La conception d'un équipement audio comprend principalement les aspects suivants :
- Planification des produits et conception industrielle - Détermination de l'objectif, du positionnement, des scénarios d'utilisation, des méthodes, des dimensions physiques et de l'apparence de l'orateur.
- Conception acoustique - Conception globale de l'enceinte, sélection des haut-parleurs et évaluation de la qualité sonore.
- Conception structurelle - Conception du boîtier/de l'armoire et de la structure de montage du conducteur - avec comme point culminant la fabrication du moule par une usine de moulage.
- Prototypage et essais - Test/évaluation de la performance des enceintes, optimisation/amélioration et réglage final de la qualité sonore du système.
Les enceintes de haut-parleurs sont principalement classées dans les catégories suivantes Boîtes scellées/fermées (par exemple, stationnaires, de type bibliothèque) et Boîtes Bass-Reflex (Ported) (par exemple, portage, R-J, conception de lignes de transmission, etc.).
Exigences générales pour la conception de haut-parleurs Bass-Reflex (à évent)
Directivité de l'émission sonore du haut-parleur
Les ondes sonores présentent des phénomènes tels que la réflexion, la diffraction et l'interférence au cours de leur propagation, selon des principes acoustiques spécifiques. La longueur d'onde des ondes sonores émises par un haut-parleur se raccourcit à mesure que la fréquence augmente. Lorsque la longueur d'onde devient comparable aux dimensions physiques du haut-parleur, l'onde sonore rayonnée développe une directivité prononcée due à la diffraction et à l'interférence.
La directivité d'un haut-parleur caractérise sa capacité à émettre le son dans différentes directions et dépend de la fréquence. Les sons à haute fréquence présentent une plus grande directivité, tandis que les sons à basse fréquence sont relativement moins directifs.
- Subwoofers et woofers : La direction de l'émission sonore est illimitée. L'enceinte peut être placée n'importe où dans la zone d'écoute.
- Haut-parleurs pleine gamme, moyenne gamme et haute fréquence : Le haut-parleur doit idéalement être orienté directement vers la position d'écoute. Si des contraintes structurelles ou esthétiques empêchent une orientation directe, un réflecteur acoustique doit être conçu pour atténuer l'atténuation sonore causée par la directivité.
L'angle entre la direction d'émission du locuteur et l'auditeur ne doit pas dépasser 90°, comme indiqué ci-dessous :
Sélection des haut-parleurs
Le choix des haut-parleurs et leur intégration dans l'enceinte déterminent directement la qualité sonore finale du système.
Sélection basée sur la forme de l'ouverture du conducteur
Les haut-parleurs à ouverture circulaire offrent les meilleures performances, suivis par ceux à ouverture en forme d'hippodrome et ovale. Il est conseillé d'éviter autant que possible d'utiliser des haut-parleurs en forme de longues bandes et très étroits.
La taille du haut-parleur doit être choisie en fonction de la taille de l'enceinte et de son volume net. Conformément aux principes de conception du système de haut-parleurs, il est nécessaire de choisir les paramètres T/S et les paramètres électroacoustiques appropriés pour le haut-parleur.
Sélection de l'aimant d'entraînement
Les aimants externes (aimants en ferrite) sont économiques, mais ils occupent un grand volume, ce qui réduit le volume effectif à l'intérieur de l'enceinte. Les aimants internes (aimants en terres rares) sont plus coûteux, mais ils occupent moins d'espace, offrent un plus grand volume utilisable à l'intérieur de l'enceinte et des performances magnétiques supérieures.
Sélection du cône
Les formes de cônes adoptent généralement des cônes droits et des cônes exponentiels. Les cônes à faces droites se caractérisent par un processus de fabrication simple mais des performances à haute fréquence relativement médiocres, tandis que les cônes exponentiels offrent de meilleures performances à haute fréquence. Des conceptions à double cône peuvent être adoptées dans des circonstances particulières.
Les principaux matériaux des cônes comprennent les fibres naturelles (fibres végétales, fibres animales), les fibres artificielles (fibres chimiques, fibres synthétiques), les fibres inorganiques, les plastiques (par exemple, PP cônes), et les métaux (par exemple, l'aluminium). La sélection peut se faire en fonction des exigences en matière de timbre et de coût.
Conception de l'enceinte
La conception de la taille de l'enceinte doit combiner les paramètres du haut-parleur et le volume net à l'intérieur de l'enceinte. Ce n'est que lorsque ces deux paramètres sont en adéquation optimale que la performance sonore dans les basses fréquences peut être maximisée.
