CA2137695A1 - Dispositif de reproduction sonore stereophonique utilisant une pluralite de haut-parleurs dans chaque canal - Google Patents
Dispositif de reproduction sonore stereophonique utilisant une pluralite de haut-parleurs dans chaque canalInfo
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif de reproduction sonore comporta nt un moyen d'amplification (3) stéreophonique, à partir de deux signaux (61, 62), dits gauche et droit, provenant de toute source d'émission stéréophonique (I) et dive rs haut-parleurs (4, 9) disposés en deux groupes, l'un (9) à gauche et l'autre (4) à droite de la direction de l'écoute et recevant chacun respectivement le signal gauche ( 8) et le signal droit (7) amplifiés. L'ensemble desdits haut-parleurs (4, 9) sont en nomb re pair, au moins égal à quatre, et situés deux par deux suivant des axes verticaux (xx') ou sensiblement verticaux, toutes les faces d'émission de ces dits haut-parleurs (4, 9) étant placées suivant une surface (5) à courbure continue et les distances respe ctives tant en hauteur qu'en largeur entre lesdits haut-parleurs (4, 9) étant déterminé es suivant la dimension de ceux-ci et celles du volume d'écoute.
Description
~~0 93/26134 2 1 3 7 6 9 ~ P ~ /FR93/00558 DISPOSITIF DE REPRODUCTION SONORE ~ ~K~O~u~IQUE UTILISANT UNE PLURALITE DE
HAUTS- PARLEURS DANS CHAQUE CANAL
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un dispositif de reproduction sonore par multiamplification.
Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication de matériel haute fidélité pour la restitution de tout signal sonore.
Une des applications principales de l'invention est la génération de sons tridimensionnels restituant la notion de bas et de haut du message sonore.
On connaît en effet de nombreux dispositifs de reproduction acoustique qui comportent toujours un étage d'amplification d'un signal en provenance de toute source d'émission, tel qu'un microphone, une bande magnétique, un disque etc..., et une ou plusieurs enceintes comprenant un ou plusieurs hauts-parleurs transformant les signaux de sortie de l'amplificateur en vibrations de membranes, créant des variations d'ondes de pression sonore.
Pour que cette reproduction soit la plus fidèle possible par rapport à la qualité de la source originale, et d'un niveau sonore suffisamment audible par tout auditoire intéressé par ladite reproduction, il a été développé différents équipements :
- pour restituer l'effet spatial, on connaît les procédés stéréophoniques tant à l'enregistrement qu'à la diffusion, permettant de donner l'impression du relief acoustique par opposition à la monophonie, grâce à au moins deux hauts-parleurs distincts ne reproduisant chacun qu'une partie du signal sonore; dans le même objectif, on relève également les techniques tétraphoniques ou quadriphoniques faisant appel à quatre canaux; dans toutes ces techniques, chaque canal est distinct et séparé depuis la source d'émission de reproduction jusqu'à chaque groupe de hauts-parleurs correspondants;
- pour restituer la plus large bande passante, il a été combiné
sur chacun desdits canaux de sortie, dans une même enceinte 3~ acoustique, plusieurs hauts-parleurs, adaptés chacun à une gamme ~'~ndes optimales, et souvent étroite, l'ensemble étant complémentairP
pour couvrir liensemble de la gamme audible : on relP-_ ainsi en ~.
213769~
W O 93/26134 ~ ~; p P ~ /FR93/00558 général, au moins un haut-parleur de fréquences basses, pour les graves, un de fréquences hautes pour les aigus et un autre de fréquences moyennes pour les médium. Chaque enceinte recoit ainsi un signal global que chaque haut-parleur restitue avec une bonne efficacité dans sa gamme d'ondes optimales : mais si l'on veut modifier au niveau de l'amplificateur la restitution en renforçant ou ~i inll~nt la puissance émise, chaque haut-parleur réagissant alors à
cette correction différemment, on doit en même temps corriger les gammes de fréquences les unes par rapport aux autres ; on agit alors sur des systèmes de filtrage qui modifient en fait l'ensemble du signal créant alors des distorsions et des déphasages qui détruisent la qualité du son d'origine (courbes d'égalisation type FLETCHER).
Pour éviter ces ph~nf ~nes, quelques fabricants proposent des réglages à l'entrée de chaque haut-parleur au niveau de l'enceinte, mais il y a de toutes façons des filtres de séparation de fréquences qui perturbent la restitution.
Pour permettre un niveau d'écoute sonore suffisant, outre la nécessité d'un amplificateur de signaux, comme les ondes sonores sont émises depuis chaque haut-parleur, qui est une source ponctuelle dans tout le volume qui l'entoure et donc avec une dilution spatiale en sphère décroissant avec le carré de la distance, les hauts-parleurs sont dotés de pavillons coniques, de forme régulière ou exponentielle pour un meilleur effet directif, entourant la membrane vibrante pour concentrer la puissance d'émission vers l'avant de celle-ci; mais il y a toujours un gradient de diffusion latéral et la décroissance du volume sonore est toujours très importante avec la distance. Cette directivité limite également le volume d'écoute et peut provoquer des phénJr-nes d'écho par réflexion des ondes contre les murs des salles;
de plus, en cas d'utilisation de microphone, suivant la position de celui-ci, on provoque un effet de résonnance amplifiée entre ce micro et les hauts-parleurs, dit effet "LARSEN", très désagréable et genant.
Ainsi, si l'on veut écouter de tels équipements dans les meilleures conditions, il faut positionner les amplificateurs et les enceintes dans leur position de fonctionnement optimale, puis se positionner soi-même suivant un angle donné à une distance maximum des enceintes pour ne pas avoir à forcer l'amplification et minimum pour ne pas etre assourdi soi-meme et perdre l'effet spatial W 0 93/26134 213 7 6 9 5 P{~r/FR93/~0558 stéréophonique, et de plus, se placer à égale distance des enceintes recevant chacune une voie pour préserver l'effet de relief : ceci limite donc l'écoute à une faible zone de placement pour l'auditeur tant latéralement, qu'en hauteur et profondeur et même avec du matériel de haute fidélité, la reproduction n'est pas excellente, d'autant plus que l'on s'écarte de cette zone assez précise.
Certes divers développements tentent d'améliorer la qualité et l'espace d'écoute de reproduction et certains ont fait l'objet de d~ nndes de brevets, tel que celle de Monsieur BOUR sur des "enceintes acoustiques omnidirectionnelles" No. FR 2.572.237 publiée le 25 Avril 1986 ou celle de Monsieur C. CARPENTIER sur un "dispositif de reproduction sonore en stéréophonie pour automobile" No. FR 2.599.581 publiée le 04.12.1987, ou encore celle de la société d'Electronique Industrielle de Moulins sur un "système de reproduction acoustique triphasé" No. EP 15.186 publiée le 03.09.1980.
