Ayant inventé le tube “Klystron” et le Transistor à effet de Champ (FET), le physicien Dr. Oskar Heil a reporté son attention sur les enceintes acoustiques. Après d’intensives recherches, il à été en mesure de résoudre les problèmes fondamentaux de la masse et de l’inertie en appliquant pour la première fois le principe du levier aux enceintes acoustiques. Sa découverte exceptionnelle représente la révolution la plus importante en matière d’enceintes acoutstiques des derniéres 60 années.Une chaîne HI FI n’a selon l’expression consacrée que la valeur de son maillon le plus faible. Il est significatif que la faiblesse de ce maillon a étè jusqu’ici l’enceinte acoustique. Mème la meilleure électronique ne peut pas compenser la résonnance et la distortion créés par des haut-parleurs conventionnels, qui souffrent également d’une perte de dynamique et d’une limitation dans la diffusion, sans distorsionner dans les fréquences aigues.

Heil A.M.T. Aulos Test France

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f_BE RDS Heil Aulos 2009

Le transformateur Heil AMT pour le médium-aigu du Dr. Oskar Heil reprèsente le dénominateur commun des 3 enceintes Kithara, Syrinx et Aulos. Contrairement aux enceintes acoustiques conventionnelles qui propulsent l’air vers l’avant et l’arriére à la maniére de celle d’un lourd piston; les AMT “pressent” l’air. La seule partie mobile dans le AMT est un diaphragme plié et extrêmement léger. Celui-ci est constitué d’une série de lamelles conductives parallèles en aluminium recouvertes d’un film de plastique. Placé dans un champ magnétique, le diaphragme répond aux signaux électriques avec une action semblable à celle d’un soufflet. Quand le courant passe au travers des lamelles conductrices dans une direction, tous les plis qui sont orientés vers l’avant, deviennent plus étroits en expirant l’air tandis que les plis orientés vers l’arriére sont ouverts en inspirant l’air. Lors du mouvement inverse, les plis se meuvent dans le sens opposé.
Il en résulte que la vitesse de l’air dans un pli du diaphragme Heil AMT est 5.3 fois plus élevée que le mouvement de celui-ci. Cette ” accélération instantanée” donne une amélioration décisive dans la dynamique et dans les transitoires ainsi qu’une réduction importante des résonnances. Les moindres variations de fréquences sont restituées parfaitement, ce qui n’est pas possible avec une enceinte conventionnelle. Sans être géné par la perte latérale classique pour les enceintes conventionelles, le Heil AMT permet une diffusion spectaculaire de presque 360° audible même aux fréquences les plus élevées. En effet, le Heil AMT est plus qu’un simple transducteur, il est un “reproducteur” dans le sens réel du terme, Incomparable dans la précision et le détail du relief musical.

La fonction de base de nos oreilles est l’identification des voix. Nous avons développé une capacité marquée pour différencier les divers sons. Nous pouvons isoler les différents événements sonores, par exemple une voix appelant doucement de loin, des autres bruits, donc focaliser notre oreille sur cette source acoustique. En même temps, les bruits superflus peuvent être supprimés. La fonction de la reconnaissance d’une source sonore étant pour nous primaire, nous sommes très sensibles à certains aspects d’un son, et à d’autres pour ainsi dire pas du tout. Ci-après, nous examinerons quelques caractéristiques de l’ouïe et verrons quelle est leur position de valeur par rapport à notre sensibilité.
Bruit par rapport à l’information souhaitée Représentation graphique de l’analogie du bruit et la façon dont celui-ci est discriminé par l’oreille

Intensité sonore
Afin d’éviter que l’ouïe soit abîmée par des bruits forts subits, nos oreilles, de par leur construction, sont assez insensibles aux changements d’amplitude. Par exemple, la différence de puissance entre une parole murmurée et une parole dite normalement n’est pas de un à deux ou trois, mais de un à 100’000!
L’oreille a la capacité de s’adapter à différents niveaux, aussi bien vers le haut que vers le bas. Donc, le volume sonore relatif de différents sons est, à l’intérieur de certaines limites, sans importance pour nous. Ce phénomène explique que les bruits de rue environnants ne nous gênent pas trop pendant une conversation bien que ceux-ci ne soient que de 10 dB inférieurs au volume de conversation. Nous entendons un chanteur même lorsque le volume de l’orchestre est de plusieurs fois plus élevé que la voix. Conclusion: nous montrons que peu de sensibilité pour les sauts de niveau, de même que pour l’intensité sonore relative de deux ou plusieurs sons différents, perceptibles simultanément. La réponse en fréquence d’une enceinte n’est donc pas le seul critère pour nos oreilles.

