FR2517496A1 - Perfectionnements a des montages permettant de modifier une gamme dynamique - Google Patents

Abstract

PERFECTIONNEMENTS AUX COMPRESSEURS, EXPANSEURS ET DISPOSITIFS DE REDUCTION DE BRUIT. CES PERFECTIONNEMENTS REDUISENT LA SENSIBILITE DE TELS MONTAGES A UNE COMMANDE INDESIRABLE PAR DES SIGNAUX SITUES A L'EXTERIEUR DE LA OU DES BANDES PASSANTES (C'EST-A-DIRE A DES SIGNAUX DE BANDE COUPEE) DANS LAQUELLE OU DANS LESQUELLES LES CIRCUITS SONT ACTIFS. UN CIRCUIT SENSIBLE AU NIVEAU AGIT, EN PARTICULIER PAR UN TRAITEMENT NON LINEAIRE, DE MANIERE A REDUIRE LA REPONSE DU CIRCUIT A L'EFFET DE COMPOSANTES DE SIGNAL DE BANDE COUPEE AUX NIVEAUX DE SIGNAL D'ENTREE ELEVES. APPLICATION AUX AUDIO-APPAREILS.

Description

La présente invention concerne de manière générale des montages qui

modifient la gamme dynamique de signaux

acoustiques et autres, à savoir des compresseurs qui com-

priment la gamme dynamique et des expanseurs qui élargissent la gamme dynamique Plus particulièrement, l'invention se

rapporte à des perfectionnements aux compresseurs et expan-

seurs, perfectionnements qui réduisent leur sensibilité à

une commande par des signaux indésirables Ces perfectionne-

ments sont dénommés ici "commande de modulation" pour des

raisons qui seront expliquées plus loin.

On utilise souvent conjointement des compresseurs et des expanseurs complémentaires (compresseurs-expanseurs) pour assurer une réduction de bruit t le signal est comprimé avant sa transmission ou son enregistrement et élargi après

réception ou reproduction à partir de la voie de transmis-

sion Toutefois, on peut utiliser des compresseurs séparés (sans expanseur) pour réduire la gamme dynamique, par exemple afin de l'adapter à la capacité d'une voie de transmission, sans expansion ultérieure lorsque le signal comprimé convient pour le but final On utilise également des compresseurs séparés dans certains appareils, en particulier

des audio-appareils qui sont uniquement destinés à trans-

mettre ou à enregistrer des émissions radiophoniques ou des

signaux pré-enregistrés déjà comprimés Dans certains ap-

pareils, en particulier dans des appareils d'enregistrement et de reproduction acoustique, un seul et même dispositif

est souvent agencé de manière à permettre un mode de fonc-

tionnement commutable, soit comme compresseur pour enregis-

trer des signaux, suit comme expanseur pour reproduire des émissions radiophoniques ou des signaux pré-enregistrés comprimés. Le degré de compression ou d'expansion peut être

exprimé en d B Par exemple, l'expression " 110 d B de com-

pression" signifie qu'une gamme dynamique d'entrée de N d B est comprimé en une gamme de sortie de (N-10) d B Dans un dispositif de réduction de bruit, on dit que 10 d B de compression suivis de 10 d B d'expansion complémentaire

assurent 10 d B de réduction de bruit.

La présente invention se rapporte en particulier à des perfectionnements à des montages permettant de modifier la gamme dynamique d'un signal d'entrée, montages qui ont une caractéristique bilinéaire (le terme "linéaire" dans ce contexte signifie "gain constant") constituée par s 1) une partie linéaire de bas niveau s'élevant jusqu'à un seuil,

2) une partie non linéaire (à gain variable) de niveau in-

termédiaire s'étendant au-dessus du seuil et jusqu'à un point de terminaison et assurant un rapport de compression ou d'expansion maximal prédéterminé, et

3) une partie linéaire de haut niveau ayant un gain diffé-

rent de celui de la partie de bas niveau.

La caractéristique est dénommée "caractéristique bilinéaire" du fait qu'elle comporte deux parties à gain sensiblement

constant.

En pratique, le seuil et le point de-terminaison ne sont pas toujours des "points" bien définis Les deux régions de transition dans lesquelles la partie de niveau intermédiaire se fond dans les parties linéaires de bas niveau et de haut niveau peuvent présenter chacune une

forme variable allant d'une courbe douce à une courbe brus-

que, selon les caractéristiques de commande du compresseur

et de l'expanseur.

Il est également à noter que des montages à caractéristiques bilinéaires se distinguent de deux autres catégories de montage connues, à savoir s (a) un montage logarithmique ou non linéaire à pente fixe ou variable et ne comportant aucune partie linéaire t le

gain varie dans toute la gamme dynamique.

(b) des montages présentant une caractéristique comportant deux ou plus de deux parties, dont l'une seulement est

linéaire ("unilinéaire) L'invention est également appli-

cable à des circuits unilinéaires, comme décrit plus loin

de façon plus détaillée.

Un montage à caractéristique bilinéaire offre des avantages particuliers et est largement utilisé Le seuil peut être ajusté au-dessus du niveau de bruit d'entrée ou du niveau de bruit de la voie de transmission afin d'exclure la possibilité d'une commande du circuit par le bruit La partie de haut niveau de gain sensiblement constant évite un traitement non linéaire de signaux de haut niveau qui,

autrement, pourrait introduire de la distorsion.

Deux types bien connus de circuits bilinéaires sont respectivement dénommés "circuits à bande glissante" et "circuits à bande fixe" (ou à bande fractionnée ou multibandes).

Les circuits à bande glissante créent la carac-

téristique désirable spécifiée pour le cas d'une compression ou d'une expansion acoustique ou sonore à haute fréquence en appliquant une accentuation des hautes fréquences (pour la compression) ou une coupure des hautes fréquences (pour l'expansion) au moyen d'un filtre passe-haut à fréquence d'angle inférieure variable A mesure que le niveau de signal dans la bande haute-fréquence stélèveg la fréquence d'angle du filtre glisse vers le haut de manière à rétrécir la bande accentuée ou coupée et à exclure le signal utile de l'accentuation ou de la coupure On pourra trouver des exemples de tels circuits dans le brevet U S Re 28 426, le brevet U S 3 757 254, le brevet U S 4 072 914, le brevet U S 3 934 190 et la demande de brevet japonais 529/11 Ces circuits peuvent également être configurés de manière à agir aux basses fréquences, auquel cas une accentuation ou une coupure des basses fréquences sont assurées au moyen d'un filtre passe-bas à fréquence d'angle

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supérieure variable.

Dans les circuits à bande fixe, le spectre de fréquence est fractionné en une pluralité de bandes par des filtres passe-bande correspondants et la compression ou l'expansion sont effectuées dans chaque bande par un dispositif de contr 8 le de gain (qui peut être, soit un dispositif limiteur du type à diodes à réponse automatique, soit un dispositif limiteur commandé) dans le cas d'un compresseur, avec une forme quelconque de circuit inverse

ou complémentaire pour un expanseur On trouvera des exem-

ples de tels circuits dans les brevets U S 3 846 719 et 3 903 485 et dans le Journal of the Audio Engineering

Society, vol 15, NO l; octobre 1967, pages 383 à 388.

Ces circuits à bande fixe exercent une action indépendante

dans les diverses bandes de fréquence.

Il est connu de construire des compresseurs et des expanseurs bilinéaires, tant du type à bande glissante que du type à bande fractionnée, en utilisant seulement

une unique voie de signaux Toutefois, on préfère généra-

lement construire de tels dispositifs en prévoyant un circuit de signaux principal linéaire par rapport à la gamme dynamique, avec un circuit de combinaison dans ce circuit principal, et un circuit supplémentaire qui tire son signal d'entrée de lfentrée ou de la sortie du circuit principal

et dont la sortie est couplée avec le circuit de combi-

naison Le circuit supplémentaire comprend un limiteur (au-

tonome ou commandé) et le signal limité du circuit supplé-

mentaire accentue le signal du circuit principal dans le circuit de combinaison dans le cas de la compression mais atténue le signal du circuit principal dans le cas de l'expansion Le signal limité du circuit supplémentaire est plus faible que le signal du circuit principal dans la partie supérieure de la gamme dynamique dtentrée Les circuits principal et supplémentaire sont de préférence et très avantageusement constitués par des voies de signaux séparément identifiables Plusieurs circuits supplémentaires sont généralement prévus dans le cas de dispositifs à bande fixe Un dispositif bilinéaire comportant des circuits principal et supplémentaire est souvent dénommé "dispositif

à deux voies".

Ces compresseurs et expanseurs a deui voies connus

sont particulièrement avantageux, car ils permettent d'éta-

blir le type désiré de cara xeisrstique de transfert dune manière précise sans pnh -le$s de distorsion de haut niveau, La partie de bas niveau de gain sensiblement constant est déterminée en donnet a circuit supplimentaire un seuil supérieur au niveau d A bruit; au-dessous de ce seuil le circuit suppléinentaire est îineaire, La partie de niveau

intermédiaire est créée par la région dans laquelle l'ac-

tion de limitation du circuit ou voie supplémentaire devient partiellement efficace et la partie de haut niveau de gain sensiblement constant s'élève après que le limiteur est devenu pleinement efficace, de sorte que la signal de la

voie supplémentaire cosse de ecrottre et devient négligea-

ble par rapport au signal du circuit principao ou voie principale Dans la partie la plus élevée de ia gamme dynamique d'entrée, le signal de sortie du montage N es en fait constitué que par le signal que laisse passer la voie principale linéaire, o'est-A,dire qu'il est linéaire par rapport à la gamme dynamiqueo On trouve'a des e O eples de ces circuits connus dans le brevet U S 3 -46 7199 le brevet US 3 903 485

et le brevet U S, Pe 28 426 Il existe également des cir-

cuits analogues coninus qui assurent des résultats simi-

laires, mais dans lesquels la voie supplémentaire offre

des caractéristiques inverses des caractéristiques des li-

miteurs, et dans lesquels la sortie de la voie supplémen-

taire atténue le signal de la voie principale pour la compression et accentue le signal de la voie principale

pour l'expansion (brevets U S 3 828 280 et 3 875 537).