Par ailleurs, on relève des publications décrivant des arrangements de hauts-parleurs disposés de manière régulière en ligne et en hauteur, de façon à constituer des matrices planes et associées à divers équipements d'amplification et de mesure de puissance, pour améliorer la diffusion de celle-ci : on peut citer par exemple, la publication de ELECTRONIC COMPONENTS AND APPLICATIONS Vol. 5 No. 4 Septembre 1983, EINDHOVEN NL de Monsieur KITZEN et intitulée "Multiple loudspeaker array using Bessel coefficients" pages 200 à 205, dans laquelle pour compenser les distorsions d'augmentation de puissance en fonction des fréquences comme indiqué précéd ~nt, on ajuste chaque puissance d'émission de chaque haut-parleur pour aplanir le mieux possible le coefficient de puissance grâce à l'utilisation d'une pondération pour des coefficients fixes et constants de "BESSEL", par combinaison en série ou parallèle des bobines des hauts-parleurs; de plus, il est indiqué que pour obtenir l'effet désiré à une distance la plus proche possible des hauts-parleurs eux-mêmes, il est préconisé de serrer les baffles les uns contre les autres, sans vide intermédiaire.
Dans une autre publication du "Journal of the audio engineering soci Pty" vo lme 38, No. 4, Avril 1990, NEW YORK US par MM. GANDER et ,o EARGLE ~t ~~ tulé "Measurement and Estimation of Large Loudspeaker Array Performance'!, ~n mesure et on estime les perfor ~n~ des hauts-parleurs disposés s~iv~t des enceintes dans différentes 2I3769S ' W O 93/26134 ~ , P ~ /FR93/00558 positions les unes par rapport aux autres, afin d'optimiser justement cette position à partir de mesures en champ libre, avec sol réfléchissant et ~ini isation des effets de bord, ainsi qu'à l'aide d'un logiciel d'optimisation de ces dispositions, mais il s'agit d'une utilisation d'enceintes prises en tant que telles par rapport à des salles de concerts qui peuvent être guelconques en fonction du lieu où
l'on veut pouvoir émettre les sons, sans remettre en question les enceintes proprement dites, ni le signal envoyé à celles-ci.
Suivant les applications et les lieux d'écoute, ces systèmes apportent sans doute une amélioration, mais ne permettent pas de toutes façons ni de couvrir une grande surface d'écoute, sauf avec une débauche de puissance, ni d'avoir une bonne restitution dans toutes les fréquences.
Le problème posé est donc d'une part, de permettre une écoute de la reproduction sonore à un niveau suffisant dans un grand volume d'audition sans décalage d'effet stéréophonique, et sans nécessiter d'amplification trop élevée, donnant avec un meme réglage un bon niveau d'écoute sur tout ce volume d'écoute, et d'autre part d'assurer ladite reproduction sur toute la gamme de fréquences du son original, en conservant son relief, sa tonalité, et son effet spatial, sans déphasage, ni distorsion ou bruit de fond.
Une solution au problème posé est un dispositif de reproduction sonore comportant un moyen d'amplification stéréophonique, à partir de deux signaux dits gauche et droit provenant de toute source d'émission stéréophonique, et divers hauts-parleurs disposés en deux groupes, l'un à gauche et l'autre à droite de la direction de l'écoute et recevant chacun respectivement le signal gauche et le signal droit amplifiés; l'ensemble desdits hauts-parleurs sont en nombre pair, au moins égal à quatre, et leurs faces d'émission sont placées sur une surface à courbure continue : situés deux par deux suivant des axes verticaux ou sensiblement verticaux, les distances respectives tant en hauteur qu'en largeur entre lesdits hauts-parleurs sont déterminées -suivant la dimension de ceux-ci et celles du volume d'écoute, et chaque haut-parleur est associé à un amplificateur propre qui adresse à cet haut-parleur l'ensemble du signal reçu, ledit signal étant divisé préalablement en autant de voies que de dits hauts-parleurs par un répartiteur :
~VO 93/26134 213 7 6 9 5 : PC~r/FR93/00558 Dans un mode préférentiel de réalisation, avant ledit répartiteur, le dispositif suivant l'invention comporte un modulateur qui, après intégration du signal, soit de chaque canal, soit préférentiellement global, reçu de la source d'émission, d'une part, répartit celui-ci sur chaque sortie de voie du répartiteur en fonction de seuils préétablis pour ouvrir une ou plusieurs desdites sorties et d'autre part, module l'amplification de chacun des signaux adressés à
celles-ci suivant ce signal global sans déphasage et sans traitement du signal en fréquence, soit en respectant la phase et les fréquences du signal global d'émission.
Dans un mode préférentiel de réalisation, afin de renforcer l'effet de propagation plane des ondes tel qu'explicité ci-après, ledit dispositif de reproduction sonore suivant l'invention comporte huit hauts-parleurs disposés en deux groupes de quatre, soit quatre à
gauche et quatre à droite, formant chacun un quadripôle, placés symétriquement par rapport à un plan médian.
De préférence, lesdits hauts-parleurs sont tous identiques et sont choisis tels que leur gamme de fréquence de réponse est comprise environ entre lO0 hertz et 104 hertz. Ces hauts-parleurs sont par exemple d'un type médium de diamètre de l'ordre de 13 cm.
Le résultat est de nouveaux dispositifs de reproduction sonore répondant au problème posé et évitant les inconvénients des systèmes connus à ce jour.
En effet, le système quadripolaire permet de répartir les ondes de pression sonores d'une manière uniforme suivant un gradient plan parallèle à la surface de courbure continue, définie par la disposition des faces d'émission des hauts-parleurs : dans un système - normal, il y a un gradient de pression sphérique et donc transversal dans toutes les directions, qui dilue l'onde de pression dans les trois directions d'axes Dans le système quadripolaire, le gradient ne diminue que dans la direction perpendiculaire à la surface d'émission.
Il y a certes un effet de gradient qui redevient sphérique à la périphérie de ladite surface, mais si on multiplie le réseau desdits hauts-parleurs en quadr;oôles, en réseaux infinis, on obtiendrait .;~si ur onde SOl'Or~ r~ e sans gradient latéral : ceci- est par exemple le cas~ dans une pièce d~ns laquelle on utilise les murs, le plafond et Ie sol en effet de~ mlroirs en répartissant suivant W O 93/26134 213 7 6 9 S ~ P ~ /FR93/005S8 l'invention des hauts-parleurs sur la totalité de la surface d'un des murs, et à distance moitié de celle qui les sépare entre eux pour les hauts-parleurs situés en bordure par rapport aux parois des murs adjacents.
De toutes façons, dans la direction principale perpendiculaire à
la surface d'émission, que l'on peut qualifier de mur sonore, la décroissAnce de la puissance est uniquement inversement proportionnelle à cette distance au lieu d'être inversement proportionnelle au carré de celle-ci : une puissance d'émission de quelques watts donnera alors à une distance donnée, le meme résultat qu'une puissance d'émission de plusieurs centaines de watts avec un dispositif de reproduction sonore tel qu'existant à ce jour, avec des hauts-parleurs individuels ou des enceintes regroupant plusieurs hauts-parleurs. En cas de déplacement des personnes qui écoutent la reproduction, l'effet de diminution du son sera beaucoup moins sensible quand on s'éloigne de la surface d'émission, du fait de la faible décroissance de la puissance. Ceci, outre le volume beaucoup plus important que l'on peut donc couvrir en assurant une bonne écoute sonore, évite également une distorsion importante que provoque toujours une trop forte amplification du signal avec les équipements actuels, ainsi que les effets de raisonnance avec des micros éventuels, dits aussi effet "LARSEN".