Les matériaux utilisés pour les enceintes sont généralement le bois et le plastique, et l'épaisseur du matériau est déterminée en fonction des vibrations de l'enceinte et de la résonance générée à l'intérieur. Lorsque les conditions le permettent, il faut essayer d'utiliser des parois plus épaisses et d'ajouter les éléments suivants nervures de renforcement sur la paroi intérieure afin de réduire les vibrations de l'enceinte et de supprimer la résonance acoustique à l'intérieur de l'enceinte.
Le boîtier doit être bien étanche et il ne doit pas y avoir de fuites d'air ou de problèmes similaires, afin d'éviter de générer des bruits de vent et d'affecter les performances à basse fréquence.
La conception de l'évent d'une enceinte bass-reflex joue un rôle décisif dans la fréquence de coupure des basses fréquences du haut-parleur. La position et la forme de l'évent doivent garantir une circulation fluide de l'air à l'intérieur de l'enceinte afin de réduire la distorsion des basses fréquences et le bruit du vent. La longueur et la section de l'évent sont conçues et ajustées en fonction du volume de l'enceinte et des paramètres pertinents du haut-parleur. L'objectif est de s'assurer que la courbe d'impédance du haut-parleur se rapproche le plus possible de la caractéristique à double crête, comme le montre la figure ci-dessous.
Une enceinte à radiateur passif est une variante de la conception bass-reflex. Elle est construite en utilisant un radiateur passif pour remplacer l'évent. Un contrôle adéquat peut rendre le son rayonné produit par la vibration du radiateur passif en phase avec le son rayonné vers l'avant du haut-parleur, améliorant ainsi les caractéristiques de basse fréquence du haut-parleur et la réponse en basse fréquence. Le boîtier bass-reflex à radiateur passif convient mieux aux enceintes de volume relativement faible.
La figure ci-dessous montre deux types d'enceintes bass-reflex (radiateur standard et radiateur passif).
La conception de la structure interne de l'enceinte doit garantir une circulation d'air fluide à l'intérieur de l'enceinte. La conception de la structure interne de l'enceinte doit garantir une circulation d'air fluide à l'intérieur de l'enceinte. Concevoir les sections transversales aux deux extrémités de l'orifice avec une forme de transition graduelle afin d'éviter la génération de bruits de vent de type “popping” au niveau des ouvertures.
Pour éviter que les ondes sonores ne génèrent des résonances à l'intérieur de l'enceinte, la coque de l'enceinte doit être suffisamment solide, en ajoutant des nervures de renforcement à l'intérieur et en renforçant la connexion entre les couvercles avant et arrière. Ajoutez un matériau absorbant le son à l'intérieur de l'enceinte et installez-le près de la paroi interne de l'enceinte.
Conception du rayonnement acoustique
Essayez d'éviter que des structures externes bloquent les emplacements de sortie du son (y compris l'emplacement de sortie du port). La meilleure méthode consiste à exposer directement le haut-parleur. Ensuite, la meilleure méthode consiste à utiliser des matériaux plus transparents sur le plan acoustique, tels que le tissu de la grille du haut-parleur, la maille d'acier, etc. La zone de sortie du haut-parleur ne doit pas former une cavité fermée, car cela peut facilement créer un “effet de cavité frontale” qui dégrade la qualité du son.
Conception de l'amortissement des vibrations pour les haut-parleurs
Lorsqu'un haut-parleur fonctionne, les vibrations du haut-parleur se transmettent à toutes les parties de l'enceinte. Cela peut facilement provoquer des résonances à différents endroits, produisant des bruits parasites. C'est pourquoi il est nécessaire de concevoir un système d'amortissement approprié.
Par exemple : utilisez des tampons amortisseurs en caoutchouc aux endroits où le haut-parleur est fixé et connecté à d'autres éléments structurels.
Pour un haut-parleur à radiateur passif (haut-parleur à cône de bourdon), utilisez un double radiateur passif symétrique pour annuler les vibrations qu'il introduit.
Conception de la dissipation thermique des haut-parleurs
Le haut-parleur d'une enceinte est un transducteur. C'est un dispositif qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique (vibration du haut-parleur), puis la convertit en énergie sonore (rayonnement d'ondes sonores). L'efficacité d'un haut-parleur dans la conversion de l'énergie électrique en énergie sonore est faible ; l'énergie restante est convertie en chaleur. C'est pourquoi la dissipation de la chaleur du haut-parleur est très importante. Elle affecte directement la fiabilité du haut-parleur, en particulier dans les petites enceintes où l'espace est limité.