Variations de fréquence
Nous sommes très sensibles aux changements de fréquence. En particulier dans la gamme de fréquences de 250 à 3000 Hz où nous percevons une différence entre deux sons de seulement 0,06%. Dans la gamme de hautes et basses fréquences, cette capacité est moins bien développée et se situe à environ 0,4%. Pour comparaison: l’impulsion d’un demi-ton est un changement de fréquence de 6%, le vibrato d’un violon est d’environ 0,5%. Notre sensibilité aux fluctuations de fréquence sert en premier lieu à reconnaître les voix. Le langage ne produit pas des sons constants, mais des variations permanentes. Ces modèles de langage sont très précis. Chaque voix a sa «physionomie» propre. Nous reconnaissons quelqu’un à sa voix même au téléphone. Nous pouvons même sentir l’humeur de celui qui parle. (Donc, les modèles de résonance et les fluctuations de fréquence par la tension des cordes vocales).

Phase
Nous sommes très sensibles aux décalages de phase car ils nous aident à localiser la source sonore. Demandez à un ami de fermer les yeux. Prenez un trousseau de clefs et bougez-le de façon audible de gauche à droite, ensuite restez arrêté à un point. Demandez à l’ami, toujours avec les yeux fermés, de tourner la tête en direction de la source sonore et de désigner le point avec le doigt. La précision devrait se situer à 1 degré environ, c’est-à-dire qu’en tournant la tête de 2 degrés vers la gauche, l’oreille droite se déplace vers l’avant et l’oreille gauche vers l’arrière. Les oreilles se sont peut-être déplacées de 1cm dans la pièce. Divisons à présent 1cm par la vitesse du son et nous obtenons 0,00003 sec.

Nous pouvons donc reconnaître un retard acoustique de quelque trois cents millièmes de seconde. Cette capacité dépend de la fréquence. Elle est optimale dans la gamme de 500 à 3000 Hz qui est historiquement la plus importante pour l’être humain. Dans sa recherche sur la localisation du son, le physicien Heil a constaté que le début d’un son (flanc de croissance) était le plus important pour l’information de repérage.
Le comportement transitoire d’une enceinte acoustique est de ce fait d’une importance capitale. Si le flanc de croissance subit une quelconque déformation, notre capacité d’identifier le genre et la direction du son diminue considérablement et souvent se perd complètement.
Pour une enceinte, ces deux problèmes se manifestent par «manque de précision, pas d’échellonnement dans le grave et pas de pouvoir de résolution.

L’enceinte, problème et solution:
a) suspension à un point(le papier flotte)
b) suspension à deux points(réduction du flottement)
c) entraînement régulier, le papierne se déforme pas

Haut-parleur à membrane conique
L’élimination de résonances occasionnelles, qui recouvrent le signal musical, est le principal problème qui se présente à la construction d’un haut-parleur. Afin de déplacer l’air sans trop grande perte, la membrane doit être à la fois rigide et légère. Si la membrane est rigide, elle n’est pas légère, si elle est légère, elle est aussi souple et produira donc des résonances. Lorsque la membrane se trouve en position de résonance, sa forme est soumise à différentes modifications: par exemple, elle se cambrera à certaine fréquence du centre vers le bord, cette cambrure vibrant alors à la verticale par rapport à la membrane.

Le timbre n’est pas le seul à avoir un caractère sonore (résonance), les matériaux dans la membrane du haut-parleur apportent le leur.
Aussi longtemps que la fréquence de résonance est amenée à la membrane, celle-ci stocke l’énergie. Lorsque le signal d’excitation n’est plus fourni, la membrane continue de vibrer pour éliminer l’énergie stockée. Le flanc de croissance brutal d’une impulsion à cadence rapide est impossible puisque l’énergie de résonance stockée fait que la membrane continue de vibrer. Ce phénomène est connu et les constructeurs le combattent par l’amortissement de la membrane. Le résultat est une amélioration de la fidélité de restitution, mais aussi une diminution du rendement. Lorsqu’une membrane garnie d’un matériau d’amortissement se déplace d’avant en arrière, les fibres s’entre-frottent. Une partie de l’énergie est convertie en chaleur. Si l’amplitude diminue, les molécules du matériau d’amortissement changent et la résonance propre augmente. Les frictions internes produisent également des distorsions. Le renforcement de la membrane permet à la fréquence de résonance de croître, il en résulte à nouveau des variations de hauteur de notes et l’effet de la «scie chantante» apparaît.

