Étant donné la faible perception stéréophonique au dessous de 150 Hz, le système Triphonic 3A propose de mélanger les voies droite et gauche dans un seul caisson. Bien sur les voies médium-aigu ne sont pas mélangées, la séparation des voies restant identique au système stéréo traditionnel.
L'intérêt là encore est de réduire le volume de l'enceinte acoustique. Le « satellite » dans un tel système n'ayant plus de basses fréquences à reproduire, il pourra être de dimensions raisonnables.
Ainsi 3A inventait le « caisson de basse », principe largement répandu aujourd'hui.
Afin de joindre l'utile à l'agréable, ce caisson prendra naturellement la forme d'une table basse, embarquant selon les modèles de 2 à 4 haut-parleurs de 27 cm asservis en pression (voir Asservissement de pression). C'est la table « Sub Bass » Triphonic® (30 Hz à 3 dB). Cette table peut être incorporée à tout les systèmes stéréophoniques existants, néanmoins elle est proposée avec deux types de stallites développés pour l'occasion, l'Atom 2 (2 voies) et l'Atom 3 (3 voies).
Dix ans plus tard, 3A propose la « Stèle Sub Bass » (SSB), de dimensions réduites, et une fois encore innovante avec le principe du « Push-pull » en charge symétrique (voir Push-pull). Ce nouveau Triphonic® intègre deux satellites formidablement petits (voir TR60 & TR100)...
• Impédance d'entrée : 8 Ω
• Puissance nominale : 80 W
• Puissance maximale : 100 W
• Puissance de l'ampli intégré : 125 W
• Sensibilité (pour 1 W à 1 m) : Réglable de 77 à 97 dB
• Bande passante (±3 dB) : 30 à 100 Hz
• Fréquence de coupure : 100 Hz
- Boomer : 2 x 27 cm asservis 3A - W150AS
Caractéristiques
Unités
Valeurs
Puissance nominale
W
150
Puissance maximale
W
200
Bande passante
Hz
25-2000
Niveau d'efficacité caractéristique
dB
93
Diamètre nominal hors tout
mm
295
Diamètre bobine mobile
mm
38
Diamètre ouverture baffle
mm
234
Introduction dans l'entrefer
gauss
14 200
Flux dans l'entrefer
Maxwells
102 000
Énergie magnétique du moteur
WS-1
0,620
Facteur de force
NA-1
11,87
Hauteur du bobinage
mm
14
Hauteur de l'entrefer
mm
6
Masse de l'aimant
g
850
Masse équipage mobile
g
18
Masse du haut parleur
g
2 800
Impédance nominale
Ω
5
Fréquence de résonance
Hz
40
Facteur de qualité mécanique
Qms
3,43
Facteur de qualité électrique
Qes
1,77
Facteur de qualité total
Qts
0,42
Compliance de la suspension
10-3 MN-1
-
Température max de bobine mobile
C
180
• Dimensions (H x L x P) : 41 cm sur pieds x 50 x 50 cm
• Poids unitaire : 28 kg
Table basse « caisson de basses ». Finition laque de Chine noire.
Le système complet :
• TR500 + Atom 2 = TR502 • TR500 + Atom 3 = TR503
Asservissement de pression
Brevet 3A déposé le 30 novembre 1972 n° :
• 72 42 542 pour la France
• 209 390 pour le Canada
• 468 868 pour les USA
• 53 787/74 pour le Japon
Synthèse
L'asservissement de pression ou APF (Acoustic Pressure Feedback)
Le haut-parleur est un système mécanique qui engendre un son en se déplaçant. Ce déplacement est non linéaire (forme du haut-parleur, suspension, champs magnétique non uniforme) et le son est déformé. Aussi un haut-parleur ne peut reproduire des notes graves que s'il est enfermé dans une « boite » assez grande... En 1950 C.A. Briggs conseillait une enceinte en brique d'un mètre cube pour reproduire une pédale d'orgue de 16 pieds (32 Hz) !
