Conception, réalisation et caractérisation d'un haut-parleur ultra-directif basé sur l'auto-démodulation non linéaire

par Alexandre Ritty

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Bernard Castagnède.

Soutenue en 2007

à Le Mans .

mots clés

• Acoustique non linéaire
• Transducteurs
• Démodulation (électronique)
• Haut-parleurs

Résumé

Ce travail de thèse vise à améliorer les systèmes existants d'antenne paramétrique utilisée en tant que haut parleur directif. Les principes fondamentaux de l'acoustique non linéaire sont rappelés. Ceci permet de conclure sur les propriétés nécessaires du champ d'ondes émis pour cette application. Les distorsions induites par l'auto-démodulation sont également mises en évidence et les traitements de réduction des distorsions sont ensuite détaillés et évalués. Afin d'obtenir une directivité étroite et un fort niveau, un réseau de transducteurs est utilisé. Une modélisation des transducteurs à base de film PVDF couplé à une cavité est proposée. Celle-ci permet de prédire le champ de pression acoustique rayonnée par une cellule élémentaire. L'utilisation des modèles de réseaux de sources permet de définir un réseau de cellules adéquat. Finalement, un prototype de haut-parleur directif est réalisé et caractérisé afin de réaliser une validation des différentes parties de l'étude.

Titre traduit

Design, making and characterization of a highly directional loudspeaker based on nonlinear self-demodulation

Résumé

This thesis aims at improving the parametric arrays used as directional loudspeaker. Fundamental principles of nonlinear acoustics are reminded in order to understand the self-demodulation phenomenon. This makes possible to conclude on the emitted waves field properties necessary for this application. The distortions induced by the self-demodulation are also highlighted. Then usual distortions reduction processings are detailed and evaluated. In order to obtain a narrow directivity and a strong level, a transducers array is used. A physical model of the PVDF film transducers coupled to a cavity is proposed. This one is used to predict the acoustic pressure field radiated by an elementary cell. Then, array radiation models are used to define a suitable cells array. Finally, a prototype of directive loudspeaker is made to do an experimental assessment of this study.