Systèmes de diffusion sonore - Fréquence de résonance d'un haut-parleur

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Quand un système élastique est soumis à une sollicitation oscillatoire, il réagit différemment selon la fréquence de la sollicitation. En fait le système élastique commence à osciller à la même fréquence de la sollicitation quand celle-ci est similaire à la fréquence de résonance du système. Chaque système élastique a en effet sa propre fréquence de résonance qu'on peut calculer en utilisant des formules mathématiques qui décrivent les grandeurs du système même.

Ceci dit, laissons le coté théorique et voyons ce que cela signifie en pratique. Imaginons que notre système élastique soit un haut-parleur (donc un système composé de différentes parties: la membrane, l'enroulement et autres), qui aura sa propre fréquence de résonance disons de 40 Hz.

En appliquant au haut-parleur un signal électrique sinusoïdal et en variant la fréquence du signal, la membrane du haut-parleur ne sera pas sollicitée tant que la fréquence du signal ne se rapproche pas de la fréquence de résonance du haut-parleur (disons plutôt qu'elle le sera de façon minime). En revanche, quand on arrive autour des 40Hz, la membrane commencera à osciller elle aussi à cette fréquence: nous entendrons alors un son qui sort du haut-parleur à une fréquence égale à la fréquence du signal électrique appliqué.

La figure ci-après illustre l'ampleur de l'oscillation du haut-parleur en question, sollicité par un signal dont on varie la fréquence:

Systèmes de diffusion sonore - Sollicitation d'un système élastique

Sollicitation d'un système élastique

On peut voir comment l'ampleur de l'oscillation atteint son maximum aux alentours de la fréquence de résonance, alors qu'elle est presque nulle ailleurs. On peut voir également, dans la figure, le diagramme de phase de ce système élastique. Ce diagramme montre comment les fréquences supérieures à celle de résonance sont inverties en phase (un déphasement de 180 degrés implique une inversion de polarité soit une inversion de phase). Evidemment cette situation est à bannir dans le cas d'un haut-parleur qui ne doit pas introduire d'altérations sur le signal d'entrée, encore moins une inversion de phase dans la bande de fréquence qu'il doit reproduire. En fait, le diagramme de phase d'un haut-parleur n'a jamais le cheminement figuré, on s'en est servi pour mettre en évidence une fois de plus les questions relatives au déroulement de la phase qui sont souvent négligées.








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