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Monsieur Àlexanàer T 0 L 1 à K 0 F F
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"1EBFECTI0l-J.NElvJEN!IB AUX All#EILS JE REPRODUCTI,(})N DES S,0NS" @ La présente invention est relative à tous les dispos sitifs reproducteurs de sons dans lesquels des écouteurs et non pas des hauts-parleurs sont utilisés pour faire
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rayonner les sons , tels que les téléphones oridlaiires ati- lisés pour les communications , les amplificateurs destinés à faciliter l'audition aux personnes atteintes de surdité les téléphones de campagne , les récepteurs radioélectriques employés à bord des aéronefs, et installations analogues.
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Jusqu'ici, la majorité des 8l.Jpareils destinés à faci- liter l'audition' aux sourds, à la fois les microphones simples et les amplificateurs à lampe, utilisait un seul écouteur.
Des tentatives ont été faites avec des amplificateurs à lampe pour donner la forme voulue à la courbe de sensibilité de l'appareil , afin de compenser partiellement la sur..
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dite propre de l'auditeur , telle quelle est montrée par sa courbe audiométrique - Une courbe de ce genre est commu- nément obtenue au moyen d'un oscillateur à lampe pourvu d'un dispositif atténuateur calibré ou à l'aide d'une série de diapasons calibrés. Dans les deux cas, l'infirme n'entend qu'une note à la fois, de sorte qu'on ne tient pas compte de l'effet de. perturbation ou de " couverture" produit par les notes graves et moyennes sur les notes aiguës dans un son complexe.
Toutefois, on sait que cet effet est, important et augmente rapidement avec le niveau de l'intensité des sons; des courbes montrant cet effet peuvent être vues dans Harvey Fletcher, Speech and Hearing, 1939, Part 3, Ch.IV.
Un cas commun de surdité aura une perte plus grande pouvant aller jusqu'à 40 décibels, à 4000cycles par exemple, qu'à 512 cycles. Avec un amplificateur portatif à lampe utilisant un microphone à granules de charbon et le téléphone magnétique usuel, il est non seulement impossible de compenser cette perte , mais même d'obtenir une sensibilité égale entre ces fréquences à un niveau d'ampli.. fication raisonnable , étant donné que le microphone et le téléphone ont des pertes importantes en notes aiguës et que le nombre de lampes employé doit nécessairenent être faible.
En outre, les notes aiguës , bien qu'elles soient présentes dans le téléphone d'un instrument de ce genre, ne seront pas perçues par l'auditeur du fait qu'elles sont masquées par le bruit dans la pièce cu chambre et par les notes graves et moyennes comprises dans le son, notamment dans la région de la résonance principale de la membrane
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ou diaphragme du téléphone.
Les appareils estinés à faciliter l'audition aux personnes atteintes de surdité fournissant à chaque oreille un signal de grande fidélité amplifié séparément pour compenser exactement les courbes audiométriques des deux oreil- les, courbes qui sont généralement différentes , en outre de leur encombrement prohibitif , ne seront pas exempts de l'effet de "couverture" et de l'importante diminution qui l'accompagne dans la perception des notes aiguës.
La présente invention élimine en principe la "couverture" des composantes des audiofréquences élevées dans un son complexe par les autres composantes de ce son, par 1' emploi de deux écouteurs ( un sur chaque oreille ), les composantes basse et moyenne fréquences, ou basse ou moyenne fréquence du son émis par un des dits écouteurs , étant suffisamment réduites au point de l'intensité pour ne pas masque quer , d'une manière appréciable , les composantes haute fréquence reçues par l'oreille en contact avec cet écouteur.
Etant donné que les composantes haute fréquence reçues par une oreille ne sont pas marquées par les composantes asse et moyenne fréquences reçues par l'autre oreille , un débit acoustique donné de composantes haute fréquence dans un son complexe produit ainsi une sensation beaucoup plus grande que cela ne serait le cas si la totalité du débit était appliquée à une oreille seulement , ou était partagée entre les deux oreilles sans discrimination de fréquences entre elles.