De plus, on obtient un meilleur effet stéréophonique, puisqu'avec les systèmes connus à deux enceintes, même constituées de plusieurs hauts-parleurs, chaque enceinte se comporte comme une seule source sonore : l'amplitude optimale n'est atteinte que dans le plan médian perpendiculaire à la ligne qui joint lesdites enceintes, alors qu'en système quadripolaire suivant l'invention, on a une amplitude quasiment uniforme dans toutes les surfaces parallèles à la surface d'émission portant lesdits quatre hauts-parleurs ou quadripôles et ceci donne une écoute optimale dans tout le volume se situant en face de ladite surface d'émission.
Par ailleurs, la zone d'équipression uniforme ainsi créée par ladite surface d'émission, réduit la résonance des pièces d'écoute, 3S cPr on excite de la meme façon l'ensemble des molécules d'air de cette pièce, alors que dans le cas diune émission ponctuelle par les enceintes ou hauts-parleurs connus à ce jour, le son réfléchi peut W O 93/26l34 21 3 7 6 3 S PCT/FR93/00558 être supérieur au son incident qui est directif à un endroit donné, et si on est à côté de la direction d'émission des enceintes et des hauts-parleurs, on a un effet d'écho et donc de perte d'intelligibilité. Dans le cas de la présente invention, le son directif est toujours supérieur au son réfléchi dans toute la pièce du fait de l'onde plane, ce qui permet une meilleure écoute et supprime tout phPn~ ~ne d'écho perturbateur.
Comme indiqué précéd~ It, du fait d'une plus faible puissance transmise à chaque haut-parleur pour une même puissance sonore d'écoute à un point donné, soit de l'ordre d'un quart plus faible au moins, chaque dit haut-parleur fonctionne dans une meilleure plage de puissance; sa force contre-électromotrice étant également plus faible affecte moins la sortie de l'amplificateur : il y a moins de distorsion de signal et ainsi un meilleur rendement. A l'inverse dans les systèmes actuels, on constate une course à la puissance, qui est d'autant plus ridicule que l'énergie est perdue justement dans cette force contre-électromotrice et produit de la distorsion.
On peut également noter que le quadripôle donne un effet d'altitude, par le fait d'avoir des hauts-parleurs en bipôle verticaux en hauteur alors que dans un système classique, les hauts-parleurs sont dans un seul plan horizontal, en général à la hauteur des oreilles; même les enceintes se comportent de même, puisqu'il s'agit de hauts-parleurs combinés de différentes gammes de fréquence se comportant comme des sources ponctuelles, et si donc on n'est pas en face de l'axe de ladite enceinte ou dudit haut-parleur, on perd la qualité d'au moins une des gammes de fréquence.
Le grand volume d'air mis en mouvement diminue également les effets d'obstacles, d'autant plus qu'on est toujours en vision directe d'un haut-parleur, et l'effet d'onde plane sonore permet à celle-ci de contourner les obstacles sans être perturbé; on obtient même une meilleure directivité sonore des aigus, soit au-dessus de 4 à 5OOO
hertz, par un effet de rétrodiffusion des molécules d'air, même ~derrière le "mur sonore".
La répartition dynamique c voies temps réel sur le ~ 35- quadripôle permet 9''~Si un ~enfc ent A~ que naturel par effet physin~-, grace au Ghangement de de d'émission décrit ci-après et qui permet, d'après le dispositif suivant l'invention, de passer d'une W 0 93/26134 213 7 6 9 5 ~ i ~' PC~r/FR93/005~8 émission d'ondes cylindriques à de l'onde plane.
Enfin, par rapport aux enceintes multi voies actuelles qui sépare les fréquences par filtrage sur des hauts-parleurs spécialisés, le système modulateur répartiteur du signal suivant l'invention, utilise la multi-amplification active sans déphasage et les hauts-parleurs reçoivent toutes les fréquences : le traitement est uniquement en énergie et non pas en fréquence; il est alors non nécessaire d'avoir des enceintes multi-voies et des hauts-parleurs médium suffisent tels que définis ci-après On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt.
La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif :
d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de la présente invention.
La figure 1 est une vue schématique d'ensemble du dispositif suivant l'invention.
La figure 2 est un schéma de câblage d'une partie du dispositif de la figure 1 correspondant aux éléments permettant une multi-amplification active des signaux.
La figure 1 représente ledit dispositif de reproduction sonore suivant l'invention, comportant, d'une manière connue, un moyen d'amplification 3 stéréophonique à partir de signaux 61 et 62, dits gauche et droit, provenant de toute source d'émission stéréophonique 1, et divers hauts-parleurs 4, 9 disposés en deux groupes, l'un 9 à
gauche et l'autre 4 à droite de la direction de l'écoute, et recevant chacun respectivement le signal gauche 8 et le signal droit 7 amplifiés.
Dans la présente invention, une des caractéristiques importante et essentielle est que l'ensemble desdits hauts-parleurs 4, 9 sont en nombre pair, au moins égal à quatre et situés deux par deux suivant - des axes verticaux zz' ou sensiblement verticaux, et toutes les facesd'émission de ces dits hauts-parleurs 4, 9 sont placées suivant une 35 surface 5 -à- corrb~lr~ continue : les distances respectives tant en ~hauteur~"h'~ qu'en largeur "1" et "d" entre lesdits hauts-parleurs 4, 9, sont dét~erm-inèes~suivant la~dimension de ceux-ci et celles du WO 93/26134 213 7 6 9 ~ PC'r/FR93/U0558 volume d'écoute.
Dans la représentation de la figure 1, le dispositif comporte huit hauts-parleurs disposés en deux groupes de quatre, dont quatre à
gauche 9 et quatre à droite 4, formant chacun un quadripôle placé
symétriquement par rapport à un plan médian xx'; à titre d'exemple et dans un mode de réalisation, la hauteur "h" séparant les hauts-parleurs de chaque quadripôle est égale au double de la distance "1"
qui les séparent, et la distance "d" séparant chaque quadripôle de l'axe médian xx' pouvant être égal à "1"/2.
La surface de la courbe continue 5 est de préférence un plan, mais pourrait être en fait toute surface courbe, convexe ou concave.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif suivant l'invention peut comporter six hauts-parleurs, dont deux latéraux gauches 9, deux latéraux droits 4 recevant respectivement le signal gauche 8 et le signal droit 7 qui leur correspond et deux centraux situés à égale distance "d" des deux groupes latéraux et recevant à la fois les signaux gauche et droit.
Lesdits hauts-parleurs, aussi bien du groupe droit 4 que du groupe gauche 9, sont de préférence tous identiques et sont choisis tels que leur gamme de fréquence de réponse est comprise entre environ 100 hertz et 104 hertz, soit en fait des hauts-parleurs dont la face d'émission est un disque de l'ordre de 13 cm de diamètre.
De tels hauts-parleurs, qui sont alors de type médium, existent en général dans les enceintes actuelles à multi-voies, mais ils sont associés pour la reproduction des sons graves et aigus, à des hauts-parleurs spécialisés car eux-mêmes ont des courbes de réponse faibles dans ces derniers. Dans les enceintes connues à ce jour, on rajoute ainsi un haut-parleur de fréquences basses et un haut-parleur de fréquences aigus afin de compléter et donc de remonter les extrémités de la courbe d'émission du haut-parleur médium en augmentant et en renforSant uniquement les graves et les aigus avec respectivement chacun de ces hauts-parleurs : m~s ceci nécessite un filtrage et les impédances différentes provoqu des distorsions et des déphasages.