Le principal élément chauffant d'un haut-parleur est la bobine mobile. Sa chaleur est transférée aux surfaces extérieures du circuit magnétique et du panier par l'intermédiaire de la plaque polaire et du T-yoke/U-yoke. Par conséquent, lorsque les conditions le permettent, essayez de concevoir son exposition externe pour faciliter la dissipation de la chaleur.
Conception de la prévention des fuites magnétiques
Les haut-parleurs dynamiques utilisés dans les systèmes de haut-parleurs utilisent des aimants permanents dans leurs circuits magnétiques, ce qui entraîne des fuites magnétiques. Dans les environnements d'utilisation sensibles aux fuites magnétiques, il est nécessaire de mettre en œuvre une conception de prévention des fuites magnétiques pour le circuit magnétique du haut-parleur.
Proposition de conception structurelle pour les conférenciers
En fonction de la forme structurelle du produit et des exigences, le haut-parleur est conçu dans une configuration mono. En fonction de la direction du rayonnement sonore, il est divisé en trois formes structurelles : structure à rayonnement vers le haut, structure à rayonnement vers l'avant et structure à rayonnement vers le bas. Les exigences et recommandations en matière de conception structurelle pour ces trois formes sont détaillées dans la proposition suivante. Ce produit intègre un microphone. La conception à radiateur passif tend à produire des vibrations relativement plus importantes, c'est pourquoi l'utilisation d'une enceinte bass-reflex à radiateur passif n'est pas recommandée.
Enceintes à rayonnement vers le haut :
Cette approche structurelle utilise un haut-parleur circulaire de relativement grand diamètre rayonnant vers le haut, un tweeter à dôme circulaire rayonnant vers l'avant et l'évent conçu pour rayonner vers l'arrière.
Description de la conception :
- Le haut-parleur circulaire de grand diamètre est un haut-parleur pleine gamme. Son rayonnement est dirigé vers le haut. Les fréquences moyennes et basses ont une directivité relativement faible et peuvent atteindre assez bien les oreilles de l'auditeur à l'avant ; les hautes fréquences ont une directivité plus forte et subissent une atténuation plus importante vers l'avant.
- Le tweeter à dôme a un schéma de rayonnement dispersif, ce qui permet d'étendre efficacement la zone atteinte par ses hautes fréquences. En rayonnant vers l'avant, il peut compenser la partie atténuée des hautes fréquences du haut-parleur de gamme.
- Le tweeter à dôme a un schéma de rayonnement dispersif, ce qui permet d'étendre efficacement la zone atteinte par ses hautes fréquences. En rayonnant vers l'avant, il peut compenser la partie atténuée des hautes fréquences du haut-parleur de gamme.
- La zone de rayonnement vers le haut est constituée d'une toile de grille ou d'un treillis en acier à haute transparence acoustique afin de réduire l'atténuation du son. Toute la surface supérieure sert de zone de rayonnement afin d'éviter de créer un “effet de cavité frontale”.
- La zone de rayonnement du tweeter est constituée d'une grille ou d'un treillis en acier pour réduire l'atténuation des hautes fréquences.
- L'ensemble de l'enceinte doit être étanche à l'air.
- En fonction des exigences de réglage, il convient d'ajouter un matériau absorbant le son à l'intérieur.
Enceintes à rayonnement frontal :
Cette approche structurelle utilise un haut-parleur large bande et un tweeter à dôme. Toutes les directions de rayonnement sont directement orientées vers l'auditeur. L'évent est conçu pour rayonner vers le bas ou vers l'arrière.
Description de la conception :
- Le haut-parleur circulaire de grand diamètre est un haut-parleur à gamme complète. Son rayonnement est dirigé vers l'avant. La conception à rayonnement frontal se traduit par une atténuation relativement faible pour toutes les bandes de fréquences, ce qui permet au son d'atteindre assez bien les oreilles de l'auditeur à l'avant.
- Le tweeter à dôme a un schéma de rayonnement dispersif, ce qui permet d'étendre efficacement la zone atteinte par ses hautes fréquences. En rayonnant vers l'avant, il peut compenser la partie atténuée des hautes fréquences du haut-parleur de gamme.
- L'ouverture de rayonnement avant présente une structure évasée (en forme de cornet) qui permet d'étendre efficacement la directivité de chaque bande de fréquence.
- Le port rayonne vers l'arrière. Le son basse fréquence qu'il émet est essentiellement non directionnel et peut atteindre les oreilles de l'auditeur assez bien.