L'invention peut être appliquée à l'un quelconque de ces circuits bilinéaires connus en vue d'obtenir les avantages qui lui sont inhérents L'invention n'est pas

limitée à des circuits bilinéaires et elle peut être éga-

lement utilisée pour améliorer le fonctionnement des cir-

cuits unilinéaires précédemment mentionnés Comme décrit

plus loin de façon plus détaillée, l'invention peut éga-

lement être appliquée à des circuits logarithmiques, à

condition qu'un écart par rapport à une fonction de trans-

fert logarithmique puisse être toléré Toutefois, les modes de réalisation préférés sont relatifs à des circuits bilinéaires et, sauf indication contraire, on se référera

à des circuits bilinéaires dans toute la présente descrip-

tion. Comme précédemment mentionné, il n'est pas essentiel de créer la forme désirée de caractéristique bilinéaire à l'aide de telles techniques "deux voies" Il existe des variantes fonctionnant avec une seule voie, comme décrit dans les brevets U S 3 757 254, 3 967 219, 4 072 914, 3 909 733 et dans la demande de brevet japonais 55 529/71, par exemple Bien que ces circuits de variante ne soient généralement pas capables de produire des résultats aussi bons que les circuits à deux voies, et bien qu'ils puissent être moins commodes et, par conséquent, moins économiques,

ils peuvent produire des résultats essentiellement équiva-

lents En conséquence, l'invention est également applicable

à ces circuits connus.

Ltinvention s'applique également à des compresseurs et expanseurs connus, dans lesquels on utilise des circuits

bilinéaires montés en série (par exemple à étages multiples).

De tels montages sont décrits dans le brevet belge 889 428.

Dans les compresseurs et expanseurs et, en parti-

culier dans les dispositifs sélectifs en fréquence ou multibandes, il est clair qu'il est désirable que des signaux forts situés dans une gamme de fréquence donnée n'affectent pas indûment le comportement de signaux situés dans une autre gamme de fréquence Un filtrage et une éga-

lisation dans les divers circuits ont jusqu'à présent cons-

titué le procédé standard de traitement de ce problème,

tant dans les dispositifs logarithmiques que dans des dis-

positifs spécialisés, tels que les circuits unilinéaires et bilinéaires qui ont été décrits ci-dessus Dans ces circuits de la technique antérieure, le signal de courant continu de commande, qui commande le dispositif à gain/ perte variable (par exemple un dispositif à gain variable tel qu'un amplificateur commandé par une tension (VCA) ou un dispositif à perte variable (variolosser) tel qu'un atténuateur à T EC) ou le filtre variable est formé par combinaison additive linéaire des signaux de bande passante et des signaux de bande coupée atteignant le circuit de commande L'invention modifie efficacement cette combinaison simple d'une manière dépendant du niveau afin d'optimaliser la performance du compresseur ou de ltexpanseur en ce qui

concerne la relation entre signaux de bande passante en si-

gnaux de bande coupée Des opérations non linéaires sont

effectuées, y compris un redressement des signaux dans di-

verses parties du spectre et l'on procède à des analyses des amplitudes relatives et/ou absolues L a commande finale peut être obtenue par sélection de l'un des signaux, par

combinaison de deux au plus de deux signaux ou par exécu-

tion dtopérations non linéaires telles qu'une limitation

sur au moins un des signaux.

Sous ses aspects les plus généraux, l'invention vise un montage permettant de modifier la gamme dynamique d'un signal d'entrée, montage qui comprend un circuit sélectif en fréquence déterminant une bande passante de fréquence, dans laquelle s'effectue la modification de gamme dynamique et un moyen de modification dynamique pour

effectuer une modification dynamique progressive de compo-

santes de signal dans cette bande passante ou pour produire un glissement progressif de la bande passante de fréquence, ce qui modifie la gamme dynamique, l'action dynamique du moyen de modification dynamique étant sensible à des niveaux croissants de ce qui correspond sensiblement à la combinaison additive linéaire des composantes de signal de bande passante et des composantes de signal de bande coupée présentes dans le montage, de sorte que, pour des signaux d'entrée de haut niveau, l'action dynamique du moyen de modification dynamique devient moins sensible aux composantes de signal de bande coupée En d'autres termes, à de bas niveaux de signal d'entrée, le montage se comporte sensiblement comme un compresseur ou un expanseur classiques En revanche, aux hauts niveaux de signal d'entrée, l'action du compresseur ou de l'expanseur est modifiée par le circuit de commande de modulation suivant l'invention*

Un effet secondaire est de modifier la caractéris-

tique de transfert niveau d'entrée-niveau de sortie du

dispositif à une fréquence ou combinaison de fréquences par-

ticulières quelconques L'effet global est peu important et peut même être négligeable à la fréquence dominante dans des systèmes bilinéaires En revanche, dans des systèmes logarithmiques, l'effet de la commande de modulation, qui s'exerce principalement dans là partie de haut niveau de la gamme dynamique, est de provoquer un écart par rapport à une caractéristique purement logarithmique Cela peut être important ou non selon les applications particulières envisagées. L'invention est basée sur l'observation du fait qu'idéalement, dans des compresseurs et des expanseurs, la compression ou l'expansion sont sensibles seulement aux niveaux des signaux situés dans des bandes passantes de fréquence désirées et non aux niveaux de signaux d'autres fréquences, ces dernières pouvant être considérées comme étant situées dans les bandes coupées Par exemple, dans un circuit idéal, la compression ou l'expansion ne doivent pas être affectées par les signaux de niveaux situés en dehors de la bande passante de la bande fixe ou de la bande passante de la bande glissante (que le circuit soit ou non en position de repos) Dans le cas d'un circuit à bande glissante suivant l'invention, le degré de glissement de fréquence de la bande variable ne dépasse pas ce qui est nécessaire pour empocher un signal de commande dominant d'être accentué (dans le cas de la compression) au-dessus

d'un niveau de référence.

Dans son application aux circuits bilinéaires, en particulier ceux qui présentent la configuration à deux

voies, l'invention tire un autre avantage d'une caractéris-

tique inhérente à de tels circuits: aux niveaux de signal

d'entrée élevés, le signal de la voie principale est nota-

blement plus grand que le ou les signaux de la ou des voies supplémentaires (ou secondaires) En conséquence, des

manipulations de signaux de haut niveau sur la voie sup-

plémentaire sont essentiellement inaudibles et, sauf pour ce qui concerne les déphasages, ne sont pratiquement pas mesurables (variations de niveau négligeables) On comprendra mieux cette propriété des circuits bilinéaires dans le contexte d'un circuit à deux voies Toutefois, le principe s'applique également à des circuits bilinéaires à une seule voie dans lesquels il y a deux ou plus de deux composantes de signal sur la même voie au lieu que ces composantes se

trouvent sur des voies séparément identifiables.

L'invention tire avantage des observations ci-

dessus concernant les caractéristiques des circuits biliné-

aires Par comparaison avec les compresseurs et expanseurs bilinéaires de la technique antérieure,l'invention permet davantage de manipulations du signal (commande de modulation) dans la région de niveau élevé du signal d'entrée o la

réponse globale du compresseur ou de l'expanseur est linéaire.

La composante de réduction de bruit de niveau relativement

bas du signal ne peut'donner lieu à ces manipulations sup-

plémentaires qu'à des niveaux de signal élevés, ce qui assure que des effets importants éventuels sur le canal de signaux seront éclipsés par la grande composante de

signal principale.

Dans des circuits bilinéaires à deux voies, un effet de l'invention est de modifier la caractéristique de transfert de la voie secondaire (ou supplémentaire) de telle sorte que la caractéristique de la voie secondaire elle-même devienne bilinéaire au lieu de s'aplatir ou de

s'incurver vers le bas aux niveaux élevés du signal d'en-

trée Cela est une conséquence de l'aspect "proportionna-

lité" de la commande de modulation C'est-à-dire qu'aux niveaux d'entrée élevés, le niveau de la voie secondaire ne tombe pas au-dessous d'une fraction choisie du niveau

de la voie principale (par exemple un quart ou un dixième).

Cela est acceptable parce que le signal de la voie secon-

daire reste encore notablement plus faible que le signal de la voie principale au niveaux de signal d'entrée élevés et parce que la bande coupée est généralement notablement

déphasée par rapport au canal de signaux de la voie princi-

pale 1 Pour ces mêmes raisons, l'invention peut être adoptée dans des circuits unilinéaires ayant une réponse

linéaire aux niveaux de signal élevés.

D'un autre point de vue, l'action de l'invention est d'élever les niveaux de composantes de signal de bande coupée à la sortie du dispositif aux niveaux de signal élevés, mais non dans une mesure propre à créer des pro blèmes avec le canal d'enregistrement ou de transmission, c'est-à-dire que ces niveaux restent encore relativement 1 1 bas Une élévation des niveaux de telles composantes de signal de bande coupée n'est pas en soi particulièrement avantageuse mais elle est nécessaire pour obtenir une action dynamique et une réduction de bruit améliorées dans la bande passante On obtient une élévation des niveaux des signaux de bande coupée à la sortie du dispositif aux niveaux de signal élevés en réduisant les niveaux des composantes de signal de bande coupée dans le canal de

signal de commande aux niveaux de signal élevés, ou en adop-

tant un arrangement selon lequel le signal de commande est engendré comme s'il y avait un niveau réduit de composantes de signal de bande coupée dans le signal utilisé pour produire le signal de commande aux niveaux de signal élevés (par exemple par filtrage et limitation dans les circuits de commande, ou à l'aide de dispositions d'atténuation du

signal de commande en fonction de la fréquence).

