Comment fonctionne la physique des écouteurs
Qu’il s’agisse d’écouter de la musique tout en s’entrainant à la gym ou pour s’immerger dans nos séries télé préférées durant le trajet au travail, les écouteurs ont changé pour toujours la façon dont nous écoutons de la musique et apprécions du contenu audio.
Cependant, très peu d’entre nous seraient capables d’expliquer comment ces compagnons de tous les jours fonctionnent sous leur surface. Pour ce faire, et afin de mieux comprendre comment les mécanismes internes des écouteurs fonctionnent et comment ils convertissent les signaux électriques en son, nous avons créé un guide simple à ce sujet.
La première chose que nous devons établir est la suivante : en quoi consiste le son ?
Voici une réponse très simple : les sons sont des vibrations causées par le mouvement d’objets. Ces vibrations atteignent nos oreilles et sont interprétées par notre cerveau. Cela signifie que pour créer un son, un mouvement mécanique est nécessaire.
C’est là que les unités conductrices entrent en actions. Les unités conductrices, également appelées transducteurs, transformant les signaux analogues en vibrations ; imaginez qu’ils sont des mini haut-parleurs. La taille spécifique et la performance correspondante d’un transducteur diffèrent d’un écouteur à un autre, mais se situe généralement entre 6mm et 15mm. Les écouteurs true wireless S500W par exemple possèdent un transducteur de 8mm pour une haute qualité de son.
Afin de créer du son, le diaphragme est une pièce intégrale de chaque transducteur et consiste en une fine membrane, qui créé des ondes audio lorsqu’il est mis en mouvement. L’intensité et la direction du mouvement sont dirigés par le signal électrique, qui pénètre le transducteur.
Tous les transducteurs ne sont pas créés de façon similaire et ils transforment le courant électrique en son de manières différentes en bougeant le diaphragme. Quels sont donc les types de transducteurs pour écouteurs et comment fonctionnent-ils ?
Types de transducteurs
Transducteurs Dynamiques
Le terme “transducteur dynamique” est souvent appelé “transducteur à bobine mobile”. Le transducteur comporte 3 composants : un aimant, une bobine acoustique ainsi qu’un diaphragme.
Le courant électrique passe vers la bobine, qui crée un champs électromagnétique. La direction alternative du courant permet à la bobine d’être attirée ou repoussée par les aimants entourant celle-ci, ce qui crée un mouvement de va et vient. Ce mouvement permet au diaphragme de vibrer et de produire des ondes sonores. Selon la force et la direction du courant électronique, le champs électromagnétique en sera modifié, ce qui provoquera un mouvement et une direction alternée de la bobine. Ceci permet au diaphragme de vibrer et de produire le son. La performance sonore n’est pas liée à la taille des transducteurs, mais plutôt aux matériaux utilisées et à l’architecture générale. Les transducteurs dynamiques sont plus susceptibles à la distorsion sonore que les autres types de transducteurs, si le volume devient trop fort.
Transducteurs Électrostatiques
Comme son nom le suggère, les transducteurs électrostatiques utilisent de l’électricité statique afin de créer un champs électrique. Le diaphragme est situé entre deux plaques de métal perforées ou électrodes. Le courant passant dans les électrodes déclenche la production d’un champs électrique, ce qui fait bouger le diaphragme entre les deux plaques. Les ondes sonores voyagent vers l’oreille au travers des perforations se situant dans les électrodes. Les transducteurs électrostatiques peuvent produire une large gamme de fréquences avec de très faibles distorsions, mais auront besoin d’une amplification supplémentaire.
Transducteurs Magnétiques Planaires
Les transducteurs magnétiques planaires sont aussi appelés “transducteurs orthodynamiques ” et peuvent être considérés comme un hybride de transducteurs dynamiques et de transducteurs électrostatiques. Ils fonctionnent sur un principe similaire aux transducteurs dynamiques, car ils utilisent également les champs magnétiques pour générer des ondes sonores. Cependant, au lieu d’utiliser la bobine pour le mouvement et un diaphragme pour produire des sons via les vibrations, Les transducteurs magnétiques planaires utilisent un diaphragme qui se situent entre deux aimants et qui contiennent deux fils fins. Le diaphragme commence à vibrer aussitôt que l’électricité traverses ses fils. Les transducteurs magnétiques planaires sont moins susceptibles aux distorsions de sons et peuvent produire des basses claires, cependant ils auront besoin d’un ampli supplémentaire et sont généralement disponibles dans une gamme de prix plus élevé.
Transducteurs à Armature Équilibrée
Les transducteurs à armature équilibrée sont seulement disponibles sur les systèmes auditifs IEM. Le nom provient d’une bobine, laquelle est enroulée sur une armature et situé entre deux aimants. Les conducteurs de l’armature sont dits “équilibré car la distance entre l’armature et les deux aimants est égale. L’armature est connectée au centre du diaphragme. Une fois que le courant traverse la bobine, l’armature devient magnétique et commence à bouger, et cause à son tour la vibration du diaphragme. Les transducteurs à armature équilibrée offrent une expérience sonore très détaillée, mais au détriment d’une basse plus faible.
Et voilà, notre guide simple sur comment fonctionne l’intérieur des écouteurs et comment le son est produit. Consultez notre guide sur comment fonctionnent les écouteurs True Wireless si vous désirez en savoir plus.