- La zone de rayonnement avant est couverte d'une grille ou d'un treillis en acier pour réduire l'atténuation sonore. 6. L'ensemble du boîtier doit être étanche à l'air.
- En fonction des exigences de réglage, il convient d'ajouter un matériau absorbant le son à l'intérieur.
Conception de haut-parleurs à rayonnement vers le bas :
Cette approche structurelle utilise un haut-parleur large bande circulaire de relativement grand diamètre rayonnant vers le bas, un tweeter à dôme circulaire rayonnant vers l'avant et l'évent conçu pour rayonner vers l'arrière. Le son émis par le haut-parleur orienté vers le bas est réfléchi dans toutes les directions par une structure de réflecteur, ce qui permet d'atteindre l'objectif d'un rayonnement sonore omnidirectionnel.
Description de la conception :
- Le haut-parleur circulaire de grand diamètre est un haut-parleur pleine gamme. Son rayonnement est dirigé vers le bas. Le son est réfléchi dans toutes les directions par la structure du réflecteur, ce qui permet d'obtenir un haut-parleur omnidirectionnel.
- La zone de rayonnement vers le haut est constituée d'une toile de grille ou d'un treillis en acier à haute transparence acoustique afin de réduire l'atténuation du son. Toute la surface supérieure sert de zone de rayonnement afin d'éviter de créer un “effet de cavité frontale”.
- Le port rayonne vers l'arrière. Le son basse fréquence qu'il émet est essentiellement non directionnel et peut atteindre les oreilles de l'auditeur assez bien.
- Les zones de rayonnement du haut-parleur sont recouvertes d'une grille ou d'un filet d'acier afin de réduire l'atténuation des hautes fréquences.
- L'ensemble de l'enceinte doit être étanche à l'air.
- En fonction des exigences de réglage, il convient d'ajouter un matériau absorbant le son à l'intérieur.
Conception de la dissipation thermique
L'ensemble du produit est de forme cylindrique. Le produit adopte une disposition modulaire avec des unités de génération de chaleur distribuées (voir le diagramme d'empilement du produit ci-dessous). Les principales unités de production de chaleur sont dotées de trous de ventilation pour améliorer la convection thermique. Si un module local génère une chaleur excessive, des solutions telles que la fixation d'un dissipateur thermique sur la puce ou l'utilisation d'une combinaison de silicone thermoconductrice et d'une plaque de refroidissement peuvent être employées pour dissiper la chaleur.
| Non. | Description du module | Composants | Composant |
|---|---|---|---|
| 1 | Module pick-up, circuits de touches | Antennes diverses et fils de connexion | Respirer la lumière |
| 2 | Wi-Fi et autres modules de sous-carte | ||
| 3 | Assemblage acoustique du haut-parleur | ||
| 4 | Carte de contrôle principale, circuit d'amplification |
Illustration simplifiée de l'empilage structurel des produits Note : Les numéros 1 à 4 indiquent l'ordre du haut vers le bas. L'antenne est empilée en fonction du schéma de conception et des exigences d'adaptation. La lumière respiratoire est empilée en fonction de sa définition fonctionnelle et du diagramme des effets.
Breathing Light Design
Sur la base de l'effet du design industriel, déterminer le nombre de lampes nécessaires. Ensuite, le schéma de conception du matériel est finalisé en fonction des paramètres électriques de chaque lumière et du schéma d'implantation. Les applications courantes sont actuellement les suivantes : Pour un nombre relativement faible de lampes, elles sont généralement utilisées pour l'éclairage d'accentuation ou les effets d'indicateur. Pour 3 à 12 lampes RVB, elles sont généralement utilisées pour créer des effets d'éclairage dans des zones spécifiques, telles que des cercles, à la périphérie ou le long des bords, etc. Elles peuvent être associées à des actions sur le produit pour créer des effets de respiration ou de clignotement. Pour un plus grand nombre de lumières, on utilise généralement une disposition matricielle. Des configurations plus complexes ou des matrices de LED sont utilisées pour afficher des animations, des informations sur les images, etc.
10 conceptions créatives de haut-parleurs
Voyons maintenant quelques-unes des conceptions audio les plus imaginatives.
1. Enceinte Mobius L50
Le Mobius L50 diffuse la musique sur l'ensemble du spectre des fréquences, remplissant l'environnement d'un son profond et immersif.
Inspirée par l'élégance mathématique de la bande de Möbius, sa forme homogène et continue symbolise la fluidité du son se déplaçant dans l'espace. Il s'agit d'un haut-parleur conçu non seulement pour diffuser de la musique, mais aussi pour améliorer notre expérience du son.
