanyHell

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ma préoccupation est bien d'ordre acoustique, pas d'ordre visuel ;-)

ce que je comprends de ta dernière réponse est qu'un hp a cone, meme de petit diametre, va souffir de l'effet de "fractionnement"

philhifi82

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tous les HP quels que soient leur forme peuvent souffrir de fractionnement. Et c'est bien le cas dans la réalité. Il suffit de regarder de près les courbes de réponse. Mais de toute évidence, çà ne les empêche pas de marcher, et même très bien pour certains, associé à un filtrage adapté.
Et maintenant, je crois bien qu'on a épuisé le sujet.
Bonne après midi Dany.


Tonipe

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A 10000 Hz la longueur d'onde est de 344000 / 10000 = 34.4 mm.
Un tweeter à dôme, ou un petit cône d'aigu est le plus souvent plus petit.

La fréquence limite de fonctionnement en piston est donné par la formule Fl = C/2 * racine(1/Pi/Sd)
Pour un dôme de 25 mm, Sd=491 mm2, Fl=4380 Hz.

DanyHell

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merci d'avoir rectifié/précisé votre propos
a 4380 Hz la longueur d'onde est de 344000 / 4380 = 78.5 mm
soit environ 3 fois le diametre du dome de 25 mm et il y a bien fractionnement dès cette frequence

philhifi82

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Voici un autre exemple de transducteur à membrane plane courbée, commercialisé dans les années 1990-2000. Il s'agit de "Air Foil", société américaine disparue depuis.
Le principe ressemble à un demi-Janus géant, soutenu dans le grave par un caisson séparé.
De mémoire auditive, je l'ai entendu dans un salon parisien, çà marchait plutôt bien, avec une grande ouverture de la scène sonore, certainement en lien avec un large diagramme de dispersion.
IL s'agissait d'un système très cher a l'époque, ce qui a entraîné une diffusion commerciale ultra limitée.
Le principe de la membrane plane courbée a finalement tenté beaucoup de monde par le passé.

philhifi82

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Bonjour à tous ;

Depuis nos derniers échanges, j'ai déposé trois Copyright sur trois versions différentes de transducteur à membrane plane courbée. L'idée étant maintenant protégée, il me reste à réaliser les prototypes correspondants. J'ai trouvé de la feuille ce carbone tressée mince en 0.3 mm d'épaisseur pour les membranes, superbe.
Un projet concerne un transducteur basse fréquence, les deux autres sont plutôt médium-aigu.
Je reviendrai vers le site plus tard quand les projets auront suffisamment avancé.
A bientôt.

dexter59

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Bonjour,

Auriez vous juste une courbe ou un petit quelque chose qu'on se fasses une idée?

Bravo en tout cas !  :devotion:

philhifi82

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #52 le: janvier 05, 2018, 20:06:55 pm »
Bonjour à tous, et bonne année audiophile !
Je reviens vers vous après une longue interruption, et oui, la vie de famille passe avant les passions les plus dévorantes.
J'ai donc finalement pris le  temps de me consacrer à la réalisation du premier prototype de mon transducteur à membranes planes courbes.
Je vous propose donc un petit reportage commenté en illustration.

Première étape ; la fabrication de l'équipage mobile.
Comme dit précédemment, mon choix s'est porté sur des feuilles minces de carbone tressé imprégné de résine Epoxy ; trouvé chez "tubecarbonecom"
Épaisseur de 0.3mm, je n'ai pas trouvé plus mince,dommage car c'est tout de même assez lourd..., on verra plus tard.
Premier montage à blanc sur le chassis proto pour vérifier la bonne courbure des deux membranes.
Ensuite, réalisation de la bobine mobile plate, ce qui a nécessité la réalisation de gabarits et d'outillages spécifiques.
La contrainte ; approcher 8 ohms en Rc, tout en obtenant le meilleur taux de remplissage dans l’entrefer, afin de maximiser le Bl.
Ce qui me donne après réalisation 52 tours de fil émaillé de 0.355mm2, soit compte tenu de la hauteur active de l'entrefer de 30cm, 34 mètres de fils sous flux.
La réalisation de la bobine plate n'a pas été simple, de multiples essais m'ont amené à trouver les bons gestes et les bons réglages. Je me suis fabriqué une table rotative avec gabarit pour pouvoir obtenir un remplissage parfait sans fils croisés ni espaces vides laissés. Voir photo.
La bobine réalisée est ensuite collée à la résine Epoxy entre les deux feuilles de carbone .
La réalisation finale est d'une minceur satisfaisante ( 1.2mm au total) et ne bloque pas dans l'entrefer.
Les fils de liaison sont des brins de tresse à dessouder de 0.8mm, suffisamment souples.