Une vérification expérimentale de ce qui précède a été réalisé comme suit :
Deux amplificateurs thermoioniques ont été établis
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avec entrée commune à partir d'un microphone donnant une grande fidélité de son (et du type autre qutun microphone à charbon) accouplé aux amplificateurs à ltaide dtune lam- pe commune à ces deux amplificateurs. Un des amplificateurs avait une courbe approximativement horizontale de sensibi- lité aux fréquences, tandis que l'autre avait une courbe rapidement ascendante.
Deux écouteurs magnétiques identi- ques étaient connectés à la sortie, de telle manière que en manoeuvrant un interrupteur, les débite des deux ampli- ficateurs pouvaient être combinés et partagés également par les deux écouteurs, ou les débits de niveau et de passe- haut pouvaient être fournis à des écouteurs différents.
La figé 1 montre la courbe de 1*'amplificateur du type passe-haut par rapport à l'amplificateur de niveau suivant vL la iormule g ; en décibels, dans laquelle VL et VH sont H les tensions respectivement appliquées à la première grille commune pour des débits égaux des amplificateurs de niveau et du type passe--haut.
Le niveau du potentiel de sortie de l'amplificateur passe-haut est inférieur à celui de l'amplificateur de ni- veau, à toutes les fréquences, sauf à 4000 cycles où les deux potentiels de sortie sont égaux.
Avec un auditeur possédant une acuité auditive nor- male, l'expérience a consisté à rendre la parole inintelli- gible dans la pièce ou chambre contenant le microphone par un bruit contrôle rayonné par un haut-parleur disposé dans la même chambre, les deux téléphones se partageant également les potentiels de sortie des deux amplificateurs.
En passant à un potentiel de sortie asymétrique, c'est-à-dire avec un téléphone reli à l'amplificateur passe-haut seulement
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la parole a été de nouveau rendue intelligible , Des bruits d'une fréquence de 500 à 1000 cycles, l'imitation du bruit d'un moteur à essence et le bruit amplifie re- cueilli par un microphone placé dans un atelier, ont été essayes avec le même résultat, En outre, l'emploi d'un seul écouteur connecté à l'amplificateur passe-haut n'a pas produit une parole intelligible;
tandis qu'avec les deux écouteurs reliée - l'amplificateur de niveau seulement et en augmentant le bruit de " couverture Il au point où la parole était juste inintelligible, la parole n'a pas été rendue intelligible en ajoutant le potentiel de sortie de l'amplificateur passe-haut qui, en raison de son faible niveau, a été entièrement perdu,
Pour faciliter la description, l'écouteur reproduisant la gamme entière des sons sera désigne ci-après par le terme " écouteur de niveau ", et l'autre par le terme " écou- teur passe-haut ".
L'invention ne, dépend pas de l'emploi d'un récepteur spécial, tel qu'un écouteur a condensateur ou un écouteur à bobine mobile dans la position " passe-haut ", ou même de l'emploi d'amplificateurs thermoioniques, et elle peut-être appliquée aux systèmes microphoniques les plus simples utilisant des récepteurs téléphoniques magnétiques ordinaires,
Le son émis par l'écouteur passe-haut seul ne doit pas ae confondre avec un débit corrigé des fréquences, étant donné flue, en général , le niveau, des composantes basse et moyenne fréquences sera au-dessous de la lirai- te inférieure d'audibilité, de sorte que l'écouteur passehaut seul ne fournira pas généralement une audition intelligible.
,La fig. 2 montre un mode d'application simple de l'in-
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vention , un amplificateur thermoionique pour faciliter l' audition aux personnes atteintes de surdité, ou à l'ampli- fication de la fréquence ordinaire de la parole.
