Quel est le rôle du cône d'un haut-parleur ?
La plupart des haut-parleurs sont de conception électromécanique ou électrodynamique. Ils utilisent un diaphragme léger, ou cône, forcé de vibrer par une bobine mobile (voice coil) parcourue par un courant, à sa base. Les vibrations du cône sont transmises à l'air environnant où elles reproduisent une onde sonore audible.
Comment fonctionnent les cônes de haut-parleur
La bobine mobile est un enroulement de fil fin suspendu pour pouvoir bouger axialement, entouré d'un champ magnétique produit par des aimants permanents. Quand le courant traverse la bobine, elle va et vient selon la règle de la main gauche de Fleming, poussant et tirant sur le cône. La bobine et le cône sont logés dans une enceinte, généralement en bois ou autre matériau solide, pour coupler le mouvement de la bobine à l'air.
Propriétés et matériaux
Les cônes sont généralement construits en matériaux légers et rigides. Le papier enduit ou les polymères plastiques sont populaires car ils souffrent moins de « ringing » — phénomène où les fréquences proches de la fréquence propre de l'ensemble cône distordent le son — que d'autres matériaux comme les métaux. Les cônes peuvent cependant être construits avec succès dans une large gamme de matériaux : aluminium, fibres de bambou, fibre de verre, Kevlar, magnésium.
Amortissement (Damping)
Le succès d'un cône dépend de la conversion du signal d'amplificateur basse fréquence en mouvement mécanique de la bobine avec efficacité et fidélité maximales. La vibration du cône doit être freinée, ou amortie, pour prévenir le ringing, mais l'amortissement ne doit pas produire de distorsion audible. Quand un cône vibre, il génère un signal, appelé force contre-électromotrice, qui revient par le câble dans le circuit de sortie de l'amplificateur. Cette force est de polarité opposée à la vibration du cône et donc s'oppose au ringing.
Annulation avant-arrière (Back-to-Front Cancellation)
La face avant du cône pousse vers l'avant pour créer une onde sonore en augmentant la pression d'air, tandis que la face arrière pousse en arrière, la réduisant. Les longueurs d'onde des sons graves sont relativement grandes comparées à la taille de l'enceinte et peuvent diffracter — se courber ou se briser — autour. Les ondes sonores de l'arrière du cône peuvent donc annuler celles de l'avant, phénomène appelé annulation avant-arrière.