Un autre avantage de l'invention réside en ce qu'au

cours de tests d'écoute, les "effets de pompage" de com-

presseurs et expanseurs à terminaison commune sont nota-

blement réduits sinon éliminés En conséquence, en plus de son utilisation dans des dispositifs de réduction de bruit complémentaires, l'invention est particulièrement efficace lorsqu'on l'utilise dans des compresseurs agissant seuls et dans des expanseurs agissant seuls (ctest-à-dire

dans des compresseurs destines à être utilisés pour com-

primer des signaux qui ne sont pas ultérieurement élargis et dans des expanseurs destinés à être utilisés pour

élargir des signaux qui n'ont pas été précédemment com-

primés). A titre de base de l'invention, on peut mentionner le fait que, bien que divers modes de réalisation pratiques de circuits de réduction de bruit se soient avérés efficaces, en services, de tels circuits s'écartent dans une certaine mesure de l'idéal en raison du problème des signaux de

bande coupée commandant indûment la compression et l'expansion.

L'effet de ces lacunes se manifeste de plusieurs manières étroitement liées entre elles: 1) un affaiblissement de l'effet de réduction de bruit dans une partie de la bande passante du dispositif de réduction de bruit;

2) des effets de modulation de bruit (par exemple la modula-

tion,par le niveau d'un signal d'une fréquence donnée, du

niveau de bruit dans une partie différente du spectre de fré-

quence);

3) des effets de modulation de signal (par exemple la modula-

tion, par le niveau d'un signal d'une fréquence donnée du ni-

veau d'un signal d'une autre fréquence); 4) des effets de transmodulation (par exemple des produits de modulation parasites résultant de l'un et/ou de l'autre

des deux derniers effets de modulation énumérés).

La mesure dans laquelle ces lacunes sont observables

dépend du type de circuits utilisé dans le dispositif de ré-

duction de bruit, de l'équipement d'enregistrement et de re-

production, du canal ou du support d'enregistrement/reproduc-

tion et de la nature des signaux Dans de nombreux cas, les

lacunes sont pratiquement inobservables sauf à l'aide d'ins-

truments de test Néanmoins, il est désirable de combler ces

lacunes En raison du fait que les lacunes précédemment men-

tionnées de compresseurs, expanseurs et dispositifs de réduc-

tion de bruit connus sont relatives à des effets de modulation, soit de signaux, soit de bruit, l'invention décrite ici qui

a pour but de réduire ces lacunes est caractérisée par l'ex-

pression "commande de modulation".

La gravité de ces effets de modulation dépend dans une large mesure de l'uniformité du canal de transmission entre le compresseur et l'expanseur Par exemple, dans les appareils

d'enregistrement et de reproduction à bande magnétique, il exis-

te un phénomène de réponse en fréquence connu sous le nom de "rebonds des têtes" Même dans les appareils professionnels,

en particulier dans ceux qui fonctionnent à 76 cm/s, la ré-

ponse de reproduction au-dessous de 100 Hz est non uniforme en raison de la relation entre la longueur d'onde du signal sur la bande et la dimension de la tête de reproduction, qui sont du même ordre Si le dispositif compresseur/expanseur

est sensible à des signaux dans la région de rebond des tê-

tes, de tels signaux, lorsqu'ils sont reproduits, peuvent commander l'expanseur d'une manière non complémentaire, de

sorte que des signaux ou du bruit à des fréquences plus éle-

vées (par exemple jusqu'à 3 k Iz) peuvent être modulés par

les signaux situés dans la région de 100 Hz ou au-dessous.

Dans les circuits à bande fixe (à bande unique et

multibandes) de la technique antérieure, on a utilisé diffé-

rentes techniques de filtrage pour réduire au minimum la commande de la compression et de l'expansion par des signaux indésirables Dans ces techniques, des filtres pointus (par exemple présentant une caractéristique à flancs raides) sont placés sur la voie des signaux ou dans le circuit de commande

(du dispositif limiteur).

Toutefois, l'utilisation de filtres de voie de si-

gnaux plus pointus que 6 d B/octave (par exemple des filtres

unipolaires), dans des compresseurs et des expanseurs multi-

bandes, provoque des effets d'amplitude et de phase tels que, lors de la recombinaison du spectre de signal global, il se produit des erreurs d'amplitude et de phase Ce problème est rendu considérablement plus ardu si l'on utilise des filtres

plus pointus que 12 d B/octave En revanche, une pente de fil-

tre de 6 ou 12 d B/octave seulement peut ne pas assurer une

discrimination adéquate à l'égard de tous les signaux indési-

rables Dans les exemples de circuit bilinéaire multibande (à bande fixe) du brevet U S 3 846 719 et dans le Journal of the Audio Engineering Society, vol 15 no 4, octobre 1967, pages 383 à 388, on utilise des filtres ayant une pente de

12 d B/octave dans la voie de signaux de trois des quatre ban-

des fixes On n'obtient une réponse en fréquence globale plate qu'en utilisant une caractéristique de filtre complexe dans la bande de fréquence adjacente aux filtres pointus Il est bien évident qu'une telle solution n'est pas universellement applicable. Dans le circuit de compresseur/expanseur multibande

(à bande fixe) logarithmique décrit dans Rundfunktechn.

Mitteitungen, 22 jnvier 1978, tome 2, pages 63 à 74, le si-

gnal d'entrée est subdivisé en quatre bandes par des filtres unipolaires Toutefois, les circuits de commande de chaque

bande utilisent des filtres pointus à 18 d B/octave Un fil-

tre pointu de circuit de commande ( 12 d B/octave) est également utilisé dans un circuit de compresseur/expanseur à bande fixe

unique vendu sous la désignation commerciale "dbx Il" Tou-

tefois, l'utilisation de filtres pointus de circuit de com-

mande se traduit par une amplification excessive de signaux de haut niveau à l'extérieur de la bande passaitedes filtres du circuit de commande dans le cas o les signaux de grande amplitude ne sont pas présents dans la bande passante de ces

filtres-, ce qui peut se traduire par une surexcitation éven-

tuelle du canal de transmission, à moins que des filtres de coupure pointus soient également utilisés dans le canal de signaux. Une technique connue qui peut être dénommée "inflexion spectrale" est décrite dans le brevet belge 889 427; dans Audio,M ai 1980, pages 20 à 26; et dans l'article J-6 et le tirage à part présentés à l'assemblée de Novembre 1980 de l'Audio engineering Society, New York, Etat de New-York, E.U A L'inflexion spectrale est également concernée par la

suppression d'effets de modulation résultant d'une non-com-

plémentarité compresseur/expanseur due à des erreurs sur le canal de transmission Selon les enseignements de l'inflexion spectrale, un filtrage pointu est assuré au moins dans le compresseur à une fréquence nettement située dans la bande passante normale du dispositif et dans la région deréponse plate du canal de transmission Si l'inflexion spectrale est efficace pour réduire les effets de modulation de signal

parasites provoqués par des irrégularités du canal de trans-

mission, en revanche elle ne résout pas le problème d'un

glissement de fréquence excessif dans les dispositifs à ban-

de glissante, ni celui d'une atténuation excessive dans les

dispositifs à bande fixe.

Compte tenu de ce qui précède, l'invention vise à réduire au minimum la commande de l'expansion et de la compression par des signaux indésirables tout en évitant les

effets secondaires associés et/ou la complexité de la techni-

que antérieure.

Bien que des effets de modulation mesurables ne soient

pas entièrement supprimes par l'invention, les effets de cel-

les-ci dans les applications aux audio-appareils sont complétés par des effets de masquage psycho-acoustique tels que les effets perçus sont inaudibles pour la majeure partie des auditeurs et du matériau musical C'est-à-dire que seule la modulation d'un signal (ou de signaux) suffisamment espacé (ou espacés) en fréquence du signal modulateur est perçue par l'oreille humaine Cette modulation est réduite au minimum par la présente invention Bien que la modulation d'un signal (ou de signaux) par un autre signal étroitement rapproché en fréquence soit moins suceptible d'être affectée ou améliorée par l'invention, il est vraisemblable que de tels phénomènes ne seront pas perçus par l'oreille en raison de deux effets connexes: a) un signal faible voisin en fréquence d'un signal fort est masqué par ce dernier, de sorte que ledit signal faible est inaudible, ou

b) si le signal étroitement rapproché est audible avant com-

pression, ou si son niveau est relevé par le compresseur de

telle manière qu'il devient audible, alors il existe une to-

lérance psycho-acoustique aux effets de modulation en raison

du faible espacement des fréquences.

En conséquence, l'oreille humaine n'est pas capable

de discerner des effets de modulation de signaux à des fré-

quences étroitement rapprochées et, partant, il n'est pas nécessaire que l'invention soit pleinement efficace pour de tels signaux. L'environnement fonctionnel de l'invention est un circuit de compresseur ou dlexpanseur à bande fixe ou à bande glissante, dans lequel il est prévu un élément de circuit

variable généralement commandé par un signal de courant con-

-10 tinu de commande, qui est surtout actif dans la partie infé-

rieure de la gamme dynamique totale Suivant l'invention, on utilise des moyens de commande de modulation dans la partie supérieure de la gamme dynamique pour empêcher l'action de l'élément de circuit variable de devenir plus importante que ce qui est nécessaire pour assurer l'atténuation nominale

désirée de signaux dominants, que les fréquences de ces si-

gnaux soient situées dans la bande passante ou dans la bande coupée En pratique, le contrôle de l'action de l'élément

de circuit variable consiste généralement à agir sur le si-

gnal de commande commandant l'élément de circuit en question.