Une telle combinaison est néc o du fait de la décroissance du son en ondes sphériques, surtou-~ Is le ~ inP des ~raves autour de chaque haut-parle~ alors que~ dans le cas du dispositif suivant l'invP~ n on obtient un champ-d'ondes sonores suiv~nt des surf aces à
W O 93/26134 213 7 6 ~ S ' -~ ''! ' P ~ /FR93/00558 courbures continues parallèles, et de préférence planes; il y a véritable superposition des émissions de tous les hauts-parleurs en combinaison non pas de fréquences mais de disposition géométrique donnée et donc un maintien sans atténuation de la courbe d'émission de chacun et même relèvement des bords de la courbe d'émission globale surtout dans les gammes de graves; pour ceux-ci l'émission est en effet plus sphérique que dans le médium où on trouve des directivités plus importantes et que dans l'aigu qui est encore plus directif et où
l'effet d'ondes planes est moins significatif.
Chaque haut-parleur 41, 42, 43, 44 et 91. 92, 93, 94 et plus si l'ensemble de ces quadripôles sont associés à d'autres quadripales afin de constituer une surface d'émission sonore encore plus grande, sont associés chacun à un amplificateur 10, faisant partie dudit moyen d'amplification 3, et qui lui adresse l'ensemble des fréquences du signal reçu, ledit signal étant divisé préalablement en autant de voies 12 que de dits hauts-parleurs par un répartiteur 2 : en parallèle à ce dit répartiteur 2, le dispositif suivant l'invention peut comporter un modulateur 11, tel que décrit dans la figure 2 ci-après.
Cette figure 2 est en effet un schéma de câblage d'une partie du dispositif correspondant aux éléments permettant une multi-amplification active des signaux 6, 62 et qui est une autre caractéristique importante de la présente invention : le modulateur 11 permet en effet, pour chaque canal, gauche et droit, l'intégration au moins du signal 6 correspondant audit canal et provenant de la source d'émission 1, grâce à un intégrateur 14 disposé en parallèle sur chacun de ces canaux, assurant le découplage et ladite intégration.
Ensuite ce dit modulateur 11 comprend des préamplificateurs 15 de cc ~n~e avec filtres, qui répartissent ledit signal intégré 16 sur chaque sortie 12 des voies du répartiteur 2 correspondant aux hauts-parleurs de même canal : cette répartition est réalisée en fonction de seuils préétablis pour ouvrir une ou plusieurs desdites sorties 12, et moduler l'amplification de chacun des signaux d'origine 6 ou 62 adressés à celles-ci suivant le niveau global intégré de ce signal, en resp~c~nt la phase et les fr~q~lences de celui-ci.
:: Dans un autre mo:de de réalisation, ledit modulateur intègre la :totalité des~signaux gauche et droit, grâce à une liaison 13 entre les W O 93/26134 P ~ /FR93/00558 canaux 61 et 62 apres les pré-amplificateurs et intégrateurs 14 de chacun desdits canaux : ce signal global ainsi intégré est alors traité par les pré-amplificateurs de c- Rnde avec filtres 15 qui s'ouvrent donc à des niveaux donnés en fonction de seuils préétablis du signal global comme décrit précédemment, quand on n'utilise qu'une partie du signal, soit l'intégralité du signal droit, soit l'intégralité du signal gauche : ainsi en ce cas, l'amplification de chacun des signaux adressé à chaque sortie 12 est modulée suivant le signal global gauche et droit.
Dans un autre mode de réalisation, et tel que non figuré sur cette figure 2, en plus des étages d'amplification 3, représentés par les amplificateurs 10 sur chaque voie d'hauts-parleurs 7 ou 8 et commandés par le modulateur 11, il peut y avoir après ces sorties 7, 8 et avant les hauts-parleurs 4, 9 correspondants, un autre étage d'amplification pouvant être réglé par tout opérateur qui voudrait moduler l'amplification générale de l'émission par tout moyen externe et connu.
Ainsi, la répartition dynamique des voies en temps réel sur chacun des quadripôles, permet un renforcement dynamique naturel par effet physique, grâce à un changement de mode d'émission, qui permet de passer et d'envoyer la puissance uniquement sur un, deux ou quatre hauts-parleurs de chaque quadripôle : on passe ainsi de l'onde sphérique à l'onde cylindrique, puis à l'onde quasi plane, avec une même énergie émise à un instant donné, et le passage d'un mode à
l'autre, se fait suivant une loi de recouvrement continu délimité par les seuils de passage et de commande, et qui sont en particulier réglés de facon à obtenir une puissance par m2 pour chaque haut-parleur à peu près constante.
De plus, ce système de multi-amplification active se fait sans déphase entre enceintes et sans traitement des signaux gauche et droit en fréquence : le signal transmis à chaque haut-parleur est en fait toujours homothétique à lui-même, sans altération, le spectre de fréquence émis par chaque haut-parleur est le même que celui émis par les voies corresponaantes 61, 62 du canal en provenance de l'émission 3~ de la source 1.
L'intégrateur 14 permet en eff~ d'obtenir sur une voie parallèle 16, une valeur d' 11~ vlgnal SO =
W O 93/26134 213 7 6 9 S P ~ /FR93/00558 ; ~
tl RI2 x dt o du signal 6 correspondant, pendant le temps tl donné et cette valeur S0 intégrée est répartie sur chaque entrée 15 de traitement qui, par une modulation de c~ ~ndes en fonction de seuils de ce signal S0, permet d'ouvrir et de canaliser le son sur chaque amplificateur et multiplicateur 10 de chaque haut-parleur, afin d'ouvrir un, deux, quatre ou plus de hauts-parleurs en plus ou moins d'amplification, en fonction du nombre de seuils que l'on s'est fixé.
L'objectif d'une telle répartition du son et de son amplification est que la surface acoustique equivalente d'émission par rapport à l'énergie soit :
S efficace = (So ~ ) P n inAl soit constant quel que soit le nombre de hauts-parleurs en fonctionn~ - t : on obtient ainsi une nouvelle manière d'amplifier le son par une modulation de la surface d'émission en fonction de la puissance.
HAUTS- PARLEURS DANS CHAQUE CANAL
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un dispositif de reproduction sonore par multiamplification.
Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication de matériel haute fidélité pour la restitution de tout signal sonore.
Une des applications principales de l'invention est la génération de sons tridimensionnels restituant la notion de bas et de haut du message sonore.
On connaît en effet de nombreux dispositifs de reproduction acoustique qui comportent toujours un étage d'amplification d'un signal en provenance de toute source d'émission, tel qu'un microphone, une bande magnétique, un disque etc..., et une ou plusieurs enceintes comprenant un ou plusieurs hauts-parleurs transformant les signaux de sortie de l'amplificateur en vibrations de membranes, créant des variations d'ondes de pression sonore.