Deux écouteurs T1 et T2, qui peuvent être identiques, sont connectés à la sortie, T1 directement, T2 par l'inter- médiaire d'un condensateur Ci, dont l'impédance est élevée aux basses et moyennes fréquences comparée à Z1 et Z2. Si Z1 et Z2 sont les impédances de T1 et T2, respectivement, et si Z1= Z2, le débit sonore de T2 aura alors une courbe ascendante et sera, à toutes les fréquences, à un niveau plus bas que T1. Si Z1 est rendue plus élevé que Z2, le dé- celuf de bit sonore de T2 sera plus élevé que/T1 aux hautes fréquences, et plus faible aux basse et moyenne fréquences.
La fig. 3 montre les caractéristiques du débit sonore du circuit représenté fig. 2. La courbe 1 est le débit so- nore de T1, l'écouteur T2 étant déconnecté, la courbe @2 est le débit sonore de Ti, l'écouteur T2 étant en circuit, et Z2 étant lég@rement plus faible que Z1. La courbe 3 est le débit sonore de T2. Il n'y a pas augmentation du débit acoustique total en connectant T2 en plus de T1, mais simple- 'sent une transmission 2. l'autre oreille de la moitié, ou davan tage, du débit haute fréquence.
Les courbes de la fig. 3 devront être comparées avec celles publiées pour les combinaisons à @eux speakers, dont le but est de,reproduire une plus grande gamme de fréquences que celle pouvant être couverte par un seul speaker et dans lesquelles l'intervention du speaker à voix aiguë augmente considérablement le débit total des no- tes aiguês*
Dans la présente invention, les notes graves et mo- yennes, notamment ces dernières, sont réduites dans l'écou-
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teur passe-haut à un niveau de faible intensité .
Ainsi , l'invention ne consiste pas simplement à utiliser deux téléphones dont l'un reproduit les notes aiguës mieux que l'autre Il est courant , dans les combinaisons à deux speakers que le débit sonore émis par les deux speakers soit approximativement égal à 1000 cycles .Les écou- teurs constituant l'équivalent de ces deux speakers peu- vent assurer une intelligibilité un peu plus grande qu'une paire de téléphones semblables .
mais les notes aiguës seront fortement masquées par les notes moyennes
On n'entend pas suggérer qua l'isolement des notes aiguës dans un téléphone devrait remplacer la correction, c'est-à-dire conformer la courbe des fréquences du débit sonore pour convenir approximativement à des cas déterminés de surdité ou à des besoins spéciaux d'auditeurs ayant une acuité auditive normale et se trouvant dans des endroits bruyante,, Toutefois, on, prétend qu'avec un débit sonore déterminé en notes aiguës dans un son complexe, l'applica- tion de l'invention permet qu'une sensation beaucoup plus grande soit produite par les notes aiguës.
Il a été jugé utile de contrôler la fréquence du débit de l'amplificateur alimentant les écouteurs T1 et T2 à l'aide, par exemple, d'un transformateur de couplage du type décrit dans le brevet français N 73.537.
Dans la pratique, on a trouvé qu'une atténuation suffisante des basse et moyenne fréquences dans le débit de T2 peut être produite à l'aide d'un simple condensateur en série pour satisfaire aux exigences de la plupart des cas de surdité. Toutefois, lorsque l'espace le permet, on peut employer un filtre passe-haut fixe ou variable appro-'
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prié, dont la construction est connue.
L'emploi de lampes thermoioniques séparées pour alimenter T1 et T2 n'a besoin d'être adopté que dans les cas exigeant un très grand débit de notes aiguës* Dans des cas de ce genre, les deux lampes de sortie ont une entrée commune, et le débit passehaut de l'une d'elles peut être facilement obtenu en uti- lisant deux transformateurs de couplage dont les enroulements primaires sont connectés en parallèle ou en série, l'un de ces transformateurs étant du type normal et alimentant la grille de la lampe dont le débit présente une courbe approximativement horizontale, tandis que l'autre est du type décrit dans le brevet français N 738.537 et alimente la grille de la lampe passe-haut* Dans le cas ou les enroulements primaires sont connectés en parallèle,
un petit condensateur devra être connecté en série avec ltenroulement primaire du second transformateur, afin de l'empêcher de réduire l'impédance dans le circuit plaque de la lampe précédente pour les basse et moyenne fréquences.