Deuxième étape ; la réalisation du circuit magnétique.

Pour ce faire, j'ai choisi des aimants néodyme très puissants, trop peut-être...
Le circuit est ainsi composé de quatre colonnes de 6 aimants de 50mm, soit une hauteur active totale de 30cm. La largeur de face active des aimants est de 15mm, ce qui procure une même largeur disponible de champs magnétique utilisable. Pour assurer déplacement linéaire sur quelques mm, la largeur totale du bobinage plat est de 22mm.
Le circuit magnétique a été usiné dans de l'acier bas carbone ( <0.25%), qui présente la meilleure perméabilité magnétique. Par contre, cette nuance de fer presque pur a des caractéristiques mécaniques faibles. Ainsi, le premier moteur que j'ai assemblé avec des rails de 14mm d'épaisseur s'est effondré sous la traction des aimants..., incroyable la puissance de ce type d'aimants. J'ai dû passer à 20mm d'épaisseur pour ne rien tordre.
Le montage final de fait à l'aide de tiges filetées qu permettent de rapprocher des deux rails sans se faire écraser les doigts. Attention, ce n'est pas une vue de l'esprit, la force de traction dans mon cas dépasse les 700 Kg !

Troisième étape ; le montage de l'équipage mobile dans l'entrefer

La membrane passe au travers du circuit magnétique, ce qui en limite la hauteur. De même, les sommets de bobine dépassent des aimants et sont hors champs, afin de ne pas induite de contraintes électromagnétiques non désirées.
Le centrage de l'équipage mobile dans l'entrefer de 5mm se fait par calage des fixations latérales des membranes. c’est  un peu empirique, mais on finit par y arriver.

Quatrième étape ; les premiers essais...

A vrai dire, je n'avais que pu d'idée des paramètres de Thiel et Small  que mon prototype allait présenter, car je ne disposait d'aucune référence particulière. Je me doutais juste qu'avec la puissance démesurée du circuit magnétique, il aurait probablement un QTs faible, et une Fs faible également, à cause de la masse mobile importante ( trop...)
Un petit coup de DATS V2 pour ceux qui connaissent, et le verdict tombe ; Fs de 6.72Hz, QTS de 0.16, Le de 0.6mH, VAS de 3467 litres....
Bon, ..., moi qui croyait fabriquer un HP de médium, je me retrouve avec un ornithorynque à la croisée de genres différents...
On va dire que c'est un "très bas médium", polyvalent.
Le rendement se situe autour de 90 dB, ce qui est moyen.
Puis, mesures de courbe de réponse, phase, distorsion, avec REW et un micro étalonné ; le Hp se comporte comme une grave/bas médium, avec une courbe haute qui ne dépasse pas les 8kHz dans le haut.
Je joins des mesures faites à très courte distance ( 20cm) de la membrane, car réalisée dans une petite pièce sans traitement acoustique.