Pour que cette reproduction soit la plus fidèle possible par rapport à la qualité de la source originale, et d'un niveau sonore suffisamment audible par tout auditoire intéressé par ladite reproduction, il a été développé différents équipements :
- pour restituer l'effet spatial, on connaît les procédés stéréophoniques tant à l'enregistrement qu'à la diffusion, permettant de donner l'impression du relief acoustique par opposition à la monophonie, grâce à au moins deux hauts-parleurs distincts ne reproduisant chacun qu'une partie du signal sonore; dans le même objectif, on relève également les techniques tétraphoniques ou quadriphoniques faisant appel à quatre canaux; dans toutes ces techniques, chaque canal est distinct et séparé depuis la source d'émission de reproduction jusqu'à chaque groupe de hauts-parleurs correspondants;
- pour restituer la plus large bande passante, il a été combiné
sur chacun desdits canaux de sortie, dans une même enceinte 3~ acoustique, plusieurs hauts-parleurs, adaptés chacun à une gamme ~'~ndes optimales, et souvent étroite, l'ensemble étant complémentairP
pour couvrir liensemble de la gamme audible : on relP-_ ainsi en ~.
213769~
W O 93/26134 ~ ~; p P ~ /FR93/00558 général, au moins un haut-parleur de fréquences basses, pour les graves, un de fréquences hautes pour les aigus et un autre de fréquences moyennes pour les médium. Chaque enceinte recoit ainsi un signal global que chaque haut-parleur restitue avec une bonne efficacité dans sa gamme d'ondes optimales : mais si l'on veut modifier au niveau de l'amplificateur la restitution en renforçant ou ~i inll~nt la puissance émise, chaque haut-parleur réagissant alors à
cette correction différemment, on doit en même temps corriger les gammes de fréquences les unes par rapport aux autres ; on agit alors sur des systèmes de filtrage qui modifient en fait l'ensemble du signal créant alors des distorsions et des déphasages qui détruisent la qualité du son d'origine (courbes d'égalisation type FLETCHER).
Pour éviter ces ph~nf ~nes, quelques fabricants proposent des réglages à l'entrée de chaque haut-parleur au niveau de l'enceinte, mais il y a de toutes façons des filtres de séparation de fréquences qui perturbent la restitution.
Pour permettre un niveau d'écoute sonore suffisant, outre la nécessité d'un amplificateur de signaux, comme les ondes sonores sont émises depuis chaque haut-parleur, qui est une source ponctuelle dans tout le volume qui l'entoure et donc avec une dilution spatiale en sphère décroissant avec le carré de la distance, les hauts-parleurs sont dotés de pavillons coniques, de forme régulière ou exponentielle pour un meilleur effet directif, entourant la membrane vibrante pour concentrer la puissance d'émission vers l'avant de celle-ci; mais il y a toujours un gradient de diffusion latéral et la décroissance du volume sonore est toujours très importante avec la distance. Cette directivité limite également le volume d'écoute et peut provoquer des phénJr-nes d'écho par réflexion des ondes contre les murs des salles;
de plus, en cas d'utilisation de microphone, suivant la position de celui-ci, on provoque un effet de résonnance amplifiée entre ce micro et les hauts-parleurs, dit effet "LARSEN", très désagréable et genant.
Ainsi, si l'on veut écouter de tels équipements dans les meilleures conditions, il faut positionner les amplificateurs et les enceintes dans leur position de fonctionnement optimale, puis se positionner soi-même suivant un angle donné à une distance maximum des enceintes pour ne pas avoir à forcer l'amplification et minimum pour ne pas etre assourdi soi-meme et perdre l'effet spatial W 0 93/26134 213 7 6 9 5 P{~r/FR93/~0558 stéréophonique, et de plus, se placer à égale distance des enceintes recevant chacune une voie pour préserver l'effet de relief : ceci limite donc l'écoute à une faible zone de placement pour l'auditeur tant latéralement, qu'en hauteur et profondeur et même avec du matériel de haute fidélité, la reproduction n'est pas excellente, d'autant plus que l'on s'écarte de cette zone assez précise.
Certes divers développements tentent d'améliorer la qualité et l'espace d'écoute de reproduction et certains ont fait l'objet de d~ nndes de brevets, tel que celle de Monsieur BOUR sur des "enceintes acoustiques omnidirectionnelles" No. FR 2.572.237 publiée le 25 Avril 1986 ou celle de Monsieur C. CARPENTIER sur un "dispositif de reproduction sonore en stéréophonie pour automobile" No. FR 2.599.581 publiée le 04.12.1987, ou encore celle de la société d'Electronique Industrielle de Moulins sur un "système de reproduction acoustique triphasé" No. EP 15.186 publiée le 03.09.1980.
Par ailleurs, on relève des publications décrivant des arrangements de hauts-parleurs disposés de manière régulière en ligne et en hauteur, de façon à constituer des matrices planes et associées à divers équipements d'amplification et de mesure de puissance, pour améliorer la diffusion de celle-ci : on peut citer par exemple, la publication de ELECTRONIC COMPONENTS AND APPLICATIONS Vol. 5 No. 4 Septembre 1983, EINDHOVEN NL de Monsieur KITZEN et intitulée "Multiple loudspeaker array using Bessel coefficients" pages 200 à 205, dans laquelle pour compenser les distorsions d'augmentation de puissance en fonction des fréquences comme indiqué précéd ~nt, on ajuste chaque puissance d'émission de chaque haut-parleur pour aplanir le mieux possible le coefficient de puissance grâce à l'utilisation d'une pondération pour des coefficients fixes et constants de "BESSEL", par combinaison en série ou parallèle des bobines des hauts-parleurs; de plus, il est indiqué que pour obtenir l'effet désiré à une distance la plus proche possible des hauts-parleurs eux-mêmes, il est préconisé de serrer les baffles les uns contre les autres, sans vide intermédiaire.
Dans une autre publication du "Journal of the audio engineering soci Pty" vo lme 38, No. 4, Avril 1990, NEW YORK US par MM. GANDER et ,o EARGLE ~t ~~ tulé "Measurement and Estimation of Large Loudspeaker Array Performance'!, ~n mesure et on estime les perfor ~n~ des hauts-parleurs disposés s~iv~t des enceintes dans différentes 2I3769S ' W O 93/26134 ~ , P ~ /FR93/00558 positions les unes par rapport aux autres, afin d'optimiser justement cette position à partir de mesures en champ libre, avec sol réfléchissant et ~ini isation des effets de bord, ainsi qu'à l'aide d'un logiciel d'optimisation de ces dispositions, mais il s'agit d'une utilisation d'enceintes prises en tant que telles par rapport à des salles de concerts qui peuvent être guelconques en fonction du lieu où
l'on veut pouvoir émettre les sons, sans remettre en question les enceintes proprement dites, ni le signal envoyé à celles-ci.
Suivant les applications et les lieux d'écoute, ces systèmes apportent sans doute une amélioration, mais ne permettent pas de toutes façons ni de couvrir une grande surface d'écoute, sauf avec une débauche de puissance, ni d'avoir une bonne restitution dans toutes les fréquences.
