Analysis of the effect of Active Vbiration Control on Flat-Panel Speakers radiation
Analyse de l'Effet du Contrôle Vibratoire Actif sur le Rayonnement des Haut-Parleurs à Panneau Plat
Résumé
In order to overcome the problems of size and weight of conventional loudspeakers, many works today focus on the radiation of vibrating structures equipped with inertial actuators to diffuse sound. Flat-Panel Speakers consist of a plate equipped with an electrodynamic actuator to diffuse sound through bending waves. However, the structural resonances of the plate have a negative effect on the perceived quality of the radiation, in particular at low frequencies and for weakly damped structures. Furthermore, active vibration control effectively dampens these structural resonances. The objective of the work presented is to study the effectiveness of active vibration control to optimize the radiation of Flat Panel Loudspeakers in the frequency band from 80Hz to 1000Hz. With this in mind, we built a prototype consisting of a rectangular aluminum plate, 28.5cm x 43cm x 1.5mm in size, embedded and excited by an actuator. Experiments in an anechoic chamber were carried out to measure the radiation in several active vibration control configurations and according to two positions of the actuator. The first favors the excitation of the symmetric modes (case 1), the second allows the excitation of all the modes (case 2). These measurements show that in case 1, the active control improves the acoustic response, resulting in a more homogeneous radiation according to the frequencies. On the other hand, in case 2, we cannot conclude that the control improves the radiation. These results are corroborated by a numerical model of the system using the boundary element method.
Afin de palier aux problèmes d'encombrement et de poids des haut-parleurs conventionnels, de nombreux travaux s'intéressent aujourd'hui au rayonnement de structures vibrantes munis d'actionneurs inertiels pour diffuser du son. Les Haut-Parleurs à Panneau Plat (Flat-Panel Speaker) consistent en une plaque équipée d'un actionneur électrodynamique afin de diffuser du son par l'intermédiaire d'ondes de flexion. Cependant, les résonances vibratoires de la plaque ont un effet négatif sur la qualité perçue du rayonnement, notamment aux basses fréquences et pour des structures faiblement amorties. Par ailleurs, le contrôle vibratoire actif permet d'amortir efficacement ces résonances vibratoires. L'objectif des travaux présentés est d'étudier l'efficacité du contrôle vibratoire actif pour optimiser le rayonnement des Haut-Parleurs à Panneau Plat dans la bande de fréquence de 80Hz à 1000Hz. Dans cet optique, nous avons construit un prototype constitué d'une plaque d'aluminium rectangulaire, de dimension 28.5cm x 43cm x 1.5mm, encastrée et excitée par un actionneur. Des expériences en chambre anéchoïque ont été menées pour en mesurer le rayonnement dans plusieurs configurations de contrôle vibratoire actif et selon deux positions de l'actionneur. La première favorise l'excitation des modes symétriques (cas 1), la seconde permet l'excitation de tous les modes (cas 2). Ces mesures montrent que dans le cas 1, le contrôle actif améliore la réponse acoustique, se traduisant par un rayonnement plus homogène selon les fréquences. En revanche, dans le cas 2, on ne peut pas conclure que le contrôle améliore le rayonnement. Ces résultats sont corroborés par un modèle numérique du système faisant appel à la méthode des éléments de frontière.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)