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Auteur(s)
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Jacques JOUHANEAU : Professeur au Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le transducteur est un système qui transforme l’énergie reçue sous une forme donnée (par exemple : mécanique, thermique, lumineuse...) en énergie utilisable sous une forme différente (par exemple : acoustique, électrique...).
Ainsi un transducteur électroacoustique transforme une énergie acoustique (onde sonore) en énergie électrique (signal).
Un tel transducteur est dit linéaire quand, pour une fréquence donnée, la grandeur recueillie aux bornes de sortie est proportionnelle à la grandeur agissant sur l’entrée (figure 1).
Ce transducteur est dit réversible si, alimenté par une source électrique, il est capable de fournir une énergie acoustique.
Ce transducteur est dit réciproque si, lors de son fonctionnement réversible, il constitue une source de débit q (m3/s ) proportionnelle au courant d’excitation i (A ) telle que : q / i = u / p.
Les microphones et les haut-parleurs sont des transducteurs électroacoustiques réversibles. Ils sont réciproques tant qu’ils fonctionnent dans leurs limites de linéarité.
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Couplage et réciprocité4. Directivité d’un transducteur
4.1 Directivité des sources électroacoustiques
Tout corps vibrant rayonne une fraction de son énergie dans l’espace environnant. Ce rayonnement ne s’effectue pas avec une répartition uniforme de l’énergie dans toutes les directions, bien que le milieu de propagation soit, le plus souvent, homogène et isotrope.
On dit que les sources présentent une directivité de rayonnement.
Cette directivité est due à des phénomènes de réflexion, de diffraction et d’interférence. Elle est d’autant plus accentuée que la fréquence est plus élevée.
Les sources électroacoustiques sont presque toujours caractérisées par une directivité axisymétrique.
Le haut-parleur isolé se comporte généralement comme un dipôle, tandis que le haut-parleur intégré dans un baffle plan de grandes dimensions a des caractéristiques de rayonnement qui rappellent celles du piston plan.
Ainsi, un haut-parleur de 30 cm monté sur une enceinte close de 200 litres est parfaitement omnidirectionnel jusqu’à 200-300 Hz, puis il présente une directivité à un seul lobe de plus en plus étroit, jusqu’à 2 000 Hz. Au-delà de cette fréquence, il y a apparition de plusieurs lobes (figure 23).
Dans la plupart des modèles d’étude de rayonnement, on peut assimiler en première approximation l’enceinte à une sphère pulsante à très basse fréquence et à un piston encastré à fréquence élevée.
HAUT DE PAGE4.1.1 Étude théorique du rayonnement du piston plan circulaire encastré
On considère un disque de rayon a encastré dans une paroi d’impédance infinie et vibrant avec une vitesse vibratoire d’amplitude constante v0 (figure 24). Le débit de cette source est q0 = πa 2v0 .
Le système présente une symétrie de révolution autour de son axe central Ox.
L’axe Ox est choisi comme axe de référence.
Un élément dS ’ de débit dq ’ = v0...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERANEK (L.L.) - Acoustics. - McGraw-Hill (1954).
-
(2) - OLSON (H.F.) - Acoustical Engineering. - Van Nostrand, Princeton, NJ (1957).
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(3) - ROSSI (M.) - Électroacoustique. - Presses polytechniques romandes (1986).
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(4) - ZUCKERWAR (A.J.) - Theoretical Response of Condenser Microphones. - J. Acoust. Soc. Am., Vol 64, no 5, nov. 1978.
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