Version HTML de base
22
Spécial “ Electroacoustique ”
Acoustique
&
Techniques n° 52
Haut-parleurs électrodynamiques : défauts des moteurs classiques, performances des moteurs sans fer
La force motrice totale à laquelle est soumise la bobine
est donc la somme des deux forces, force de Laplace et
force réluctante. On peut noter que la force de Laplace est
toujours de même sens que le courant, la force réluctante
quant à elle est toujours une force de rappel. Il est important
de bien noter que la force réluctante est liée à la présence
de fer dans le circuit magnétique.
La force totale s’exprime sous la forme suivante : F
moteur
= Bli(1- d *i - a*ix), où d* et a* sont proportionnels à la
valeur maximale de l’inductance et liés aux variations de
réluctance.
Lorsqu’on alimente la bobine par une tension sinusoïdale
de fréquence f
1
et qu’on suppose la bobine en position
d’inductance maximale, si on ne considère que la force de
Laplace, on en déduit que la force appliquée à la bobine est
elle aussi sinusoïdale, de même fréquence. Le spectre de la
force ne contient qu’une fréquence, f
1
. Si on tient compte
de la force réluctante, l’allure temporelle de la force est
modifiée et l’on voit apparaître une composante spectrale de
la force correspondant à l’harmonique trois de la fréquence
d’alimentation. Si de plus, on prend le décentrement de la
bobine en compte, (c’est-à-dire quand la position de repos,
qui correspond au point d’équilibre de la suspension, ne
correspond pas à la position d’inductance maximum), on
voit apparaître en plus de l’harmonique trois l’harmonique
deux de la fréquence initiale (Fig. 5).
Quand la bobine est alimentée par une tension composée de
plusieurs sinusoïdes de fréquences différentes, on observe
une modification plus importante de l’allure temporelle de
la force totale par rapport à la force de Laplace seule. Le
spectre de la force totale fait apparaître non seulement les
harmoniques deux et trois des fréquences initiales, mais
également des composantes d’intermodulation (combinaison
par sommes et différences des fréquences de base et
de leurs harmoniques). La figure 6 montre le cas de
l’alimentation par trois sinusoïdes de fréquences différentes
d’une bobine décentrée. Sur les figures représentant le
spectre, le vrai signal correspond aux raies vertes, les raies
bleues, ajoutées, le brouillent.
On peut donc voir, sur ces exemples très simples, que la
force réluctante est une source importante de distorsion du
signal dans un haut-parleur électrodynamique classique.
(a) Bobine basse
(b) Bobine centrée
(c) Bobine haute
Fig. 4 : Lignes du champ créé par la bobine
Fig. 5 : Force en fonction du temps
Spectre en dB