Le problème posé est donc d'une part, de permettre une écoute de la reproduction sonore à un niveau suffisant dans un grand volume d'audition sans décalage d'effet stéréophonique, et sans nécessiter d'amplification trop élevée, donnant avec un meme réglage un bon niveau d'écoute sur tout ce volume d'écoute, et d'autre part d'assurer ladite reproduction sur toute la gamme de fréquences du son original, en conservant son relief, sa tonalité, et son effet spatial, sans déphasage, ni distorsion ou bruit de fond.
Une solution au problème posé est un dispositif de reproduction sonore comportant un moyen d'amplification stéréophonique, à partir de deux signaux dits gauche et droit provenant de toute source d'émission stéréophonique, et divers hauts-parleurs disposés en deux groupes, l'un à gauche et l'autre à droite de la direction de l'écoute et recevant chacun respectivement le signal gauche et le signal droit amplifiés; l'ensemble desdits hauts-parleurs sont en nombre pair, au moins égal à quatre, et leurs faces d'émission sont placées sur une surface à courbure continue : situés deux par deux suivant des axes verticaux ou sensiblement verticaux, les distances respectives tant en hauteur qu'en largeur entre lesdits hauts-parleurs sont déterminées -suivant la dimension de ceux-ci et celles du volume d'écoute, et chaque haut-parleur est associé à un amplificateur propre qui adresse à cet haut-parleur l'ensemble du signal reçu, ledit signal étant divisé préalablement en autant de voies que de dits hauts-parleurs par un répartiteur :
~VO 93/26134 213 7 6 9 5 : PC~r/FR93/00558 Dans un mode préférentiel de réalisation, avant ledit répartiteur, le dispositif suivant l'invention comporte un modulateur qui, après intégration du signal, soit de chaque canal, soit préférentiellement global, reçu de la source d'émission, d'une part, répartit celui-ci sur chaque sortie de voie du répartiteur en fonction de seuils préétablis pour ouvrir une ou plusieurs desdites sorties et d'autre part, module l'amplification de chacun des signaux adressés à
celles-ci suivant ce signal global sans déphasage et sans traitement du signal en fréquence, soit en respectant la phase et les fréquences du signal global d'émission.
Dans un mode préférentiel de réalisation, afin de renforcer l'effet de propagation plane des ondes tel qu'explicité ci-après, ledit dispositif de reproduction sonore suivant l'invention comporte huit hauts-parleurs disposés en deux groupes de quatre, soit quatre à
gauche et quatre à droite, formant chacun un quadripôle, placés symétriquement par rapport à un plan médian.
De préférence, lesdits hauts-parleurs sont tous identiques et sont choisis tels que leur gamme de fréquence de réponse est comprise environ entre lO0 hertz et 104 hertz. Ces hauts-parleurs sont par exemple d'un type médium de diamètre de l'ordre de 13 cm.
Le résultat est de nouveaux dispositifs de reproduction sonore répondant au problème posé et évitant les inconvénients des systèmes connus à ce jour.
En effet, le système quadripolaire permet de répartir les ondes de pression sonores d'une manière uniforme suivant un gradient plan parallèle à la surface de courbure continue, définie par la disposition des faces d'émission des hauts-parleurs : dans un système - normal, il y a un gradient de pression sphérique et donc transversal dans toutes les directions, qui dilue l'onde de pression dans les trois directions d'axes Dans le système quadripolaire, le gradient ne diminue que dans la direction perpendiculaire à la surface d'émission.
Il y a certes un effet de gradient qui redevient sphérique à la périphérie de ladite surface, mais si on multiplie le réseau desdits hauts-parleurs en quadr;oôles, en réseaux infinis, on obtiendrait .;~si ur onde SOl'Or~ r~ e sans gradient latéral : ceci- est par exemple le cas~ dans une pièce d~ns laquelle on utilise les murs, le plafond et Ie sol en effet de~ mlroirs en répartissant suivant W O 93/26134 213 7 6 9 S ~ P ~ /FR93/005S8 l'invention des hauts-parleurs sur la totalité de la surface d'un des murs, et à distance moitié de celle qui les sépare entre eux pour les hauts-parleurs situés en bordure par rapport aux parois des murs adjacents.
De toutes façons, dans la direction principale perpendiculaire à
la surface d'émission, que l'on peut qualifier de mur sonore, la décroissAnce de la puissance est uniquement inversement proportionnelle à cette distance au lieu d'être inversement proportionnelle au carré de celle-ci : une puissance d'émission de quelques watts donnera alors à une distance donnée, le meme résultat qu'une puissance d'émission de plusieurs centaines de watts avec un dispositif de reproduction sonore tel qu'existant à ce jour, avec des hauts-parleurs individuels ou des enceintes regroupant plusieurs hauts-parleurs. En cas de déplacement des personnes qui écoutent la reproduction, l'effet de diminution du son sera beaucoup moins sensible quand on s'éloigne de la surface d'émission, du fait de la faible décroissance de la puissance. Ceci, outre le volume beaucoup plus important que l'on peut donc couvrir en assurant une bonne écoute sonore, évite également une distorsion importante que provoque toujours une trop forte amplification du signal avec les équipements actuels, ainsi que les effets de raisonnance avec des micros éventuels, dits aussi effet "LARSEN".
De plus, on obtient un meilleur effet stéréophonique, puisqu'avec les systèmes connus à deux enceintes, même constituées de plusieurs hauts-parleurs, chaque enceinte se comporte comme une seule source sonore : l'amplitude optimale n'est atteinte que dans le plan médian perpendiculaire à la ligne qui joint lesdites enceintes, alors qu'en système quadripolaire suivant l'invention, on a une amplitude quasiment uniforme dans toutes les surfaces parallèles à la surface d'émission portant lesdits quatre hauts-parleurs ou quadripôles et ceci donne une écoute optimale dans tout le volume se situant en face de ladite surface d'émission.
Par ailleurs, la zone d'équipression uniforme ainsi créée par ladite surface d'émission, réduit la résonance des pièces d'écoute, 3S cPr on excite de la meme façon l'ensemble des molécules d'air de cette pièce, alors que dans le cas diune émission ponctuelle par les enceintes ou hauts-parleurs connus à ce jour, le son réfléchi peut W O 93/26l34 21 3 7 6 3 S PCT/FR93/00558 être supérieur au son incident qui est directif à un endroit donné, et si on est à côté de la direction d'émission des enceintes et des hauts-parleurs, on a un effet d'écho et donc de perte d'intelligibilité. Dans le cas de la présente invention, le son directif est toujours supérieur au son réfléchi dans toute la pièce du fait de l'onde plane, ce qui permet une meilleure écoute et supprime tout phPn~ ~ne d'écho perturbateur.
Comme indiqué précéd~ It, du fait d'une plus faible puissance transmise à chaque haut-parleur pour une même puissance sonore d'écoute à un point donné, soit de l'ordre d'un quart plus faible au moins, chaque dit haut-parleur fonctionne dans une meilleure plage de puissance; sa force contre-électromotrice étant également plus faible affecte moins la sortie de l'amplificateur : il y a moins de distorsion de signal et ainsi un meilleur rendement. A l'inverse dans les systèmes actuels, on constate une course à la puissance, qui est d'autant plus ridicule que l'énergie est perdue justement dans cette force contre-électromotrice et produit de la distorsion.