La commande de modulation peut se présenter sous la forme de moyens de limitation de signal de commande actifs ou passifs qui entrent en jeu aux niveaux de signal élevés,

ou sous la forme de moyens utilisant des circuits qui détec-

tent la présence de signaux de haut niveau et engendrent des signaux qui s'opposent à l'élévation du niveau du signal de commande Une telle limitation du signal de commande peut s'effectuer sur un ou plusieurs canaux de signal de commande sélectifs en fréquence; dans le second cas, des moyens sont

prévus pour assurer une sélection ou une combinaison des si-

gnaux de commande, de manière a appliquer à l'élément de cir-

cuit variable un signal de commande optimal Lorsqu'on utili-

se un circuit de détection de signal de haut niveau ou un gé-

nérateur de commande de modulation, ce circuit -ou ce généra-

teur peuvent fonctionner de diverses manières, susceptibles de donner une mesure de niveaux de signal au moins dans la

* partie supérieure de la gamme dynamique Par exemple le si-

gnal de commande de modulation peut être tiré du signal d'en-

trée ou du signal de sortie du compresseur ou de l'expanseur.

Le signal de commande de modulation constitue en fait une ré- férence pour le signal de courant continu de commande appliqué à l'élément de circuit variable (amplificateur VCA ou filtre commandé par une tension) Le signal de référence est combiné en opposition de phase avec le signal de courant continu de commande (par exemple en étant de polarité opposée à celle

de celui-ci ou en étant propre à l'atténuer), signal de comman-

de qui est engendré principalement en réponse à des composan-

tes de signal de bande coupée pour établir une limite à l'am-

plitude que peut atteindre le signal de commande appliqué à l'élément de circuit variable en réponse à des signaux situés dans la bande coupé, c'est-à-dire à l'extérieur de la bande

passante de la bande fixe ou de la bande glissante En pra-

tique, cette limite peut être rendue relativement "nette" ou relativement "foue" En d'autres termes, les accroissements "poursuivis" du signal de commande peuvent être interrompus assez brusquement ou bien on peut les laisser se poursuivre

à une allure réduite.

On peut également tirer le signal de commande de mo-

dulation dekl'élément de circuit variable (amplificateur VCA ou filtre variable) en mesurant les composantes de tension ou de courant dudit élément et en procédant, si-nécessaire, à une

égalisation afin d'assurer la génération d'un signal utilisa-

ble pour établir une limite de l'amplitude que le signal de

commande appliqué à l'élément de circuit variable peut attein-

dre en réponse à des signaux situés dans la bande coupée.

En ce qui concerne les résultats, l'invention, lors-

qu'elle est appliquée à des dispositifs à bande fixe ou à ban-

de glissante, assure une immunité appréciable contre des si-

gnaux situés en dehors de la bande passante de la bande fixe ou de la bande glissante Dans le cas de dispositifs à bande

glissante, l'invention procure encore un autre avantage con-

nexe, à savoir que la bande glissante ne glisse, en réponse

à un signal dominant, que dans la mesure nécessaire pour ren-

dre le gain à la fréquence du signal sensiblement égal à l'u-

nité, au moins pour des niveaux égaux ou supérieurs à un ni- veau de référence Ce niveau de référence est situé dans la zone supérieure de la gamme de fonctionnement dynamique du dispositif ou au voisinage de cette zone, par exemple de 6 à d B environ du niveau maximal admissible Les circuits à bande glissante de la technique antérieure sont susceptibles de donner lieu à un glissement excessif et ont pour effet de décaler la fréquence d'angle de filtre variable plus qu'il n'est nécessaire pour des signaux de haut niveau, ce qui non seulement provoque des effets de modulation potentiels, mais

encore se traduit par un affaiblissement de l'effet de réduc-

tion de bruit dans une partie du spectre.

Dans son application aux circuits à deux voies ban-

de glissante, l'invention assure, dans son mode de réalisation le plus simple, le redressement et le filtrage ou lissage du signal d'entrée ou du signal de sortie et la combinaison du

signal de courant continu de référence résultant avec le si-

gnal de commande appliqué au filtre variable Le niveau du si-

gnal de référence peut être réglé pour une limite de propor-

tion désirée sur un signal de voie supplémentaire dominant par rapport à la composante correspondante du signal de la voie principale Par exemple, on peut faire fonctionner le circuit de commande de modulation de telle manière que, par exemple, dans les 20 d B supérieurs de la gamme dynamique, le limiteur assure seulement l'atténuation nécessaire pour maintenir la

composante de signal dominante présente dans la voie supplé-

mentaire à une proportion relativement constante de cette com-

posante dans le signal de la voie principale (par exemple à

d B au-dessous de la dernière composante mentionnées).

Dans son application à des circuits à deux voies à bande fixe, l'invention assure, dans son mode de réalisation

le plus simple, comme dans le cas des circuits à bande glis-

sante, le redressement et le Lfiltrage du signal d'entrée ou du signal de sortie de manière à assurer la génération d'un signal de commande de modulation qui répond principalement aux composantes de haut niveau du signal d'entrée Toutefois, dans le cas de circuits à bande fixe, on utilise un filtre pointu dans le circuit de commande de bande passante pour produire un signal de commande de bande passante En outre, on utilise

un circuit de commande de bande coupée pour produire un si-

gnal de commande de bande coupée Le signal de commande de mo-

dulation constitue une référence pour le signal de commande de bande coupée (c'est-à-dire qu'il s'oppose à ce dernier aux

niveaux de signal élevés) Le signal de commande de bande cou-

pée ainsi rapporté à une référence est comparé avec le signal

de commande de bande passante et ces deux signaux sont combi-

nés, généralement en favorisant le plus grand d'entre eux, par l'intermédiaire d'un circuit de sélection de signal max Lnal, qui commande alors l'amplificateur VCA L'effet général du

circuit est d'assurer l'atténuation nécessaire (loi de com-

pression globale) dans la bande passante, tout en évitant une

commande de l'atténuation dans la bande passante par des com-

posantes de signal importantes situées dans la bande coupée, et tout en évitant de risquer desamplifications excessives de

signaux de haut niveau dans la bande coupée, tels qu'ils appa-

raissent à la sortie du compresseur global.

Dans ces modes de réalisation et dans d'autres varian-

tes o un signal d'atténuation de référence est engendré, ce signal peut être tiré de l'entrée ou de la sortie, en raison du fait qu'aux niveaux de signal élevés, auxquels l'invention

intervient, les niveaux d'entrée et de sortie sont approxima-

tivement identiques Dans certains modes de réalisation, le si-

gnal de commande de modulation peut être soumis à un filtrage ou à une égalisation avant redressement Cette égalisation agit concuremment au filtrage ou à l'égalisation fixes ou variables utilisés dans les circuits de signal et dans les circuits de commande, pour produire une commande de modulation globale qui est extrêmement efficace pour supprimer toute commande par des composantes de signal situées dans la bande coupée, tout en interférant en même temps, aussi peu que possible, avec la commande par des composantes de signal situées dans

la bande passante.

D'autres modes de réalisation del'invention sont dé-

crits ci-après Par exemple, le signal de sortie de courant alternatif amplifié du filtre variable à bande glissante

peut être réparti sur deux ou plus de deux canaux passe-ban-

de, ces divers canaux comportant des seuils de limitation

choisis, après quoi les signaux des divers canaux sont re-

dressés et combinés pour produire un signal de commande Si l'on choisit des seuils appropriés, le circuit de commande à

courant continu du compresseur ou de l'expanseur à bande glis-

sante présente alors une caractéristique de sortie maxiiale

fonction de la fréquence, qui a pour effet de réduire au mini-

mum la commande du compresseur ou de l'expanseur par des si-

gnaux situés en dehors de la bande passante glissante.

Dans une variante utilisant seulement un unique ca-

nal de circuit de commande, un circuit d'accentuation des bas-

ses fréquences est placé dans l'amplification de commande Ce circuit est suivi d'un limiteur d'amplitude puis d'un circuit

d'accentuation des hautes fréquences Le signal de courant al-

ternatif résultant est alors redressé et filtré pour former

le signal de commande.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints,

qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des

modes de réalisation.

Sur ces dessins

la figure 1 est un exemple d'une famille de courbes repré-

sentant des caractéristiques de compression et d'expansion bi-

linéaires complémentaires;

la figure 2 est un schéma de câblage simplifié d'un compres-

seur à bande glissante de la technique antérieure;

la figure 3 est un schéma de câblage simplifié d'un expan-

seur à bande glissante de la technique antérieure;

la figure 4 est un schéma de câblage simplifié d'une modi-

fication des figures 2 et 3; la figure 5 est un schéma fonctionnel d'un compresseur a bande glissante de la technique antérieure; la figure 6 représente une famille de courbes de tonalité probatoire mettant en évidence l'effet de bande glissante du circuit des figures 2 et 4;

les figures 7 a 10 représentent une série de courbes de to-

nalité probatoire mettant en évidence les effets de la comman-

de de modulation suivant l'invention appliquée à un compres-

seur à bande glissante;

la figure il est un schéma fonctionnel d'un mode de réalisa-

tion préféré de l'invention utilisé dans un compresseur à ban-

de glissante; les figures 12 à 15 sont des schémas fonctionnels d'autres

modes de réalisation de l'invention utilisés dans des compres-

seurs à bande glissante;

les figures 16 et 17 sont des schémas fonctionnels d'un com-

presseur et d'un expanseur à bande fixe de la technique anté-

rieure; les figures 18 à 20 sont des courbes de réponse mettant en

évidence les effets de la commande de modulation suivant l'in-

vention appliquée à-un compresseur à bande glissante;

la figure 21 est un schéma fonctionnel d'un mode de réalisa-

tion préféré de l'invention utilisé dans un compresseur à ban-

de fixe, et

la figure 22 est un schéma fonctionnel d'un mode de réalisa-

tion de variante de l'invention utilisé dans un compresseur à

bande fixe.