Dans certains cas, 11 est possible de supprimer les filtres en utilisant des récepteurs dans la position passe-haut.récepteurs qui, en vertu de leur construction élec- trique ou mécanique, ont une courbe de sensibilité naturellement ascendante. Un récepteur à condensateur par exemple connecté directement à un récepteur magnétique reproduira en général seulement les notes algues*
Ltinvention peut évidemment être réalisée avec des récepteurs assurant la conduction par les os et portés sur la mastoïde derrière l'oreille* Ces récepteurs consistent communément en un élément vibratoire boulonné à l'envelop- pe qui est en contact avec l'os.
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On a en outre trouvé que. pour les personnes dont l'acuité auditive est réduite, l'écouteur passe-haut devra généralement étra placé sur l'oreille percevant. le mieux les notes aiguës et qui, dans la majorité des cas, est également l'oreille la plus sensible à toutes les fréquen- ces. L'invention a alors pour avantage complémentaire de transmettre davantage d'énergie à la mauvaise oreille qu'à la bonne, de sorte que les bruits puissants produisent moins de gêne que cela ne serait le cas si un seul écouleur était appliqué sur la meilleure oreille.
Jusqu'ici on a principalement fait mention d'amplificateurs pour personnes atteintes de surdité, mais l'invention peut également être très avantageusement appliquée aux appareils reproducteurs de sons utilises par les parsonnes ayant une acuité auditive normale.
L'existence de pertes importantes en notes aiguës dans le téléphone ordinaire employé pour les communica- tions téléphoniques est naturellement bien connue La personne se servant d'un téléphone dans un endroit très bruyant peut être considérée comme souffrant d'une surdité très prononcée, étant donné que les notes aiguës qui sont transmises seront en grande partie masquées par le bruit.
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Monsieur Àlexanàer T 0 L 1 to K 0 F F
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"1EBFECTI0l-J.NElvJEN! IB AUX All # EILS JE REPRODUCTI, (}) N DES S, 0NS" @ The present invention relates to all sound reproducing devices in which headphones and not loudspeakers are used to make
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radiate sound, such as traditional telephones used for communications, amplifiers intended to facilitate hearing for persons with deafness, field telephones, radio receivers used on board aircraft, and the like.
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Heretofore, the majority of hearing aids for the deaf, both simple microphones and tube amplifiers, have used a single earpiece.
Attempts have been made with tube amplifiers to give the desired shape to the sensitivity curve of the apparatus, in order to partially compensate for the sur ..
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known as the listener's own, as shown by its audiometric curve - A curve of this kind is commonly obtained by means of a lamp oscillator provided with a calibrated attenuator device or by means of a series of calibrated tuning forks. In both cases, the disabled person hears only one note at a time, so that the effect of. disturbance or "cover" produced by low and middle notes over high notes in a complex sound.
However, we know that this effect is important and increases rapidly with the level of the intensity of the sounds; curves showing this effect can be seen in Harvey Fletcher, Speech and Hearing, 1939, Part 3, Ch.IV.
A common case of deafness will have a greater loss of up to 40 decibels, at 4000cycles for example, than at 512 cycles. With a portable tube amplifier using a carbon pellet microphone and the usual magnetic telephone, it is not only impossible to compensate for this loss, but even to achieve equal sensitivity between these frequencies at a reasonable amplification level. , given that the microphone and the telephone have significant losses in high notes and that the number of lamps used must necessarily be low.
In addition, the high notes, although they are present in the telephone of an instrument of this kind, will not be perceived by the listener because they are masked by the noise in the room or the room. low and middle notes included in the sound, especially in the region of the main resonance of the membrane
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or diaphragm of the phone.