On peut également noter que le quadripôle donne un effet d'altitude, par le fait d'avoir des hauts-parleurs en bipôle verticaux en hauteur alors que dans un système classique, les hauts-parleurs sont dans un seul plan horizontal, en général à la hauteur des oreilles; même les enceintes se comportent de même, puisqu'il s'agit de hauts-parleurs combinés de différentes gammes de fréquence se comportant comme des sources ponctuelles, et si donc on n'est pas en face de l'axe de ladite enceinte ou dudit haut-parleur, on perd la qualité d'au moins une des gammes de fréquence.
Le grand volume d'air mis en mouvement diminue également les effets d'obstacles, d'autant plus qu'on est toujours en vision directe d'un haut-parleur, et l'effet d'onde plane sonore permet à celle-ci de contourner les obstacles sans être perturbé; on obtient même une meilleure directivité sonore des aigus, soit au-dessus de 4 à 5OOO
hertz, par un effet de rétrodiffusion des molécules d'air, même ~derrière le "mur sonore".
La répartition dynamique c voies temps réel sur le ~ 35- quadripôle permet 9''~Si un ~enfc ent A~ que naturel par effet physin~-, grace au Ghangement de de d'émission décrit ci-après et qui permet, d'après le dispositif suivant l'invention, de passer d'une W 0 93/26134 213 7 6 9 5 ~ i ~' PC~r/FR93/005~8 émission d'ondes cylindriques à de l'onde plane.
Enfin, par rapport aux enceintes multi voies actuelles qui sépare les fréquences par filtrage sur des hauts-parleurs spécialisés, le système modulateur répartiteur du signal suivant l'invention, utilise la multi-amplification active sans déphasage et les hauts-parleurs reçoivent toutes les fréquences : le traitement est uniquement en énergie et non pas en fréquence; il est alors non nécessaire d'avoir des enceintes multi-voies et des hauts-parleurs médium suffisent tels que définis ci-après On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt.
La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif :
d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de la présente invention.
La figure 1 est une vue schématique d'ensemble du dispositif suivant l'invention.
La figure 2 est un schéma de câblage d'une partie du dispositif de la figure 1 correspondant aux éléments permettant une multi-amplification active des signaux.
La figure 1 représente ledit dispositif de reproduction sonore suivant l'invention, comportant, d'une manière connue, un moyen d'amplification 3 stéréophonique à partir de signaux 61 et 62, dits gauche et droit, provenant de toute source d'émission stéréophonique 1, et divers hauts-parleurs 4, 9 disposés en deux groupes, l'un 9 à
gauche et l'autre 4 à droite de la direction de l'écoute, et recevant chacun respectivement le signal gauche 8 et le signal droit 7 amplifiés.
Dans la présente invention, une des caractéristiques importante et essentielle est que l'ensemble desdits hauts-parleurs 4, 9 sont en nombre pair, au moins égal à quatre et situés deux par deux suivant - des axes verticaux zz' ou sensiblement verticaux, et toutes les facesd'émission de ces dits hauts-parleurs 4, 9 sont placées suivant une 35 surface 5 -à- corrb~lr~ continue : les distances respectives tant en ~hauteur~"h'~ qu'en largeur "1" et "d" entre lesdits hauts-parleurs 4, 9, sont dét~erm-inèes~suivant la~dimension de ceux-ci et celles du WO 93/26134 213 7 6 9 ~ PC'r/FR93/U0558 volume d'écoute.
Dans la représentation de la figure 1, le dispositif comporte huit hauts-parleurs disposés en deux groupes de quatre, dont quatre à
gauche 9 et quatre à droite 4, formant chacun un quadripôle placé
symétriquement par rapport à un plan médian xx'; à titre d'exemple et dans un mode de réalisation, la hauteur "h" séparant les hauts-parleurs de chaque quadripôle est égale au double de la distance "1"
qui les séparent, et la distance "d" séparant chaque quadripôle de l'axe médian xx' pouvant être égal à "1"/2.
La surface de la courbe continue 5 est de préférence un plan, mais pourrait être en fait toute surface courbe, convexe ou concave.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif suivant l'invention peut comporter six hauts-parleurs, dont deux latéraux gauches 9, deux latéraux droits 4 recevant respectivement le signal gauche 8 et le signal droit 7 qui leur correspond et deux centraux situés à égale distance "d" des deux groupes latéraux et recevant à la fois les signaux gauche et droit.
Lesdits hauts-parleurs, aussi bien du groupe droit 4 que du groupe gauche 9, sont de préférence tous identiques et sont choisis tels que leur gamme de fréquence de réponse est comprise entre environ 100 hertz et 104 hertz, soit en fait des hauts-parleurs dont la face d'émission est un disque de l'ordre de 13 cm de diamètre.
De tels hauts-parleurs, qui sont alors de type médium, existent en général dans les enceintes actuelles à multi-voies, mais ils sont associés pour la reproduction des sons graves et aigus, à des hauts-parleurs spécialisés car eux-mêmes ont des courbes de réponse faibles dans ces derniers. Dans les enceintes connues à ce jour, on rajoute ainsi un haut-parleur de fréquences basses et un haut-parleur de fréquences aigus afin de compléter et donc de remonter les extrémités de la courbe d'émission du haut-parleur médium en augmentant et en renforSant uniquement les graves et les aigus avec respectivement chacun de ces hauts-parleurs : m~s ceci nécessite un filtrage et les impédances différentes provoqu des distorsions et des déphasages.
Une telle combinaison est néc o du fait de la décroissance du son en ondes sphériques, surtou-~ Is le ~ inP des ~raves autour de chaque haut-parle~ alors que~ dans le cas du dispositif suivant l'invP~ n on obtient un champ-d'ondes sonores suiv~nt des surf aces à
W O 93/26134 213 7 6 ~ S ' -~ ''! ' P ~ /FR93/00558 courbures continues parallèles, et de préférence planes; il y a véritable superposition des émissions de tous les hauts-parleurs en combinaison non pas de fréquences mais de disposition géométrique donnée et donc un maintien sans atténuation de la courbe d'émission de chacun et même relèvement des bords de la courbe d'émission globale surtout dans les gammes de graves; pour ceux-ci l'émission est en effet plus sphérique que dans le médium où on trouve des directivités plus importantes et que dans l'aigu qui est encore plus directif et où
l'effet d'ondes planes est moins significatif.
Chaque haut-parleur 41, 42, 43, 44 et 91. 92, 93, 94 et plus si l'ensemble de ces quadripôles sont associés à d'autres quadripales afin de constituer une surface d'émission sonore encore plus grande, sont associés chacun à un amplificateur 10, faisant partie dudit moyen d'amplification 3, et qui lui adresse l'ensemble des fréquences du signal reçu, ledit signal étant divisé préalablement en autant de voies 12 que de dits hauts-parleurs par un répartiteur 2 : en parallèle à ce dit répartiteur 2, le dispositif suivant l'invention peut comporter un modulateur 11, tel que décrit dans la figure 2 ci-après.
Cette figure 2 est en effet un schéma de câblage d'une partie du dispositif correspondant aux éléments permettant une multi-amplification active des signaux 6, 62 et qui est une autre caractéristique importante de la présente invention : le modulateur 11 permet en effet, pour chaque canal, gauche et droit, l'intégration au moins du signal 6 correspondant audit canal et provenant de la source d'émission 1, grâce à un intégrateur 14 disposé en parallèle sur chacun de ces canaux, assurant le découplage et ladite intégration.