Des exemples de caractéristiques de transfert de compression et d'expansion complémentaires bilinéaires (à une fréquence particulière) sont représentés sur la figure 1, qui indique (pour la caractéristique de compression) la partie de bas niveau à gain sensiblement constant, le seuil, la partie

dans laquelle l'action dynamique se produit, le point de ter-

minaison et la partie de haut niveau à gain sensiblement cons-

tant. Des détails d'un circuit bilinéaire à bande glissante à deux voies particulier sont représentés sur les figures 2,

3 et 4 Les modes de réalisation à bande glissante de la pré-

sente invention sont décrits en référence à ce circuit, bien que l'invention ne soit pas limitée à une utilisation dans de tels circuits Les figures 2, 3 et 4, sont respectivement identiques aux figures 4, 5 et 10 du brevet U S RE 28 426 et l'on trouvera d'autres détails desdits circuits, de leur

fonctionnement et de leur théorie dans ce brevet U S La fi-

gure 5 est un schéma fonctionnel du circuit de la figure 2

(avec ou sans la modification de la figure 4) La description

suivante des figures 2, 3 et 4 est extraite en grande partie

du brevet U S RE 28 426.

Le circuit de la figure 2 est spécifiquement destiné à être incorporé au canal d'enregistrement d'un magnétophone grand public, deux circuits de ce genre étant nécessaires pour un magnétophone stéréo Le signal d'entrée est appliqué sur la borne 10 à un étage à émetteur suiveur 12, qui produit un signal de faible impédance Ce signal est appliqué, en premier

lieu, par l'intermédiaire d'une voie directe principale, cons-

tituée par une résistance 14, à une borne de sortie 16, et en second lieu, par l'intermédiaire d'une voie supplémentaire, dont le dernier élément est une résistance 18 également à la borne 16 Les résistances 14 et 18 additionnent les signaux de sortie des voies principale et supplémentaire pour assurer

la loi de compression nécessaire.

La voie supplémentaire est constituée par un filtre fixe 20, par un filtre de coupure variable 22 comprenant un

transistor à effet de champ (T E C) 24 (ces éléments consti-

tuant le filtre/limiteur), et par un amplificateur 26, dont la sortie est couplée avec un limiteur ou écréteur 28 à deux diodes et avec la résistance 18 Le limiteur non linéaire supprime les surmodulations du signal de sortie dues à des signaux d'entrée croissant brusquement L'amplificateur 26

élève le signal présent sur la voie supplémentaire à un ni-

veau tel que le coude de la caractéristique du limiteur ou suppresseur de surmodulations 28, constitué par des diodes au silicium, soit effectif au niveau de signal approprié

dans des conditions transitoires Le seuil effectif du sup-

presseur de surmodulations est légèrement supérieur à celui du filtre/limiteur syllabique Les résistances 14 et 18 sont proportionnées de telle manière que le degré de compensation nécessaire de l'atténuation soit alors assuré pour le signal

présent sur la voie supplémentaire.

La sortie de l'amplificateur 26 est également couplée

avec un amplificateur 30, dont le signal de sortie est redres-

sé par une diode au germanium 31 et intégré par un filtre de

lissage 32 pour produire la tension de commande du T E C 24.

On utilise deux filtres PRC (résistance-ca Dacité) simples mais on courrait éc Oalement utiliser des filtres LC (inductance-ca Dacité) ou LCR inctanaecapacité-résistance) équivalents Le filtre fixe 20 comporte une fréquence de coupure de 1700 Hz (maintenant 1500 Hz), au-dessous de laquelle une compression décroissante se produit Le filtre 22 comprend un condensateur série 34 et une résistance shunt 36 suivis d'une résistance série 38 et du T E C 24, dont la maille source-drain est connectée comme une résistance shunt Dans des conditions de repos, avec un signal nul sur la grille du T E C 24, celui-ci est bloqué et présente une impédance pratiquement infinie; la présence de la résistance 38 peut alors être ignorée; la fréquence de coupure du filtre 22 est ainsi de 800 Hz (maintenant 750 Hz)

ce qui, on le remarquera, est notablement inférieur à la fré-

quence de coupure du filtre fixe 20.

Lorsque le signal présent sur la grille croit suffisam-

ment pour que la résistance du T E C tombe à moins de, par exemple, 1 K (kilohm), la résistance 38 shunte effectivement

la résistance 36 et la fréquence de coupure s'élève, en ré-

trécissant notablement la bande passante du filtre L'éléva-

tion de la fréquence de coupure est, bien entendu, un effet progressif. L'utilisation d'un T E C est avantageuse car, dans une gamme limitée convenable d'amplitude de signal, un tel dispositif se comporte essentiellement comme une résistance

linéaire (quelle que soit la polarité du signal) dont la va-

leur ohmique est déterminée par la tension de commande appli-

quée à la grille.

La résistance 36 et le T E C sont reliés en retour à une prise réglable 46 d'un diviseur de tension, qui comprend une diode au germanium 48 à compensation thermique La prise

46 permet d'ajuster le seuil de compression du filtre 22.

L'amplificateur 26 comprend des transistors complé-

mentaires, qui assurent une forte impédance d'entrée et une faible impédance de sortie Etant donné que l'amplificateur excite le limiteur à diodes 28, une impédance de sortie finie est nécessaire et est assurée par une résistance de couplage 50 Les dioses 28 sont, comme décrit précédemment, des diodes au silicium et présentent un coude brusque aux environs

d'un demi volt.

Le signal appliqué au limiteur et, par conséquent, à la résistance 18, peut être cour L-circuité à la masse par un

interrupteur 53 lorsqu'il est nécessaire de mettre le compres-

seur hors d'action.

L'amplificateur 30 est constitué par un transistor NPN

muni d'un réseau à constante de temps d'émetteur 52, qui assu-

re un gain accru aux hautes fréquences Des fréquences élevées

avec une forte intensité de signal (par exemple un coup de cym-

bale) entraînent en conséquence un rétrécissement rapide de la bande dans laquelle la compression a lieu, afin d'éviter une

distorsion du signal.

L'amplificateur est couplé avec le filtre de lissage 32 par l'intermédiaire de la diode redresseuse 31 Le filtre comprend une résistance série 54 et un condensateur shunt 56 La résistance 54 est shuntée par une diode au silicium 58 qui permet une charge rapide du condensateur 56 pour une attaque brusque, concurremment à un bon lissage ou filtrage dans des conditions de régime permanent La tension aux bornes du condensateur 56 est appliquée directement à la grille

du T E C 24.

Un schéma de càblage complet de l'expanseur complé-

mentaire est donné sur la figure 3, mais une description com-

plète de ce schéma n'est pas nécessaire car le circuit est sensiblement identique à la figure 2; en conséquence, les valeurs des composants sont, 2 our la plupart, omises sur la

figure 3.

Les différences entre les figures 2 et 3, sont les suivantes:

Sur la figure 3, la voie supplémentaire tire son si-

gnal d'entrée de la borne de sortie 16 a, l'amplificateur 26 a est inverseur, et les signaux combinés par les résistances

14 et 18 sont appliqués à l'entrée (base) de l'étage à émet-

teur suiveur 12, dont la sortie (émetteur) est couplée avec la borne 16 a Pour assurer une faible impédance d'excitation, la borne d'entrée i Qa est couplée avec la résistance 14 par

l'intermédiaire d'un étage à émetteur suiveur 60 Des mesu-

res convenables doivent être prises pour empêcher l'appari-

tion d'une polarisation dans l'expanseur.

On a rendu inverseur l'amplificateur 26 a en adoptant comme sortie pour celui-ci l'émetteur du second transistor

( PNP) au lieu de son collecteur Cette modification consis-

te à faire passer la résistance de 10 K, 62 (figure 3) du

collecteur à l'émetteur (figure 4), ce qui assure automatique-

ment une impédance de sortie convenable pour l'excitation du limiteur En conséquence, la résistance 50 est supprimée sur

la figure 3.

Il est à noter qu'il est important, lors de l'aligne-

ment d'un dispositif de réduction de bruit complet, d'avoir

des niveaux de signaux égaux sur les émetteurs des transis-

tors 12, tant dans le compresseur que dans l'expanseur Des

bornes de mesure 14 sont représentées connectées à ces émet-

teurs. La figure 4 représente un circuit préféré destiné à remplacer le circuit compris entre les points A, B et C sur les figures 2 et 3 Lorsque le T E C 24 est bloqué, le second réseau RC, 22, est inopérant et le premier RC, 20,

détermine alors la réponse de la voie supplémentaire Le cir-

cuit perfectionné combine les avantages de phase résultant

du fait qu'une unique section RC se trouve dans des condi-

tions de repos avec les caractéristiques d'atténuation de

12 d B par octave d'un filtre RC à deux sections dans des con-

ditions de signal.

Dans le circuit pratique utilisant des T E C du type MPF 104, la résistance de 39 K, 36 a, est nécessaire pour produire une impédance de source finie destinée à agir dans le T E C De cette manière, le rapport de compression à toutes les fréquences et à tous les niveaux est-maintenu à une valeur maximale d'environ 2 La résistance de 39 K, 36 a, assure la même fonction de limitation du rapport de compression dans le circuit perfectionné que la résistance 36 dans le circuit des figures 2 ou 3 En outre, cette résistance offre une voie

basse-fréquence au signal.

Certains détails des circuits des figures 2, 3 et 4 ont évolué au cours des ans et des formes plus modernes de ce

circuit ont été publiées et sont bien connues dans la techni-

que Référence est faite au circuit spécifique du brevet U S.

RE 28 426 pour la commodité de la présentation.

La figure 5 est un schéma fonctionnel représentant les

principaux éléments du compresseur des figures 2 et 4 Le cir-

cuit de combinaison 15 représente les résistances de combinai-

son 14 et 18 des figures 2 et 3.

L'effet de bande variable du dispositif à bande glis-

sante est visible sur la figure 6, qui représente une réponse

de tonalité probatoire réelle d'un enregistreur de graphi-

ques, obtenue à partir du circuit de la figure 2, avec incor-

poration de la figure 4 On a représenté l'effet de bande va-

riable en traçant la réponse en fréquence du compresseur au moyen d'une tonalité probatoire de bas niveau (dont le niveau

est inférieur au seuil du compresseur) en présence d'un si-

gnal de haut niveau; la tonalité probatoire est détectée à

la sortie du compresseur au moyen d'un filtre de poursuite.

