Intro:
Comme vous le savez les écouteurs intra-auriculaires désignes les écouteurs qui s'insèrent dans le canal auditif de l'oreille externe. Le concept et les technologies utilisées viennent principalement des travaux réalisés dans le domaine des prothèses auditives.


L'oreille:
Le positionnement de ces écouteurs est loin d'être anodin,il a plusieurs conséquences qui influencent la conception des diffuseurs. Ainsi pour reproduire un phrase musicale d'une façon qui nous paraisse naturelle le son ne doit pas être reproduit de la même façon qu'un haut parleur d'enceinte. Le positionnement de l'intra implique deux choses:

• La pinna (la partie externe que l'on appelle oreille) qui joue joue à la fois un rôle dans le positionnement des sons et dans l'amplification et l'atténuation de certaines fréquences est court-circuitée
• Le canal auditif qui amplifie certaines fréquences est bouché.

L'occlusion du canal a pour conséquence d'empêcher l'amplification naturelle de la bande médium (fréquences de la voix humaine) cette amplification joue entre 400 et 6Khz avec une amplification (et donc une perte dans notre cas) maximale de 12 à 28 db se situant selon les personnes entre 2Khz et 4Khz.
Cette occlusion du canal a une autre conséquence elle facilite la reproduction des fréquences grave le volume d'air devant être déplacé (pression dépression) est uniquement celui car le canal, c'est un peu comme souffler dans une bouteille,si vous coller vos lèvres dessus il sera beaucoup plus facile de propulser la bouteille en soufflant dedans que si vos lèvres sont à .5 mn du goulot.


Les armatures:
La technologie que l'on retrouve le plus dans les écouteurs intra est celle des diffuseurs en armature équilibrée (balanced armature driver). C'est une technologie « préhistorique » qui à été rapidement abandonnée au profit des haut parleurs électrodynamiques pour les applications amplifiées, mais qui appliqués aux prothèses auditives offre un certain nombre d'intérêts: sensibilité, miniaturisation, personnalisation.



Les armatures équilibrés sont des diffuseurs large bande capables de reproduire les fréquences comprises entre 40 et 16K, il n'y a pas vraiment de tweeter, de woofer, il y a des armatures de différentes tailles de différentes sensibilités et de bande fréquence plus ou moins étendue.

Contrairement à ce que l'on croie souvent Shure, Ultimate Ears, Sensaphonics, Earsonic, Westone etc ne fabriquent pas leur drivers. Le nombre de fabriquant de diffuseur en armature équilibré se compte sur les doigts d'une main, les deux principaux sont à ma connaissance Knowles et Sonion deux americains. Ce sont eux qui fabrique les drivers que l'on retrouve dans tout les fabriquants de casque, de Westone à Shure en passant par Earsonic et les autres. Ce qui est encore plus incroyable c'est qu'a de rares exceptions prêtes (Klipsch, SleekAudio,UE) qui ont crée leur design propriétaire, les drivers utilisés dans les casques des différentes marques sont des pièces rigoureusement identiques que l'on retrouve sur un intra a 150€ aussi bien que sur le moulé à 1000€!

Alors comment expliquer la différence de sonorité si ce sont les mêmes drivers ? Une des particularité des drivers en armature est la facilité et la variété des options que l'on a pour modifier leur signature.

Les signatures:

Il y a plusieurs façons de modeler la signature d'un même drivers, chacune de ses façons modifies différemment et dans des proportions différentes la signature

Le choix du filtre acoustique de sortie: ce filtre peut avoir une influence considérable



le choix du diamètre du tube de sortie et sa longeur:
sont deux modifications qui ont une action plus fine :



L'ajout d'une résistance en série:


la modification de du volume arrière

l'utilisation de plusieurs drivers


L'utilisation de plusieurs driver
Si l'utilisation de différent type de drivers et de cross-over est une nécessité physique pour les enceintes électrodynamiques en est-il de même pour les armatures ? Chez de nombreux fabricants d'écouteurs on trouve des doubles, des triples voire des quadruples drivers, les prix allant croissant. Comme je le disais en introduction , contrairement aux haut-parleurs électrodynamique il n'y a pas vraiment d'armature dédié à telle ou telle bande de fréquence toute les armatures sont large ou très large bande, ce qui les différentie c'est leur taille et leur rendement et leur distortion.

