Dissipation des vibrations à l’aide de semelles en Carbide Bases

Il est connu qu’une enceinte de haut-parleur contribue de manière significative au son total rayonné à ses fréquences de résonance inférieures[1]. Même si la vitesse de surface des panneaux d’un haut-parleur est faible, les panneaux rayonnent avec une efficacité plusieurs fois supérieure à celle des haut-parleurs. Cela est dû à la grande surface de rayonnement des panneaux par rapport à la surface de rayonnement des haut-parleurs. Le son rayonnant des panneaux de l’enceinte peut provoquer une distorsion audible et doit être atténué. L’amortissement des panneaux de l’enceinte est un moyen efficace de réduire l’amplitude des résonances[2].

L’objectif de cette expérience était de déterminer si le fait de placer des Carbide Base sous un haut-parleur pouvait réduire les résonances à basse fréquence à l’intérieur des panneaux de l’enceinte du haut-parleur. La réduction des résonances des panneaux permettrait de quantifier l’amélioration de la dissipation des vibrations apportée par les semelles. Cette amélioration serait comparée au cas de base d’une enceinte de haut-parleur reposant sur des pointes de plancher en acier sur un sol en béton.

Haut-parleur d’essai

Pour réaliser les tests de vibration, nous avons d’abord construit une enceinte de haut-parleur de test. L’enceinte a été fabriquée à partir de feuilles de polyéthylène haute densité (PEHD), avec des panneaux de 25 mm d’épaisseur à l’extérieur et des panneaux de 50 mm d’épaisseur pour les renforts internes. Deux woofers Accuton AS250-6-552 de 250 mm (10 in) ont été montés sur les côtés opposés de l’enceinte. L’enceinte a été scellée avec un volume interne de 129 litres, ce qui donne un Qtc d’environ 0,64. Aucun rembourrage n’était présent à l’intérieur de l’enceinte. La masse totale de l’enceinte avec les woofers montés était de 83 kg (183 lbs.).

Mesures de la dissipation des vibrations

Dans notre expérience de dissipation des vibrations, les mesures ont été effectuées sur les panneaux extérieurs de l’enceinte du haut-parleur. La première série de mesures a été prise au centre du fond de l’enceinte. La deuxième série de mesures a été prise sur la partie supérieure du panneau latéral gauche à une hauteur de 76 cm (30 in) au-dessus du fond de l’enceinte. Les mesures ont d’abord été prises avec l’enceinte posée sur des pointes de plancher en acier en contact direct avec un sol en béton. La même mesure a ensuite été prise avec l’enceinte reposant sur Carbide Base footers.

Pour mesurer les vibrations, nous avons utilisé un capteur accélérométrique piézoélectrique Measurement Specialties ACH-01. Le capteur a été fixé au boîtier à l’aide de ruban adhésif double face. Un signal sinusoïdal logarithmique de 35 Hz à 200 Hz a été diffusé dans les haut-parleurs et les vibrations du panneau ont été mesurées. Des graphiques en cascade ont été générés pour montrer la décroissance de l’amplitude des vibrations au fil du temps.

Les chutes d’eau bleues représentent les mesures effectuées avec l’enceinte sur des semelles Carbide Base et les chutes d’eau rouges représentent les mesures effectuées avec l’enceinte sur des pointes de sol en acier en contact direct avec le sol en béton.

Panneau inférieur

Pointes au sol

Sur Carbide Base Pieds de page

Panneau latéral supérieur

Pointes au sol

Sur Carbide Base Pieds de page

Conclusion

Les mesures ont confirmé que les résonances à basse fréquence à l’intérieur des panneaux de notre enceinte de test étaient atténuées lorsque l’enceinte était placée sur des pieds Carbide Base au lieu de pointes au sol. Cet effet d’amortissement s’est produit non seulement localement près du contact avec les semelles, mais aussi à un endroit situé près de l’extrémité opposée de l’enceinte. L’amplitude et le temps de décroissance de la plupart des résonances présentes dans les deux panneaux ont été réduits lorsque le haut-parleur se trouvait sur les pieds Carbide Base. Une exception notable était la résonance autour de 150 Hz dans laquelle il y avait une diminution de l’amplitude et une décroissance initialement plus rapide, suivie d’une petite augmentation du temps de décroissance en dessous de -40 dBFS. Dans la région des basses fréquences, où les résonances de l’enceinte sont les plus audibles, l’amplitude des vibrations a été réduite dans certains cas de plus de 80 %.

Références

[1] Bastyr, K. J., & Capone, D. E. (2003). On the acoustic radiation from a loudspeaker’s cabinet. AES : Journal of the Audio Engineering Society, 51(4), 234-243.

[2] Juha Backman, Effect of panel damping on loudspeaker enclosure vibration, 1996, Nokia Mobile Phones, Finlande.