The devices designed to facilitate hearing for people with deafness supplying each ear with a high fidelity signal amplified separately to exactly compensate for the audiometric curves of the two ears, curves which are generally different, in addition to their prohibitive size, do not will not be exempt from the "blanket" effect and the accompanying significant decrease in the perception of high notes.
The present invention in principle eliminates the "blanketing" of the high audio frequency components in a complex sound by the other components of that sound, by the use of two headphones (one on each ear), the low and medium frequency, or bass components. or medium frequency of the sound emitted by one of said earphones, being sufficiently reduced in intensity so as not to mask, in an appreciable manner, the high frequency components received by the ear in contact with this earphone.
Since the high frequency components received by one ear are not marked by the high and mid frequency components received by the other ear, a given acoustic rate of high frequency components in a complex sound thus produces a much greater sensation than that. would be the case if the entire rate were applied to one ear only, or were shared between the two ears without discrimination of frequencies between them.
An experimental verification of the above was performed as follows:
Two thermionic amplifiers have been established
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with a common input from a microphone giving high sound fidelity (and of the type other than a carbon microphone) coupled to the amplifiers by means of a lamp common to these two amplifiers. One of the amplifiers had an approximately horizontal frequency sensitivity curve, while the other had a rapidly rising curve.
Two identical magnetic headphones were connected to the output, so that by flipping a switch, the rates of the two amplifiers could be combined and shared equally by the two headphones, or the level and high pass rates could be combined. be supplied to different headphones.
Fig. 1 shows the curve of the high-pass type amplifier with respect to the level amplifier following the iormule g; in decibels, in which VL and VH are H the voltages respectively applied to the first common gate for equal flow rates of the level amplifiers and of the high-pass type.
The output potential of the high pass amplifier is lower than that of the level amplifier at all frequencies except 4000 cycles where both output potentials are equal.
With a listener having normal hearing acuity, the experiment consisted in making speech unintelligible in the room or room containing the microphone by a control noise radiated by a loudspeaker placed in the same room, the two telephones. equally sharing the output potentials of the two amplifiers.
By switching to an unbalanced output potential, i.e. with a telephone connected to the high-pass amplifier only
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speech was again made intelligible. Noises with a frequency of 500 to 1000 cycles, imitation of the sound of a gasoline engine and amplified noise collected by a microphone placed in a workshop, were tested with the same result, In addition, using a single earphone connected to the high pass amplifier did not produce intelligible speech;
while with the two headphones connected - the amplifier level only and by increasing the noise from "cover it to the point where the speech was just unintelligible, the speech was not made intelligible by adding the output potential of the speaker. high pass amplifier which, due to its low level, has been completely lost,
For ease of description, the listener reproducing the full range of sounds will be referred to hereinafter as "level listener", and the other by the term "high pass listener".
The invention does not depend on the use of a special receiver, such as a condenser headphone or a moving coil headphone in the "high pass" position, or even on the use of thermionic amplifiers, and it can be applied to the simplest microphone systems using ordinary magnetic telephone receivers,
The sound emitted by the high-pass earphone alone should not be confused with a corrected flow rate of the frequencies, since in general the level of the low and mid-frequency components will be below the lower reading. audibility, so the earpiece alone will not generally provide intelligible hearing.
, Fig. 2 shows a simple application mode of the
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vention, a thermionic amplifier to facilitate hearing for people with deafness, or for amplifying the ordinary frequency of speech.
Two earphones T1 and T2, which may be identical, are connected to the output, T1 directly, T2 through the intermediary of a capacitor Ci, the impedance of which is high at low and medium frequencies compared to Z1 and Z2. If Z1 and Z2 are the impedances of T1 and T2, respectively, and if Z1 = Z2, then the sound output of T2 will have an ascending curve and will, at all frequencies, be at a level lower than T1. If Z1 is made higher than Z2, the sound bit count of T2 will be higher than / T1 at high frequencies, and lower at low and medium frequencies.