Pour mieux comprendre l'utilisation de plusieurs drivers dans les applications intra je vais prendre l'exemple du KNOWLES ACOUSTICS CI22955 qui est le drivers que l'on retrouve dans la quasi totalité des bi ou tri drivers actuel: on en trouve 2 dans le Shure S5C un dans westone UM2 , 2 dans les ultimate ears UE10pro, mais aussi dans Earsonic EM3 etc etc etc c'est une petite bête d'un gramme qui mesure 9mmn par 7 mn sur 20 Ohm et coûte 14$ à l'unité.
c'est le plus gros drivers en armature et le plus puissant des drivers wideband produit par Knowles.
Voilà a quoi ressemble sa courbe de réponse:


et voici à quoi ressemble une armature widebande de plus faible rendement et de plus petite taille qui lui est associée sur un bi-driver ( l'UM2 par exemple)


On observe ainsi sur le CI22955 des bosses et des creux dans sa courbe a 2, 3, 4, 5, 6 Khz etc qui correspondent à la résonance du moteur ces résonances sont indésirables elle sont lié à la taille et au poids du moteur du driver.
Voici maintenant le design de l'UE10 pro que l'on trouve aussi chez d'autres constructeurs.


Lorsque l'on regarde le circuit on se rend compte que cela n'a pas grand chose à voire avec les crossovers d'enceinte, à dire cela ne devrai pas s'appeler cross over Il s'agit en fait d'un diviseur de tension assuré par deux résistances .Le but étant de compensr la différence de rendement entre deux CI2295 nonfiltrés montés en parallèle en une armature à plus faible rendement que l'on prive des fréquences inférieures à 3khz. En fait ils utilisent surement un filtre filtre acoustique de sortie pour couper les CI2295 audela de 3khz

Rendement / taille / résonances parasites c'est le cocktail avec lequel les fabricants d'armatures jonglent.

Depuis le CI2295 Knowles et Sonion ont améliorer leur drivers. L'utilisation de ferrofluide dans l'armature qui a permis d'utiliser des drivers de taille réduite de moitié pour (et donc présentant moins de résonances) pour une même sensibilité. L'utilisation d'un coupleur en forme de diamant pour la membrane permet quant à elle de réduire les résonances des moteurs. Etc... Etc...

Ces diverses technologies ont malheureusement un prix. Ce type de drivers coute trois ou quatre fois plus que des armatures classiques. Certain constructeur d'écouteur ont commencé à en utiliser: Klipsch sur son Image, Sleek dans son SA6 ou Sehneiser sur sa gamme à venir par exemple. L'utilisation de plusieurs drivers permettra toujours d'avoir plus de paramètres pour créer sa signature mais compte tenu de l'évolution des technologies dans ces armatures , elle sera de moins en moins utilisée pour compenser les problèmes de résonance des grosses armatures.

Conclusion
Au final il est agréable de constater qu'il y a surtout des approches différentes en terme de choix de signature. Deux écouteurs utilisant des composants rigoureusement identiques peuvent avoir une signature vraiment différente, signature qui correspondra ou pas, au gout des uns ou des autres.




Pour ce petit post je me suis basé sur plusieurs documents dont entre autre l'Earphone Design Guide de Knowles, les dissections d'écouteurs réalisés pas divers sites Coréens et HK , Head-fi, et différentes publications de prothésistes audio. Il ne s'agit cependant que d'un résumé/banalisation sans prétention

Ref:
Technologie Ferrofluid dans les armatures
Catalogue Knowles


edit:Knowles /Klipsch
edit2: images
edit3: ajout de références

Trés trés intéressant.^^

+1

Il y a deux-trois images sans leurs balises.

edit: "'Krips sur son Image" => Ce n'est pas plutôt Klispch?

$14 les transducteurs des EM3...

Merci pour les informations....

Article intéressant...

Quelques petites erreurs (Krips/Klipsch déjà cité, peut-être aussi Knoless/Knowles ?) - un correcteur orthographique ayant fait des siennes ?


Le prix à l'unité des drivers n'est pas étonnant, je dirais que l'essentiel du coût des moulés vient du savoir-faire (mise au point, réglage de la signature en fonction des paramaètres cités dans l'article...) et du travail manuel, surtout dans un marché où la concurrence est assez faible (et les volumes pas élevés). Et ça explique aussi que des compagnies nouvellement arrivées comme Livewire ou FreQ aient choisi de pratiquer des coûts assez bas.