Source de la conception : Przemysław Wolnicki
2. Lecteur de musique satellite multifonctionnel
Satellite est un objet sonore qui fonctionne à la fois comme un casque et comme un haut-parleur. Il est conçu pour s'adapter à ces différentes situations et améliorer votre expérience musicale. Par exemple, lorsque vous marchez seul dans une ville bruyante, il fonctionne comme un casque. Dans les moments partagés avec d'autres personnes, il se transforme en haut-parleur. Il est comme un satellite, en orbite constante autour d'une planète qui, dans ce cas, est vous.
Design Source : Changhwi Kim
3. Enceinte Beosound 2
Le haut-parleur Beosound 2 a une belle apparence, abandonnant la forme cylindrique traditionnelle. Le haut-parleur conique à 360 degrés est également entièrement fabriqué en aluminium, poli jusqu'à obtenir un brillant étincelant, ce qui lui confère une finition lustrée. Il possède déjà un impact étonnant, mais Bang & Olufsen a estimé qu'il était possible de faire mieux.
Il utilise le lien entre le son, l'émotion et la couleur. La série Beosound 2 Gradient vous offre un mélange de couleurs qui se fondent harmonieusement les unes dans les autres, à l'image des émotions et de la musique qui passent d'un moment à l'autre. La série propose des “couleurs” telles que Brown Baritone, Jelly Jam, Electric Riff et d'autres sentiments que le son peut exprimer. Vous pouvez vous demander si ces idées correspondent vraiment à l'idée que vous vous faites de ces sentiments. Mais il ne fait aucun doute que lorsque vous verrez leur aspect particulier, ils vous feront ressentir quelque chose.
Design Source : Bang & Olufsen
04. Mini haut-parleur rétro “Vinyl
Ce design allie la fonction et la forme. Il prend l'apparence et lui donne vie. Il fait revivre les sensations de l'ancienne école et vous permet de vivre à un rythme plus lent.
Design Source : Jon Lee
05. Lanterne de camping rétro Haut-parleur
Il est conçu pour le camping. Sa petite taille le rend facile à transporter. Il combine un haut-parleur et une lumière, ce qui en fait l'outil idéal pour les vibrations du camping. La lumière à l'ancienne, comme une ampoule classique, ajoute vraiment à l'atmosphère super forte. Il s'agit d'un outil indispensable pour tout voyage en camping.
Source de la conception : Saichuang Design
06. Beetle Speaker
La Coccinelle classique est le “petit bijou” dont la plupart des gens se souviennent. Sa forme lisse et compacte est célèbre dans le monde entier. Le design de ce haut-parleur reprend les lignes courbes particulières de la voiture Coccinelle. Il utilise des couleurs anciennes pour mettre en valeur son style rétro.
Design Source : CiCi
07. Haut-parleur Bluetooth portable
Ce produit dépasse les limites habituelles de la taille et des attentes. Il offre un choix : un haut-parleur qui fonctionne bien à un endroit, mais qui peut aussi être emporté avec soi, et qui peut même faire plus de choses.
Design Source : Shantanu Maheshwari
08. Haut-parleur des stores
Il s'agit d'un haut-parleur Bluetooth intégré dans un ensemble de stores. Vous tournez le couvercle supérieur pour modifier le volume, et les stores sur le corps tournent également. En le tournant vers le haut, les stores s'ouvrent plus largement, comme si la musique passait à travers eux. Ce système permet de modifier le volume et d'apprécier la musique d'une manière beaucoup plus amusante.
09. Haut-parleur à 360 degrés pour un son parfait
Ce produit a une forme cubique moins courante. Les lignes sont nettes et lisses, ce qui lui confère un aspect simple et moderne, et il offre un son parfait à 360 degrés. Par rapport aux enceintes rondes ou tubulaires habituelles, cette forme est plus stable et s'intègre parfaitement dans une maison de style moderne et simple.
Design Source : Muhammet Uzuntaş
10. Haut-parleur Bluetooth Dumbbell
Il a une nouvelle forme d'haltère qui donne une impression à la fois sportive et technique. Son look est unique et facile à repérer. Il s'intègre dans des lieux tels que les salles de sport. Le design est frais et rompt avec l'aspect habituel des haut-parleurs.
Source de la conception : Shang Jingli
FR 
EN 
ES 
DE 
IT 
PT 
NL 
PL 
AR 
JA 
KO 
ZH