Fig. 3 shows the characteristics of the sound flow rate of the circuit shown in fig. 2. Curve 1 is the sound flow of T1, the receiver T2 being disconnected, curve @ 2 is the sound flow of Ti, the receiver T2 being switched on, and Z2 being slightly lower than Z1. . Curve 3 is the sound rate of T2. There is no increase in total sound output by connecting T2 in addition to T1, but simply transmits half or more of the high frequency rate to the other end.
The curves in fig. 3 should be compared with those published for combinations with two speakers, the aim of which is to reproduce a greater range of frequencies than that which can be covered by a single speaker and in which the intervention of the high-pitched speaker increases considerably the total flow of high notes *
In the present invention, low and mid notes, especially the latter, are reduced in the ear.
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high pass sensor at a low current level.
Thus, the invention does not simply consist in using two telephones, one of which reproduces the high notes better than the other.It is common, in combinations with two speakers that the sound rate emitted by the two speakers is approximately equal to 1000 cycles. The earphones constituting the equivalent of these two speakers can ensure a little greater intelligibility than a pair of similar telephones.
but the high notes will be strongly masked by the middle notes
It is not intended to suggest that the isolation of high notes in a telephone should be a substitute for correction, i.e. conforming the frequency curve of the sound rate to approximately suit specific cases of deafness or special needs. listeners having normal hearing acuity and being in noisy places ,, However, it is claimed that with a sound rate determined in high notes in a complex sound, the application of the invention allows a much greater sensation is produced by the high notes.
It has been found useful to control the frequency of the output of the amplifier supplying the headphones T1 and T2 using, for example, a coupling transformer of the type described in French patent N 73,537.
In practice, it has been found that sufficient attenuation of the low and medium frequencies in the T2 flow can be produced using a simple series capacitor to meet the requirements of most cases of deafness. However, where space permits, an appropriate fixed or variable high-pass filter may be employed.
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prayed, the construction of which is known.
The use of separate thermionic lamps for supplying T1 and T2 needs to be adopted only in cases requiring a very large output of high notes * In such cases, the two output lamps have a common input, and the high-pass flow of one of them can be easily obtained by using two coupling transformers whose primary windings are connected in parallel or in series, one of these transformers being of the normal type and feeding the grid. the lamp, the output of which has an approximately horizontal curve, while the other is of the type described in French patent N 738.537 and supplies the grid of the high-pass lamp * In the case where the primary windings are connected in parallel,
a small capacitor should be connected in series with the primary winding of the second transformer, in order to prevent it from reducing the impedance in the plate circuit of the previous lamp for low and medium frequencies.
In some cases it is possible to remove the filters by using receivers in the high pass position. Receivers which, by virtue of their electrical or mechanical construction, have a naturally rising sensitivity curve. A condenser receiver for example connected directly to a magnetic receiver will generally only reproduce the algae notes *
The invention can obviously be carried out with receptors providing conduction through the bones and carried on the mastoid behind the ear. These receptors commonly consist of a vibratory element bolted to the shell which is in contact with the bone.
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It was further found that. for people with reduced hearing acuity, the high-pass earpiece should generally be placed over the hearing ear. high notes the better and which, in the majority of cases, is also the most sensitive ear at all frequencies. The invention then has the additional advantage of transmitting more energy to the bad ear than to the good one, so that the loud noises produce less annoyance than would be the case if a single color was applied to the better ear. .
Hitherto mention has mainly been made of amplifiers for deaf people, but the invention can also be very advantageously applied to sound reproducing devices used by people with normal hearing acuity.
The existence of significant high note losses in the ordinary telephone used for telephone communication is of course well known. The person using a telephone in a very noisy place can be regarded as suffering from a very pronounced deafness, being since the high notes that are transmitted will be largely masked by noise.