Chapeau bas pour cet article.

Très bon article
Mais les 14$ me reste en travers quand même

Quelques images en vrac:

NB: les plus attentifs d'entre vous auront remarqué que sur certaines photos on lit CI-22955 et sur d'autres CI-2955 .En fait comme le prouve la comparaison des fiches techniques il s'agit rigoureusement du même driver même taille, même courbe, même distortion max de 10% a 500Hz etc.
Ce driver a été renommé 22955 en 2005 mais en fait il s'agit d'un driver qui à plus de 25 ans .

Tres interressant.
Merci pour cet article.


Sinon, pour ce qui est du prix des armatures, ça me fait immediatement penser au monde de l'horlogerie: on peut avoir un mouvement Suisse dans une montre chinoise correcte et pas bien chère, et avoir ce meme mouvement dans une montre de marque reconnue, mais avec une mecanique modifiée et personnalisée, d'où une certaine augmentation du prix (en plus de la finition et du prix de la réputation...)

Voici une vidéo qui montre la fabrication des armatures , cette vidéo est un film produit par Sonion à l'occasion de l'annonce de l'ouverture d'une seconde usine de production au Vietnam pour sa série 3000 d'armature (qui serait utilisée dans le Shure 530). La vidéo est tournée dans la première usine de production d'armature Sonion située aux états unis.

(je ne sais pas l'intégrer dans la page dsl vous devez cliquer sur vidéo pour la voire)

C'est comme la magie, faut pas connaitre le truc ça perd de son charme.
En tout cas l'utilisation du même transducteur pour la plupart des marques ça confirme ce que je savais déjà et ça me fait doucement rigoler. ^^
Edit : La vidéo passe chez moi ça vous le fait???

Sympa l'article !
Perso ça ne me choque pas qu'ils utilisent tous les mêmes drivers, c'est vraiment tout le reste qui prime.
En revanche c'est cool de savoir que le nombre de drivers ne fait pas tout, et que les nouveaux modèles s'en tirent très bien à moins

Je demande quand même à voir.
Les atrio pour moi ils sont tout pourris, les Sennheiser personne ne les a écoutés, il reste juste les sa6 et les image donc. Concernant ces deux derniers, leur signature semble plaire mais je m'attends quand-même à un bon gros hype.

M'enfin sans parler de leur sonorité, ces 2 modèles ont quand même un sacré bon atout supplémentaire.

Le sujet de ce fil est purement technique il porte sur les armatures utilisées dans les intras.
Atrio et Sennheiser utilisent tout deux un HP électrodynamique et non des armatures équilibrées

On peut s'interroger sur le pourquoi vendre des triples drivers lorsque l'on monte deux de ces trois drivers uniquement de façons à limiter leur problème de distortion*, et que le fabriquant de driver propose des armatures plus récentes de meilleures qualités qui ne couterait pas plus chère.
une question de hype peut être?


l'intérêt que je peux voire à utiliser plusieurs drivers (tout wideband qu'ils soient) est que cela offre plus de flexibilité dans de modelage de la signature que l'on propose: CF les moyens de modifier la signatures des armatures plus haut. C'est un avantage un outil de plus interessant surtout au point de vue cout vis a vis de l'alternative qui est de design son drivers pour obtenir une signature donnée.


*10% de Distorsion harmonique à 500hz quand même sur les CI22955 c'est sacrement coloré!

Merci

Bonsoir,

Je viens tout juste de découvrir cet article.

Merci IFred, très intéressant !

Aurais-tu des références (bouquins/internet) qui permettent d'en apprendre un peu plus sur le sujet ?

lélé

le plus simple est de contacter les fabricants genre Knowles avec un peu de social engineering ou de gentillesse tu devrais pouvoir obtenir plein de documentation et plus précisément les références designs utilisés dans de nombreux casques et appareilles.
Sinon pour les prix et les fiches techniques des armatures, les infos sont dispo sur les sites de ventes de composant.

Tu peux aussi écrire a Sleek Audio ils ont mis au point leur armature et la font fabriquer par Sonion. Ils pourront surement te parler des effets des damper acoustique sur la fréquence de résonance de l'écouteur.