Comprendre les "drivers" de casque

[renecito]

Comment fonctionne le driver d'un casque électro-dynamique ?

Dérivé du haut-parleur traditionnel, il est constitué d'une membrane de forme plus ou moins plane, conique ou en dôme, entraînée en son centre par une bobine en fil de cuivre ou d'aluminium qui reçoit le courant de modulation. Le courant de modulation dans le bobine génère au centre de celle-ci un champ magnétique qui varie en fonction de l'intensité du courant alternatif.
La bobine baigne dans un système magnétique généré par des aimants, que l'on désigne par le terme "entrefer" qui provoque son déplacement en piston vers l'avant ou l'arrière provoquant la vibration de la membrane qui est retenue en sa périphérie par une suspension.
La membrane peut-être constituée de plusieurs couches, en mylar, en bio-cellulose, avec des traitements de surface par des alliages métalliques pour améliorer la rigidité tout en gardant une masse la plus légère possible.
La majorité des membranes de ce type sont thermo-formées sans suspension supplémentaire, mais avec une forme en hélice permettant l'élongation.
Les modèles HDG de la marque Focal reprennent eux le principe de la suspension dans une matière plus souple que la membrane permettant de plus grand déplacement afin de diminuer les distorsions.
Les aimants sont fait dans des alliages de métaux les plus magnétiques possibles comme le neodyme.
Les drivers électrodynamiques possèdent souvent un amortissement intégré optimisé par le fabricant.

Comment fonctionne le driver d'un casque planar ?

On a tous compris que la membrane plane de ces casques vibre pour produire les pressions alternatives qui permettent la génération de son.
Pour que la membrane reproduise le spectre sonore, il faut qu'elle vibre à toutes les fréquences nécessaires et il faut donc un élément générateur pour cela.
Le système consiste à utiliser l'électromagnétisme comme dans les électrodynamiques mais d'une façon très différente.
Pour obtenir ces vibrations la membrane est prise entre deux plans d'aimants de pôles différents, pour l'attirer dans un sens et dans l'autre.
Nous savons tous qu'un aimant attire ou repousse quelque chose de magnétique et dans notre cas l'élément magnétique, variable en fréquence et en sens, sera un mince fil électrique (ou un imprimé comme des nappes de circuits).
Le fil recevra le courant sorti de l'amplificateur et un courant traversant un champ magnétique génère lui aussi un champ magnétique et en l’occurrence dans le fil électrique.
Le champ magnétique généré dans le fil provoquera une force qui l’entraînera vers le pôle fixe concerné et donc alternativement d'un côté puis de l'autre car notre signal audio est alternatif.
Le fil étant solidaire avec la membrane, celle-ci le suit et nous obtenons notre membrane vibrante.
Sur le plan technologique, chaque constructeur choisit ou développe sa membrane, qui est en général un film de mylar ou équivalent et imprime sur celle-ci le fin circuit qui doit couvrir le maximum de surface pour pouvoir la déplacer.
Il faut beaucoup d'essais pour optimiser le système car les aimants doivent laisser passer l'air sans créer de turbulences, la membrane doit être à la fois légère, rigide et tendue pour que son fonctionnement soit rapide et bien plan et l'élément conducteur ne doit pas trop l'alourdir.

Comment fonctionne le driver d'un casque électrostatique ?

Nous savons tous que l'électricité statique est présente partout car toute matière est formée d’atomes composés de particules électriques positives et négatives, qu’on appelle respectivement protons et électrons, et de neutrons – qui sont neutres.
L’électricité statique est produite par le frottement de deux surfaces, qui entraîne un transfert d’électrons. Et certains matériaux ont une tendance plus grande à perdre des électrons, comme les tissus synthétiques, la laine ou le verre, tandis que d’autres les attirent, comme l’ébonite ou le caoutchouc.

C'est sur cette capacité à être attirée par la polarisation inverse que va fonctionner un casque électrostatique pour pouvoir mouvoir une membrane plane.
Cette membrane, réalisée en général dans un film de mylar plus ou moins épais, est chargée en permanence d'électricité statique par un haut voltage électrique désigné sous le terme de "polarisation" (entre 250 V et 600 V) et pour cela elle est enduite ou composée d'un traitement conducteur.
La membrane est encadrée de deux grilles conductrices appelées "stators" dont elle est séparée par de fines entretoises périphériques, de façon à ce qu'elle ne touche pas les stators lors de son fonctionnement.
L'équilibre entre l'espacement des stators, la taille et la finesse de la membrane et la tension de polarisation est un fin réglage.
Pour que la membrane soit attirée alternativement vers les stators, le courant de modulation est appliqué aux grilles en opposition de phase. L'air qui produit le champ acoustique passe à travers la grille en regard avec l'oreille.
Pour des raisons de fiabilité, afin d'éviter les pollutions des poussières et une constante hygrométrie, des membranes passives, en général en mylar, encadrent les grilles.
Nous nous retrouvons donc avec une membrane active encadrée par deux grilles conductrices servant de moteur, elles même protégées par deux membranes passives et tout cela constitue le driver d'un casque électrostatique.
Le fait de polariser la membrane à haut voltage nécessite une amplification qui doit en plus fournir une haute tension de modulation (entre 300V et 450 V), cette dernière est amenée par l'emploi, en général de transformateurs qui procèdent à l'élévation ou par un circuit discret à base de tubes ou de transistors.

[Murl0c]

Merci pour ce partage de connaissances, c'est un plaisir à lire !
À épingler AMHA.

[Storm]

En effet, je pense qu'il est serait intéressant que ce sujet soit épinglé. Après la réorganisation des sections casques/intras... cette section du forum regorge de sujets intéressants mais peu classés comme celui-ci. A réfléchir

[Phifi]

Merci renecito, synthétique et très clair

[Kooka]

Super intéressant !

A mettre dans le Wiki ou le Blog ?

[Storm]

Oui clairement plusieurs sujets "synthétisés" aurait une place méritée sur un support plus précis et accessible. Réflexion à organiser, c'est dans nos petits papiers

[staki]

Juste pour le côté historique (car ils ne sont quasiment plus utilisés) on pourrait aussi citer les écouteurs piézoélectriques (un cristal qui se déforme mécaniquement sous l'effet du courant électrique).
Just my two cents... ;-)

Cordialement, staki