Pour réduire ces dimensions fantastiques, les ingénieurs n'ont trouvé que des palliatifs (cavités, résonateurs, amortissements clos), mais avec ces systèmes le mouvement mécanique du haut-parleur n'est pas contrôlé, il est corrigé. Il y a fabrication de basses et non reproduction.
Messieurs Brette et Perrin, acousticiens français de l'Ecole Supérieure d'Electricité (E.S.E.), ont été les premiers en 1961 à proposer une enceinte à asservissement de pression, technique alors issue de l'aérospaciale. Plus tard la société PHILIPS a proposé l'enceinte « Motional Feedback » (ou M.F.B.) basée sur un accéléromètre piézoélectrique. En 1971, Monsieur Daniel Dehay, Président de la Société 3A, Ingénieur E.S.E., réussissait la mise au point industrielle de l'asservissement de pression des enceintes acoustiques.
Cette découverte non seulement supprime les déformations du haut-parleur mais permet aussi de réduire la taille des enceintes au strict minimum. Tous les mouvements mécaniques du haut-parleur sont contrôlés électroniquement (asservis), tel que dans l'automobile avec les servo-freins, la direction assistée, dans l'industrie avec les machines outils programmées par ordinateur, ou dans l'aéronautique où les gouvernes et volets des avions sont assistés.
Ainsi l'idée de base était de supprimer les coffrets sonores et de les remplacer par un amplificateur qui contrôle le mouvement du haut-parleur. Pour cela un capteur électronique enregistre les mouvements de la membrane et ordonne à l'amplificateur dans l'enceinte de corriger les déformations liées au déplacement du haut-parleur. Ce procédé permet d'atteindre des performances incroyables dans des coffrets miniatures : Bande passante linéaire de 30 à 40 000 Hz avec 20 dm³.
Les amplificateurs équipant les enceintes asservies 3A sont de conception industrielle. Tous les composants utilisés répondent aux normes professionnelles militaire (condensateurs électrolytiques ou au tantale, résistance à couche, circuits intégrés). Les circuits imprimés sont en verre epoxy, les transformateurs surdimensionnés sont imprégnés.
Chaque amplificateur est testé à la table vibrante pour éprouver les soudures et éviter les défauts de fabrication. Enfin, l'électronique est fiabilisée par 100 heures de fonctionnement à grande puissance (60 watts), permettant un déverminage des composants selon la technique des semi-conducteurs pour l'industrie spatiale.
La probabilité de panne de l'électronique est alors quasiment nulle.
Le système APF
1) - pont de vitesse
La vitesse est détectée par un système de pont de Maxwell, méthode connue pour mesurer les caractéristiques des haut-parleurs.
2) - calculateur analogique d'asservissement
Cet amplificateur à fonction de transfert Zm (impédance de rayonnement du haut-parleur) a été obtenu expérimentalement en comparant la pression acoustique réelle devant le haut parleur à la vitesse de déplacement de la bobine.
La composition vectorielle de ces deux grandeurs permet de déterminer la fonction en module et en phase. Un circuit électronique en rétroaction sur un amplificateur à très grand gain permet d'obtenir une image de Zm très fidèle.
La tension vitesse est appliquée à ce circuit et la tension de sortie est une simulation parfaite de la pression acoustique.
3) - Les résultats
L'amplificateur nécessaire pour la reproduction linéaire de 30 Hz est de 125 watts. La membrane du haut-parleur à cette fréquence se déplace de 2 cm pour une puissance électrique d'attaque de 5 watts, correspondant tout de même à un programme musical de 100 watts.
Ainsi, le système APF permet d'obtenir d'une enceinte miniature le même rendement dans le grave et l'extrême grave qu'avec des enceintes 15 à 20 fois plus volumineuses. La distorsion est extrêmement faible puisque difficilement mesurable à partir de 60 Hz. A 40 Hz, elle reste inférieure à 2%. Dans le même volume sans asservissement, une enceinte acoustique donnerait 8% de distorsion.
Art & Acoustique Appliquée
Brevet 3A déposé le 13 avril 1977 n° 77 11 085