Le signal de haut niveau provoque le fonctionnement du cir-

cuit du compresseur, le graphique montrant l'effet sur la fré-

quence de transition du filtre.

Dans un dispositif à bande glissante suivant l'inven-

tion, l'amplitude du signal de haut niveau ou dominant qui provoque l'effet de bande glissante ne doit pas entraîner un glissement excessif et la présence d'autres signaux de haut

niveau à l'extérieur de la bande passante de la bande glissan-

te ne doit pas non plus entraîner un glissement excessif.

Par "glissement excessif", on entend ici un déplace-

ment de la fréquence de transition du filtre variable au-delà de ce qui est nécessaire pour produire une caractéristique de

compresseur à bande glissante évitant une accentuation des si-

gnaux dominants au-dessus d'un niveau de référence La valeur absolue du niveau de référence est choisie par le concepteur

du dispositif, mais elle est généralement inférieure d'envi-

ron 10 d B aux niveaux les plus élevés normalement utilisés.

La figure 7 représente une autre famille de courbes de tonalité probatoire réelles d'enregistreur de graphiques pour Je cas d'un circuit de compresseur à bande glissante de

conception analogue à celui de la figure 2 (y compris la modi-

fication de la figure 4) mais avec un gain à bas niveau de 8 d B et une fréquence de repos du filtre de 800 Hz Le niveau de la tonalité probatoire est situé à 40 d B au-dessous de celui du compresseur Des courbes sont tracées pour un signal à Hz à des niveaux de -20, -10, 0, + 10 et + 20 d B, o O d B est le niveau de référence On a également représenté une courbe correspondant à l'absence de signal à 100 Hz Les courbes d'enregistrement graphique correspondant à -10, 0, + 10 et + 20 d B partent toutes d'environ 200 Hz Il en est de même en ce qui concerne la figure S Sur les figures 9 et 10, on a également représenté des courbes pour la condition d'absen-

ce de signal.

Pour revenir à la fijure 7, théoriquement, il ne de- vrait pas se produire de glissement en réponse à un signal à Hz car celui-

ci est situé largement à l'extérieur de la

bande passante du circuit à sa plus basse fréquence (repos).

Néanmoins, à mesure que le niveau du signal à 100 Hz s'élève, la bande glisse vers le haut Il est inutile que les courbes à -10, 0, + 10 et + 20 d B glissent plus loin que la courbe à -20 d B, cela afin d'éviter toute accentuation appréciable du signal à 100 Hz Le glissement inutile à deux effets: a) un effet de réduction de bruit appréciable disparaît (au cours de la reproduction) du fait qu'aucune accentuation ne se produit à des fréquences auxquelles, autrement, cet effet interviendrait et

b) lorsque l'amplitude du signal à 100 Hz varie, elle peut mo-

duler des signaux à des fréquences plus élevées, étant donné que la bande glissante varie également sous sa commande, ce qui se traduit par une reconstitution incorrecte éventuelle du signal par l'expanseur si le canal d'enregistrement ou de transmission a une réponse en fréquence irrégulière au voisinage

de 100 Hz.

La figure 8 représente une famille de courbes de tona-

lité probatoire réellesd'enregistreur de graphiques pour le

même circuit mais avec addition d'un circuit de commande de mo-

dulation, comme décrit plus loin Il ne se produit pratiquement pas de glissement pour les mêmes niveaux du signal à 100 Hz que ceux de la figure 7 Le compresseur à bande de glissement

est pratiquement immunisé contre des signaux forts à l'exté-

rieur de sa bande passante Sa réponse de bande glissante est sensiblement la même que sa réponse au-dessous du seuil en

l'absence de signaux dominants.

L'effet de la commande de modulation pour les com-

* presseurs à bande glissante est en outre représenté par les figures 9 et 10, qui sont également des courbes de tonalité probatoire réelles d'enregistreur de graphiques relevées au

moyen du même circuit et avec le même niveau de tonalité pro-

batoire que dans le cas des figures 7 et 8 Dans ce cas,

l'effet d'un signal dominant à 800 Hz, fréquence qui est com-

prise dans la zone active désirée du circuit, est représenté.

Théoriquement, le glissement n'a besoin de s'effectuer que dans une mesure propre à ne pas accentuer le signal à 800 Hz au-dessus du niveau de référence de O d B Ainsi par-exemple, dans la réponse de la figure 9, sans commande de modulation, le glissement produit par le signal à 800 Hz aux niveaux de -10, 0, + 10 et + 20 d B est excessif La figure 10 représente

la réponse du circuit avec commande de modulation: le glis-

sement à O d B et au-dessus est fortement réduit L'effet est progressivement réduit pour les bas niveaux de signal mais il est observable dans une certaine mesure au niveau de signal de -10 d B. La figure 11 représente sous une forme générale un

mode de réalisation préféré de la commande de modulation sui-

vant l'invention, utilisé dans un dispositif à bande glissan-

te bilinéaire à deux voies Dans la mesure du possible, on a conservé les mêmes références numériques sur la figure 5 pour

désigner des éléments identiques ou fonctionnellément analogues.

Les courbes de réponse de tonalité probatoire des figures 7 à

sont tirées d'un dispositif à bande glissante essentielle-

mient tel que représenté sur la figure 11, les éléments de sous-

circuits de commande de modulation indiqués dans le cadre en trait interrompu 100 étant éliminés du circuit pour les courbes de réponse sans commande de modulation Pour les besoins de

l'explication, on peut mentionner ici que les détails du cir-

cuit de la figure 11 sont sensiblement les mêmes que ceux du

circuit des figures 2 et 4 Le circuit peut être modifié, com-

me décrit précédemment, sans que cela affecte le fonctionnement

fondamental du sous-circuit de commande de modulation.

Comme représenté sur la figure 11, le sous-circuit de commande de modulation tire un signal de courant continu de commande de l'entrée du circuit représenté sur cette figure (ou, si l'on préfère, de la sortie du circuit de com- binaison 15) par l'intermédiaire d'un amplificateur 30 ', d'un

redresseur 31 ' et d'un circuit de lissage ou de filtrage 32 a'.

Un potentiomètre 102 est représenté pour indiquer que le si-

gnal provenant du circuit de filtrage 32 a' est à gain con-

trôlé En pratique, le gain est généralement ajusté à l'avan-

ce lors du montage Un circuit de combinaison 33 retranche le signal produit par le sous-circuit 100 du signal-de commande

principal produit au moyen de l'amplificateur 30, du redres-

seur 31 et du circuit de filtrage 32 a.

Le circuit de filtrage de la figure 11 est fractionnéen

deux étages afin de réduire au minimum le coût de ses compo-

sants Ainsi, par exemple, les blocs 32 a et 32 a# peuvent être identiques et chacun d'eux peut comprendre seulement une unique section de filtre RC, tandis que le bloc 32 b, qui assure un filtrage supplémentaire du signal de commande com-

biné, comprend une autre section de filtre RC.

Les signaux sont redressés en courant continu (par les redresseurs 31 et 311) avant d'être combinés par le circuit 33 afin d'éviter l'ambigulté de polarité qui se produirait si des signaux de courant alternatif étaient combinés puis redressés (en effet avec des signaux de courant

alternatif, il y aurait deux états stables possibles).

Le montage correspondant au mode de réalisation de la figure 11 fournit donc un niveau de référence pour la stabilisation du signal de courant continu de commande, niveau de référence qui varie dynamiquement avec le niveau du signal d'entrée, ce qui produit un décalage ou une transposition d'une partie de l'action dynamique du filtre variable vers une région de niveaux déterminée par le niveau de référence Le montage fonctionne de manière à maintenir l'amplitude maximale de signaux dominants présents sur la voie secondaire de réduction de bruit égale à une fraction

constante du signal d'entrée aux niveaux de signal élevés.

Le niveau relatif à la sortie du sous-circuit de commande de modulation 100 est choisi de manière à réduire au minimum l'effet de glissement en réponse à des signaux extérieurs

à la bande passante de la bande glissante.

Bien que le mode de réalisation de la figure 11

fonctionne efficacement lorsque le signal d'entrée du sous-

circuit de commande de modulation 100 est tiré du signal d'entrée (ou de sortie) à large bande, d'autres montages, donnant une mesure de niveaux de signal à l'extrémité

supérieure de la gamme dynamique, sont possibles Par exem-

ple, on obtient quelques effets de commande de modulation, même si le signal d'entrée du sous-circuit 100 est tiré de la sortie du filtre passebande 20 Idéalement, on utilise

une égalisation dans les amplificateurs 30 et 30 ' pour op-

timiser les effets de commande de modulation globaux (commande par des composantes de bande passante/par des composantes

de bande coupée), compte tenu des effets de réponse en fré-

quence combinés des filtres 20, 22 et de l'égalisation uti-

lisée dans l'amplificateur de commande 26.

Lorsque l'invention est appliquée à des disposi-

tifs montés en série comme décrit dans le brevet belge 889 428, on peut utiliser un unique sous-circuit de commande de modulation pour fournir un signal de référence à chaque

étage Un tel circuit tire avantageusement son signal d'en-

trée de la sortie du dernier étage de compresseur, lorsque les étages en série sont disposés dans l'ordre préféré, dans lequel c'est le premier étage qui présente -le seuil de niveau le plus élevé Du fait que le signal de référence est tiré de la sortie, l'étage ou les étages de bas niveau sont soumis à l'effet de commande de modulation à des niveaux de signal moins élevés, ce qui augmente l'efficacité de l'action

de commande de modulation.

Comme décrit précédemment, il est également pos-

sible d'assurer la commande de modulation de circuits à bande glissante par des moyens autres que la dérivation d'une référence du signal de commande à partir du signal d'entrée (ou de sortie) Un ou plusieurs signaux de commande peuvent être tirés de la sortie du filtre variable et être limités de manière à assurer des résultats analogues à ceux qu'on

obtient avec le mode de réalisation comportant une atténua-

tion de la figure 11; le résultat essentiel reste le même, à savoir de désensibiliser l'action de modification dynamique du circuit aux niveaux de signal élevés situés dans la bande coupée' Les figures 12,13 et 14 visent de tels modes de

réalisation utilisant une limitation.