Il s'agit là d'un premier jet qui me sert de base à toute une démarche de développement. Les pistes à travailler sont nombreuses ;
en premier lieu, il convient de tester différentes courbures de membrane, car je pressent qu'elles ont une influence importante sur le résultat.
Des matériaux différents de membrane peuvent être testés, papier, polypropylène, ainsi qu'un fil plus fin pour la bobine plate.
Voilà, vous avez une info sur ce premier jet.
 A l'écoute, pas de défauts graves identifiés, le son est net, clair, avec beaucoup de respiration dans le médium, un niveau de grave étonnant compte tenu de l'absence de charge, une tenue en puissance assez incroyable, les membranes semblent figées en position, même sur des écarts de puissance violents, probablement la conséquence du QTS très faible.
Mais il m'n faudra une paire pour pouvoir émettre un jugement pertinent.

philhifi82

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #53 le: janvier 05, 2018, 20:15:55 pm »
Je complète avec quelques images, pas facile de faire tenir dans 192 kO....

philhifi82

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #54 le: janvier 05, 2018, 20:21:04 pm »
courbe de réponse en champ proche.

xnwrx

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #55 le: janvier 05, 2018, 20:45:12 pm »
Très intéressant !
Il faudrait trouver les paramètres qui jouent sur Fs et QTc afin de revenir à des valeurs plus standard. En tous cas c'est impressionnant tout ce travail.
Le carbonne est très léger, ce doit être l'époxy qui alourdi la membrane. Pourquoi pas essayer de trouver du graphène ? Certains placage bois sont très rigides et légers.
Quoi qu'il en soit : Bravo.

philhifi82

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #56 le: janvier 06, 2018, 11:48:12 am »
Bonjour ;
Les paramètres qui jouent sur Fs et QTs sont bien identifiés.
Pour Fs, il s'agit de la masse mobile de l'équipage, et la raideur de la membrane. Dans mon cas, la Mms est trop élevée, j'en ai conscience.
L'ensemble des deux membranes et de la bobine plate fait 160g sur la balance, c'est digne d'un boomer de sono !
Mais il faut bien prendre en compte que tout n'est pas suspendu, puisque les bords sont fixes. La masse n'est "mobile" qu'en se rapprochant du centre.
J'estime ainsi que ma Mms doit être de l'ordre de 100g, ce qui est déjà beaucoup.
Je recherche de la feuille carbone plus légère ou pus fine, et il faut que je réalise une nouvelle bobine avec du fil plus fin, car je dois avoir environ 27 grammes de cuivre suspendu, ce qui est énorme !
La faible Fs vient aussi de la raideur de pliage de la membrane. Pour une épaisseur donnée ( du 0.3 actuellement), j'ai constaté une variation importante de la Fs en fonction de la courbure que j'impose à la membrane. Je suis en train de fabriquer un nouveau support latéral pour faire des essais de courbure plus prononcées, afin de faire remonter la Fs. En tant que telle, une Fs basse n'est pas un inconvénient. Elle procure une belle extension dans le grave, et donne un comportement de phase très linéaire dans la bande medium-bas médium. Mais elle est probablement aussi liée au rendement plus faible qu'attendu, vu la puissance du circuit magnétique.
La solution passe en effet par d'autres matériaux de construction. Mais le carbone est pratique, car il résiste bien à certaines phases de réalisation de la bobine, qui sont assez "traumatisantes" pour le support...

Côté QTs, c'est directement la puissance des aimants qui est en cause. J'ai peut-être vu un peu "riche", je ferai des essais avec des aimants moins puissants. Je n'ai pas encore d'idée sur l'intérêt ou pas d'avoir un QTs très faible, est-il un avantage ou un inconvénient, je ne sais pas encore.

philhifi82

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #57 le: janvier 06, 2018, 11:56:21 am »
Voici le gabarit de bobinage pour la bobine plate.

philhifi82

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Re : conception et realisation d'un nouveau type de haut parleur electrodynamique
« Réponse #58 le: janvier 11, 2018, 11:43:50 am »
un janus dans le grave pose de gros problèmes mécaniques. Un entrefer de 1m de haut sera très très lourd à réaliser, et les aimants exerceront une pression redoutable sur le montage.
IL y a ensuite le problème de l'étanchéité en bordure de membrane. Sur un HP traditionnel, c'est la suspension qui assure celle-ci.
Sur un Janus/like, l'étanchéité haute et basse est difficile à réaliser, et faussera les résultats de la charge calculée.
Je pense que ce type de transducteur est à sa place à partir du haut-grave, bas -médium.