Démonstration de l'annulation sonore par inversion de phase des haut-parleurs

Expérience d'Annulation Sonore

Composants et Matériaux

• Alimentation AC basse tension
• Deux haut-parleurs de type woofer identiques
• Deux résistances 220 Ω (pour limiter la puissance de chaque haut-parleur)

Pour de meilleurs résultats, utilisez des haut-parleurs identiques enfermés dans des enceintes standard. Les résistances évitent de surcharger les haut-parleurs lorsque l'alimentation AC est connectée.

Références Croisées

Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Chap. 1 : Théorie AC de base

Objectifs d'Apprentissage

• Illustrer comment le déphasage peut causer une interférence constructive ou destructive entre les ondes
• Mettre en évidence le rôle du phasage des haut-parleurs dans les systèmes audio stéréo

Schéma Électrique

Illustration

Instructions

1. Connectez chaque haut-parleur à l'alimentation AC via une résistance de 220 Ω. Cette résistance contrôle la puissance délivrée au haut-parleur.
2. Générez un ton de basse fréquence à 60 Hz et vérifiez que les deux haut-parleurs émettent le son.
3. Placez les haut-parleurs à 30–60 cm l'un de l'autre, face à face, et écoutez le ton de 60 Hz.
4. Inversez la polarité (échangez les fils positif et négatif) sur un seul haut-parleur. Comparez le volume perçu.
5. Répétez l'inversion de polarité d'avant en arrière, notant comment le niveau sonore change.

L'inversion des connexions d'un haut-parleur inverse sa phase. Lorsque les deux ondes sont en phase, elles se renforcent et le ton est plus fort. Lorsqu'elles sont déphasées de 180°, elles s'annulent, produisant une baisse notable du volume. Ce principe s'applique à tous les phénomènes ondulatoires — acoustiques, électriques, aquatiques, lumineux — et est la base de la technologie d'annulation active du bruit.

Dans un système stéréo multi-haut-parleurs, un phasage correct assure que les ondes sonores s'additionnent de manière constructive plutôt que de s'annuler partiellement, maximisant le volume global. Bien que les systèmes AC n'aient pas de « polarité » fixe, la séquence de câblage relative affecte toujours les performances.

Les systèmes d'annulation de bruit capturent le bruit ambiant, génèrent une copie inversée, et superposent les deux signaux. Pour un bruit à fréquence stable, l'annulation est simple. Pour un bruit large bande et aléatoire, un traitement de signal avancé est requis pour produire la forme d'onde opposée précise en temps réel.