Ensuite ce dit modulateur 11 comprend des préamplificateurs 15 de cc ~n~e avec filtres, qui répartissent ledit signal intégré 16 sur chaque sortie 12 des voies du répartiteur 2 correspondant aux hauts-parleurs de même canal : cette répartition est réalisée en fonction de seuils préétablis pour ouvrir une ou plusieurs desdites sorties 12, et moduler l'amplification de chacun des signaux d'origine 6 ou 62 adressés à celles-ci suivant le niveau global intégré de ce signal, en resp~c~nt la phase et les fr~q~lences de celui-ci.
:: Dans un autre mo:de de réalisation, ledit modulateur intègre la :totalité des~signaux gauche et droit, grâce à une liaison 13 entre les W O 93/26134 P ~ /FR93/00558 canaux 61 et 62 apres les pré-amplificateurs et intégrateurs 14 de chacun desdits canaux : ce signal global ainsi intégré est alors traité par les pré-amplificateurs de c- Rnde avec filtres 15 qui s'ouvrent donc à des niveaux donnés en fonction de seuils préétablis du signal global comme décrit précédemment, quand on n'utilise qu'une partie du signal, soit l'intégralité du signal droit, soit l'intégralité du signal gauche : ainsi en ce cas, l'amplification de chacun des signaux adressé à chaque sortie 12 est modulée suivant le signal global gauche et droit.
Dans un autre mode de réalisation, et tel que non figuré sur cette figure 2, en plus des étages d'amplification 3, représentés par les amplificateurs 10 sur chaque voie d'hauts-parleurs 7 ou 8 et commandés par le modulateur 11, il peut y avoir après ces sorties 7, 8 et avant les hauts-parleurs 4, 9 correspondants, un autre étage d'amplification pouvant être réglé par tout opérateur qui voudrait moduler l'amplification générale de l'émission par tout moyen externe et connu.
Ainsi, la répartition dynamique des voies en temps réel sur chacun des quadripôles, permet un renforcement dynamique naturel par effet physique, grâce à un changement de mode d'émission, qui permet de passer et d'envoyer la puissance uniquement sur un, deux ou quatre hauts-parleurs de chaque quadripôle : on passe ainsi de l'onde sphérique à l'onde cylindrique, puis à l'onde quasi plane, avec une même énergie émise à un instant donné, et le passage d'un mode à
l'autre, se fait suivant une loi de recouvrement continu délimité par les seuils de passage et de commande, et qui sont en particulier réglés de facon à obtenir une puissance par m2 pour chaque haut-parleur à peu près constante.
De plus, ce système de multi-amplification active se fait sans déphase entre enceintes et sans traitement des signaux gauche et droit en fréquence : le signal transmis à chaque haut-parleur est en fait toujours homothétique à lui-même, sans altération, le spectre de fréquence émis par chaque haut-parleur est le même que celui émis par les voies corresponaantes 61, 62 du canal en provenance de l'émission 3~ de la source 1.
L'intégrateur 14 permet en eff~ d'obtenir sur une voie parallèle 16, une valeur d' 11~ vlgnal SO =
W O 93/26134 213 7 6 9 S P ~ /FR93/00558 ; ~
tl RI2 x dt o du signal 6 correspondant, pendant le temps tl donné et cette valeur S0 intégrée est répartie sur chaque entrée 15 de traitement qui, par une modulation de c~ ~ndes en fonction de seuils de ce signal S0, permet d'ouvrir et de canaliser le son sur chaque amplificateur et multiplicateur 10 de chaque haut-parleur, afin d'ouvrir un, deux, quatre ou plus de hauts-parleurs en plus ou moins d'amplification, en fonction du nombre de seuils que l'on s'est fixé.
L'objectif d'une telle répartition du son et de son amplification est que la surface acoustique equivalente d'émission par rapport à l'énergie soit :
S efficace = (So ~ ) P n inAl soit constant quel que soit le nombre de hauts-parleurs en fonctionn~ - t : on obtient ainsi une nouvelle manière d'amplifier le son par une modulation de la surface d'émission en fonction de la puissance.
Claims (6)
1. Dispositif de reproduction sonore comportant un moyen d'amplification (3) stéréophonique, à partir de deux signaux (61, 62) dits gauche et droit provenant de toute source d'émission stéréophonique (1), et divers hauts-parleurs (4, 9) disposés en deux groupes, l'un (9) à gauche et l'autre (4) à droite de la direction de l'écoute et recevant chacun respectivement le signal gauche (8) et le signal droit (7) amplifiés, l'ensemble desdits hauts-parleurs (4, 9) étant en nombre pair, au moins égal à quatre, toutes les faces d'émission de ces dits hauts-parleurs (4, 9) étant placées suivant une surface (5) à courbure continue, caractérisé en ce que lesdits haut-parleurs sont situés deux par deux suivant des axes verticaux (zz') ou sensiblement verticaux, et les distances respectives tant en hauteur qu'en largeur entre lesdits hauts-parleurs (4, 9) sont déterminées suivant la dimension de ceux-ci et celles du volume d'écoute et chaque haut-parleur (4, 9) est associé à un amplificateur (10) propre qui adresse à cet haut-parleur l'ensemble des fréquences du signal reçu, ledit signal étant divisé préalablement en autant de voies (12) que de dits hauts-parleurs par un répartiteur (2).
2. Dispositif de reproduction sonore suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un modulateur (11) qui, pour chaque canal gauche et droit, après intégration au moins du signal (6) correspondant audit canal et provenant de la source d'émission (1), d'une part répartit celui-ci sur chaque sortie (12) de voies du répartiteur (2) correspondant aux hauts-parleurs du même canal, en fonction de seuils préétablis pour ouvrir une ou plusieurs desdites sorties (12) et d'autre part, module l'amplification de chacun des signaux adressés à celles-ci suivant ce signal, en respectant la phase et les fréquences de celui-ci.
3. Dispositif de reproduction sonore suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, un modulateur (11) qui, après intégration du signal global reçu (61, 62) de la source d'émission (1), d'une part, répartit celui-ci sur chaque sortie (12) de voies du répartiteur (2) en fonction de seuils préétablis pour ouvrir une ou plusieurs desdites sorties (12) et d'autre part, module l'amplification de chacun des signaux adressés à celles-ci suivant ce signal global, en respectant la phase et les fréquences de celui-ci
4. Dispositif de reproduction sonore suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte six haut-parleurs, dont deux latéraux gauches (9), deux latéraux droits (4) recevant respectivement le signal gauche (8) et le signal droit (7) qui leur correspond, et deux centraux situés à égale distance (d) des deux groupes latéraux, et recevant à la fois les signaux gauche et droit.
5. Dispositif de reproduction sonore suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte huit haut-parleurs disposés en deux groupes de quatre, soit quatre à gauche (9) et quatre à droite (4), formant chacun un quadripôle, placés symétriquement par rapport à un plan médian (xx').
6. Dispositif de reproduction sonore suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits hauts-parleurs sont tous identiques et sont choisis tels que leur gamme de fréquence de réponse est comprise environ entre 100 hertz et 10 4 hertz.
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| FZDE | Discontinued |