Dans le mode de réalisation de la figure 12, le moyen générateur de signaux de commande (blocs 30, 31 et 33 de la figure 5) est subdivisé par des amplificateurs 30, 116 et 124 et par des filtres 110, 118 et 126 en trois voies, à savoir une voie haute-fréquence, une voie moyennefréquence et une voie basse-fréquence Chaque voie comprend un limiteur ( 112, 120, 128) qui présente un seuil établi à l'avance Les limiteurs peuvent être des diodes dos à dos telles que les diodes 28 de la figure 2 Pour un compresseur acoustique de fréquence élevée assurant une performance sensiblement telle que représentée sur les figures 7 à 10, les fréquences des filtres peuvent être, par exemple, les suivantes: filtre

126, 200 Hz (passe-bas); filtre 118, 200 à 800 Hz (passe-

bande) et filtre 110, 800 Hz (passe-haut) Les signaux de sortie respectifs des trois limiteurs sont redressés par des redresseurs respectifs 114, 122 et 130, puis ces signaux sont combinés (ou font l'objet d'une sélection de valeur maximale) et appliqués à un réseau de filtrage 32 Selon une variante, les fonctions de limitation peuvent intervenir après le redressement En fonctionnement, les limiteurs de bandes basse-fréquence et moyenne-fréquence sont réglés de manière à réduire au minimum les effets de glissement exercés par des signaux extérieurs à la bande passante La voie

haute-fréquence peut n'exiger qu'un faible degré de limita-

tion, ou même n'exiger aucune limitation, et l'on peut amé-

liorer la commande effectuée par cette voie en associant à l'amplificateur 3 e une accentuation des fréquences élevées,

comme représenté par le bloc 52.

La figure 13 représente un autre mode de réali-

sation de circuit de commande fractionné en plusieurs voies.

Dans l'exemple représenté, on utilise deux voies, à savoir une voie hautefréquence et une voie basse-fréquence La voie haute-fréquence est sensiblement la même que dans le

mode de réalisation de la figure 12, à cela près que le limi-

teur 112 est omis La voie basse-fréquence comporte un am-

plificateur 132 muni d'un réseau 134 d'atténuation des fré-

quences élevées La sortie de cet amplificateur est reliée à un filtre passe-bas 136 et à un limiteur 138 Le seuil du limiteur est choisi concurrement aux caractéristiques des divers filtres et amplificateurs, de manière à assurer la meilleure immunité possible contre une commande de la bande de glissement par des signaux de bande coupée Les signaux présents sur les deux voies sont redressés par des redresseurs

114 et 140 et combinés à l'entrée du circuit de filtrage 32.

Une variante simplifiée du mode de réalisation de la figure 13 est représentée sur la figure 14 Le filtre passe-haut 110, le filtre passebas 136 et le réseau 134 d'atténuation des fréquences élevées de l'amplificateur 132 sont supprimés Le réseau de préaccentuation des fréquences élevées 52 ' de l'amplificateur 30 est modifié par rapport au réseau 52 de telle manière que l'accentuation des hautes

fréquences devienne effective à une fréquence plus élevée.

En conséquence, seule la voie à large bande contenant l'am-

plificateur 132 transmet des signaux basse-fréquence (con-

jointement avec des signaux haute-fréquence) Le seuil du limiteur 138 est ajusté concurrement aux caractéristiques d'accentuation des fréquences élevées du réseau 52 ' pour réduire au minimum l'effet sur le glissement de signaux

de bande coupée.

La figure 15 représente un mode de réalisation comportant un circuit de commande à une seule voie, qui comprend un amplificateur 141 sensible à la fréquence, muni

d'un réseau 142 d'accentuation des basses fréquences, am-

plificateur qui est suivi d'un limiteur 144 et d'un autre amplificateur 146 muni d'un réseau 148 d'accentuation des fréquences élevées En fonctionnement, la partie basse-fréquence du spectre, qui tend à provoquer un glissement indésirable est tout d'abord accentuée, puis limitée Le limiteur 144 est de préférence syllabique et possède son propre circuit en boucle fermée comprenant un amplificateur, un redresseur, un circuit de filtrage et un élément à gain contrôlé (tels

que les blocs 276, 280, 282, et 270 de la figure 17) Liam-

plificateur 146, qui est muni d'un réseau 148 d'accentuation des fréquences élevées, rétablit toute préaccentuation des hautes-fréquences éventuellement nécessaire Le signal de sortie de l'amplificateur 146 est ensuite redressé et filtré, respectivement, par les blocs 114 et 32 Dans ce circuit de commande à une seule voie, les composantes de signal de haut niveau de bande coupée sont notablement réduites au

point de redressement 114.

Pour plus de commodité et par souci de simplicité, les modes de réalisation à bande glissante ont été décrits en relation avec une configuration particulière de compresseur à bande glissante L'invention est également applicable à des expanseurs sans modification des circuits de commande de voie supplémentaire de réduction de bruit représentés dans

les modes de réalisation des figures il à 14 Dans les dis-

positifs de réduction de bruit utilisant des compresseurs et des expanseurs, il est préférable d'appliquer la commande

de modulation suivant l'invention à ces deux types de dispo-

sitifs pour assurer la complémentarité L'invention est en outre également applicable à des circuits à bande glissante basse-fréquence, dans lesquels l'action de compression et d'expansion est conçue de manière à se produire dans la région

des basses-fréquences.

La figure 16 représente un schéma fonctionnel d'une configuration comprenant un compresseur et un expanseur

bilinéaires à deux voies à bande fixe Les aspects fondamen-

taux de ce montage sont décrits dans les brevets U S 3846 719 et 3 903 485 et dans le Journal of the Audio Engineering

Society, Vol 15, No 4, octobre 1967, pages 383 à 388.

Dans le mode de réalisation connu de la figure 16, les réseaux 250 de la voie supplémentaire fournissent quatre bandes Les bandes 1, 3 et 4 comportent des filtres d'entrée à 12 d B/octave classiques S un filtre passe-bas à 80 Hz, 252 à l'entrée de la bande 1, un filtre passe-haut à 3 Hz, 254 à l'entrée de la bande 3 et un filtre passe-haut à 9 k Hz, 256 à l'entrée de la bande 4 Chacun de ces filtres est suivi d'un étage d'isolement à émetteur suiveur 258 La bande 2 a une réponse en fréquence qui est complémentaire

de celle des bandes 1 et 3 On obtient cette réponse en addi-

tionnant (dans l'additionneur 260) les signaux de sortie des

étages à émetteur suiveur 258 des bandes 1 et 3 et en retran-

chant le signal-somme ainsi obtenu du signal d'entrée total (dans le soustracteur 262) Le signal de sortie de l'étage à émetteur suiveur 258 de chaque bande et le signal de sortie du soustracteur 262 sont appliqués à des limiteurs respectifs 264 et 264 ' Les limiteurs 264 et 264 ' sont identiques à cela

près que les limiteurs 264 ' des bandes 1 et 2 sont des cons-

tantes de temps doubles de celles des limiteurs 264 des bandes 3 et 4 Les signaux de sortie des bandes 1 à 4 sont combinés

avec le signal de la voie principale dans un combinateur 266.

Le signal de sortie du compresseur est appliqué à un canal bruyant pour transmission à l'expanseur complémentaire, dans lequel les signaux de sortie de réseaux de voie supplémentaire identiques sont retranchés du signal d'entrée pour-assurer

l'obtention de la caractéristique d'expansion complémentaire.

La figure 17 représente d'autres détails des li-

miteurs 264 et 264 ' Chacun d'eux comprend un atténuateur

270 à T E C, qui fonctionne en réponse à un signal de com-

mande Le signal de sortie de cet atténuateur est amplifié par un amplificateur de signal 272, dont le gain est ajusté

de manière à assurer le gain de signal de bas niveau désiré.

Les signaux de sortie de toutes les bandes sont combinés avec le signal principal de manière à produire un signal de

sortie de bas niveau du compresseur, signal qui est unifor-

mément supérieur de 1 d B au signal d'entrée jusqu'à 5 k Hz environ, fréquence au-dessus de laquelle le niveau s'élève

progressivement pour atteindre 15 d B à 15 k Hz.

L'atténuateur à T E C est commandé par un sous- circuit générateur de signal de commande, qui assure un

seuil de compression inférieur de 40 d B au niveau de fonc-

tionnement de crête Le sous-circuit de commande comprend

un amplificateur de signal de commande 270, suivi d'un divi-

seur de phase 278, qui excite un redresseur des deux alter-

nances 280 Le courant continu résultant est appliqué à un réseau de filtrage 282, à la sortie duquel apparatt le signal de commande Le réseau 282 comprend un pré-intégrateur RC, un étage à émetteur suiveur et un intégrateur RC final qui fonctionnent conjointement avec des diodes, de telle

manière que le pré-intégrateur et l'intégrateur final pré-

sentent tous deux des caractéristiques non linéaires produi-

tes par les diodes Des variations importantes et rapides de l'amplitude du signal sont transférées rapidement, tandis que de faibles variations sont transférées lentement Cette action de filtrage dynamique produit des résultats optimaux en ce qui concerne les effets de modulation, la distorsion à basse fréquence et les composantes de distorsion engendrées par le signal de commande Le circuit assure à la fois un

rétablissement rapide et une faible distorsion des signaux.

La figure 18 représente un tracé de réponse cor-

respondant à un enregistrement de graphique réel, au-dessous du seuil de compression d'un compresseur à bande fixe ayant un gain à bas niveau de 8 d B et une fréquence de filtre de bande de 800 Hz (passe-haut) Une accentuation est assurée dans la zone de fréquence active du dispositif (déterminée par la fréquence d'angle de 800 Hz) jusqu'à des niveaux

d'environ -10 d B (par rapport à un niveau de référence de O d B).