Electrostates : Les électrostates ont un entraînement régulier et les magnétostates un entraînement régulier sous certaines conditions seulement. Lorsqu’une membrane plate diffuse les ondes sonores à la verticale par rapport à la surface du saladier, celui-ci vibrera verticalement par rapport à la surface. Quand la surface de la membrane se courbe vers le bas, la partie supérieure se tend obligatoirement, la partie inférieure étant alors refoulée et inversément. Le matériel de membrane, qui permet une propagation du son de 3000 millisecondes, peut être réduit à une valeur de 50 à 100 millisecondes. Cette valeur n’est pas constante du fait que la propagation des ondes a lieu avec des angles changeants. Lorsque les ondes sonores sont diffusées à la verticale, ces changements dans la rigidité conduisent à des variations de fréquence (voir scie chantante). Une structure tridimensionnelle, dont une dimension est fine et les deux autres épaisses, se comportera toujours de la façon décrite. Les variations de fréquence sont inévitables.
Haut-parleur électrostatique, membrane très légère à entraînement régulier, fidèle aux impulsions mais ayant aussi sa résonance propre.

Haut-parleur magnétostate: membrane relativement lourde à entraînement presque régulier, pas très fidèle aux impulsions et ayant une résonance propre marquée. Rappelons que nous pouvons percevoir les variations de fréquence de 0,06%. Notre capacité d’entendre les variations de niveau est nettement moins marquée. Nous pouvons déceler une variation de niveau de 1 dB. Ceci correspond à une différence de puissance de quelque 25%. On prête peu d’attention aux propriétés spéciales de l’ouïe, par contre on se soucie toujours de la réponse en fréquence d’une enceinte.

Heil Air Motion Transformer
Le physicien Oskar Heil a concentré ses études sur la nature. Dans sa recherche sur la construction d’enceintes, il a prêté une attention particulière à l’oreille humaine et au comportement des animaux vivant en liberté. Il a ainsi constaté que les animaux pouvaient produire une grande intensité sonore en dépensant un minimum d’énergie, les insectes par les ailes, les oiseaux par des volumes d’air minimes, etc. La réflexion qui a conduit au principe d’enceinte A.M.T.
Nous prenons une feuille DIN A 4 (env. 616 cm2), la plions au milieu dans le sens de la longueur, ensuite nous plions ces deux moitiés de façon à obtenir un dégagement de 5cm vers l’avant. Nous imaginons que les extrémités du haut et du bas soient fermées.L’air ne peut s’échapper que par une seule ouverture. Si nous fermons les deux moitiés à l’avant, les 770cm3 d’air seront pompés par l’ouverture de 140cm2. Une membrane de 140cm2 déplacerait par ce mouvement un volume d’air d’environ 350cm3. Le rapport de transformation de notre membrane est donc de 1:2,2. Ce rapport se laisse aisément doubler en défaisant le papier à l’arrière. Les deux moitiés sont mises en parallèle à une distance de 5cm. L’ouverture à l’arrière doit maintenant être fermée. Le rapport de transformation est à présent de 1:4,4. Le rapport de transformation utilisé pour l’A.M.T est de 1:5,3

1) Membrane à sa position de repos
2) Lorsque les plis s’écartent, l’air est aspiré
3. Lorsque les plis se rapprochent, l’air est chassé. Le rapport de transformation à la masse est de 1:5,3

Les croquis montrent le mouvement du diaphragme Heil plié en accordéon et la courbe sinusoïdale.
’illustration 1 présente la façon dont les plis s’écartent à l’arrière en aspirant l’air, tandis que les plis se rapprochent à l’avant en chassant l’air. L’illustration 2 montre le procédé inverse.

L’A.M.T. est constitué par une bande en aluminium torse maintenue en parallèle par une feuille en plastique. Ce corps est inséré dans un champ magnétique et le signal envoyé par la bande en aluminium. En fonctionnement, les plis s’écartent ou se rapprochent sous l’effet du flux de courant, aspirant ou chassant l’air se trouvant dans les espaces vides entres les plis. La masse globale mise en mouvement est inférieure à 1 gramme. De cette façon, la masse mise en mouvement est en proportion optimale avec l’air. En d’autres termes, nous avons un transformateur pratiquement parfait.

MINUS SIGNAL	PLUS SIGNAL