La figure 19 montre l'effet qui s'exerce sur la compression lorsqu'un signal de niveau élevé (+ 10 d B) est

présent à 100 Hz, ce qui est largement inférieur à la fré-

quence d'angle de filtre de 800 Hz Le fort signal de 100 Hz

situé dans la bande coupée bloque effectivement le com-

presseur et empêche toute compression dans la bande passante.

En conséquence, la réduction de bruit désirée dans la bande passante n'est pas obtenue En outre, si le signal à 100 Hz est intermittent, il se produit dans la bande passante une compression sporadique, tandis que le signal de 100 Hz, qui commande l'apparition et la disparition de cette compression, provoque une modulation du bruit et/ou une modulation du signal. La figure 20 représente l'effet de l'addition d'un sous-circuit de commande de modulation, décrit plus loin, à un circuit à bande fixe Une compression est rétablie dans la zone de bande passante même en présence du fort signal (+ 10 d B) à 100 Hz Le sous-circuit de commande de modulation immunise efficacement le circuit à bande fixe contre le fort

signal de bande coupée.

La figure 21 représente sous une forme générale

le mode de réalisation préféré de l'invention dans son appli-

cation à l'une des bandes d'un compresseur bilinéaire à deux voies à bande fixe du type décrit plus haut en référence à la figure 16 Deux additions ont été faites au circuit pour assurer la commande de modulation Un sous-circuit de commande de modulation 198, analogue à celui du mode de réalisation à bande glissante de la figure 11 est prévu; il comprend un redresseur 208 ' et un premier étage de filtrage 210 a' La commande de modulation peut facultativement être assurée à partir de la sortie du compresseur Les éléments 208, 208 ' peuvent être identiques (mais séparés) de même que les éléments 210 a, 210 at Le niveau du signal de commande de modulation

provenant du circuit de filtrage 210 a' est ajusté par l'atté-

nuateur 212 ou un autre moyen convenable quelconque et est combiné par le circuit 214 en opposition de polarité avec le signal de courant continu de commande de bande coupée provenant du circuit de filtrage 210 a En outre, le signal de sortie de l'ensemble en série comprenant l'amplificateur VCA 204 et l'amplificateur 206 est appliqué à un filtre 216 ayant de préférence la m 8 me fréquence d'angle que le filtre 202, bien que cela ne soit pas essentiel: les graphiques comparatifs des figures 19 et 20 ont été réalisés

avec un simple filtre 216 passe-bas à 3 k Hz, à 6 d B/octave.

Néanmoins le filtre 216 devrait idéalement présenter une caractéristique de coupure relativement raide, par exemple de 12 d B ou 18 d B par octave (ce qui serait le cas par

exemple avec un filtre bipolaire ou tripolaire), avec sensi-

blement la même fréquence de coupure que le filtre 202 Le signal de sortie du filtre 216 est redressé et lissé par les blocs 218 et 220, pour former le signal de commande situé dans la bande passante Le filtrage assuré par les blocs 210 a, 210 a' et 210 a" peut être un filtrage d'étage

préliminaire suivi d'un filtrage supplémentaire dans le cir-

cuit 210 b Le signal de sortie du canal des filtres de bande est appliqué à un sélecteur de maximum 222, qui reçoit à son autre entrée, à partir de la sortie du combinateur 214, le signal de commande de bande coupée, luimême à commande de modulation Sous sa forme la plus simple, le sélecteur de maximum comprend deux diodes qui laissent passer le plus fort des deux signaux d'entrée; dans des circuits plus élaborés, on utilise des amplificateurs opérationnels pour éliminer les chutes de tension à travers les diodes et pour

augmenter la précision.

En fonctionnement, les signaux situés dans la bande coupée sont soumis à l'action du sous-circuit 198 s'il

n'y a pas de signaux dominants à l'intérieur de la bande pas-

sante dans laquelle on désire que se produise l'action de compression Ainsi, bien qu'un signal fort, tel que le signal précité de + 10 d B à 100 Hz, provoque la génération d'un fort signal de commande par les blocs 208 et 210 a (ainsi que 21 eb),

ce signal de commande est atténué par le signal du sous-

circuit de commande de modulation, de sorte que le gain de l'amplificateur VCA 204 ntest pas abaissé, ce qui provoquerait une suppression de la compression dans la bande passante En revanche, si un signal de 100 Hz apparatt dans la région de niveaux de -20 d B, l'effet d'atténuation est considérablement réduit et le signal de commande de bande coupée commande alors de manière appropriée l'action du compresseur chaque fois que les conditions des signaux sont telles que le signal

de commande de bande passante ne commande pas le compresseur.

Si des signaux forts sont présents dans la bande passante de la zone active, à la sortie du canal du filtre pointu, le circuit de commande de bande passante commandera le sélecteur de maximum et permettra à l'amplificateur VCA de réagir en conséquence. Le niveau du sous-circuit de commande de modulation par rapport à l'entrée ou à la sortie est ajusté de manière à fournir un signal de référence dynamique (par rapport à l'entrée) d'un niveau suffisant pour assurer une immunité substantielle de l'action du compresseur contre des signaux

situés largement à l'extérieur de la bande passante.

Les commentaires qui ont été faits ci-dessus en ce qui concerne les amplificateurs de commande égalisée et de commande de modulation en référence à des circuits à bande glissante sont également applicables à des modes de réalisation à bande fixe Par exemple, si on le désire, on peut insérer des ensembles filtre/égaliseur 224 et 226 dans les chemins respectifs aboutissant aux redresseurs 208 ' et 208 Toutefois,

les opportunités de faire agir avantageusement une caracté-

ristique fonction de la fréquence donnée à l'encontre d'une autre sont moins nombreuses dans le cas des bandes fixes que dans celui des bandes glissantes; en fait, c'est pour cette raison qu'un circuit de commande supplémentaire est nécessaire

dans le cas des bandes fixes (trois circuits contre deux).

Il est également possible d'assurer une commande de modulation de circuits à bande fixe par des moyens autres que celui qui consiste à tirer une référence de signal de commande su signal d'entrée (ou de sortie) du compresseur ou de l'expanseur Un ou plusieurs signaux de commande peuvent être tirés de la sortie de l'élément contrôlable (atténuateur ou amplificateur VCA) et peuvent alors être limités de manière à assurer des résultats analogues à

ceux que permet d'obtenir le mode de réalisation à atténua-

tion de la figure 21 La figure 22 vise de tels modes de

réalisation à limitation.

Dans le mode de réalisation de la figure 22, le moyen générateur de signaux de commande (blocs 276, 278, 280 et 282 de la figure 17) est fractionné en deux voies, dont l'une comporte un amplificateur 228, un filtre de coupure brusque 216 (comme dans le mode de réalisation de la figure 21)

et un redresseur 218, tandis que l'autre comporte un am-

plificateur 230, un limiteur 232 et un redresseur 218 ' Le seuil du limiteur 232 (qui peut être constitué par exemple

par des diodes dos à dos) est choisi tel que l'effet de li-

mitation commence à des niveaux relativement élevés, à savoir sensiblement aux mêmes niveaux que ceux auxquels le signal de sortie du combinateur 214 commence à devenir prédominant dans le mode de réalisation de la figure 21 Les signaux de sortie respectifs des redresseurs 218 et 2181 peuvent Otre combinés et appliqués à un circuit de filtrage 210, dont le signal de sortie est appliqué, en tant que signal de commande, à l'amplificateur VCA 204, ou bien les sorties desdits redresseurs peuvent être reliées à un circuit de sélecteur de maximum (tel que le bloc 222 de la figure 21), ou encore constituer eux-m 4 mes un tel circuit, le signal de sortie

de celui-ci étant appliqué au réseau de filtrage 210.

En service, le mode de réalisation de la figure 22 fonctionne sensiblement de la même manière que celui

de la figure 21.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Montage permettant de modifier la gamme dynamique d'un signal d'entrée, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit sélectif en fréquence déterminant

une bande passante de fréquence dans laquelle la modifi-

cation de la gamme dynamique s'effectue; et un moyen de modification dynamique pour effectuer une modification dynamique progressive de composantes de signal contenues dans cette bande passante, ou pour roduire un glissement progressif de ladite bande passante de fréquence, moyennant quoi la gamme dynamique est modifiée, l'action dynamique dudit moyen de modification dynamique étant sensible à des niveaux croissants de la combinaison additive linéaire des composantes de signâl de bande passante et des composantes de signal de bande coupée à l'intérieur du montage et l'action dynamique dudit moyen de modification dynamique devenant moins sensible aux composantes de signal de bande

coupée pour les signaux d'entrée de haut niveau.

2. Montage suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moyen de modification d'action dynamique comprend un dispositif à gain variable ou à perte variable, ou encore un filtre variable, dont l'action dynamique

variable est commandée par un circuit de commande.

3. Montage suivant la revendication 2, caracté-

risé en ce que le circuit de commande comprend des moyens antagonistes capables, en réponse à des composantes de signal de bande coupée, de contrecarrer, respectivement, la modification dynamique progressive, ou le glissement

progressif, aux niveaux du signal d'entrée élevés.

4. Montage suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que lesdits moyens antagonistes comprennent un moyen de traitement non linéaire desdites composantes de

signal de bande coupée.

5. Montage suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que lesdits moyens antagonistes comprennent un

sous-circuit pour engendrer un signal de référence d'atté-

nuation en tant que composante des signaux auxquels le circiit de commande-est sensible, ledit signal de référence fournissant une information au moins aux niveaux de signal

d'entrée, élevés, ladite information étant telle que l'ef-

fet de composantes de signal de bande coupée présentes dans le circuit de commande est réduit aux niveaux de signal

d'entrée élevés.

6. Montage suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que le circuit de commande comprend au moins un limiteur et un élément de circuit sélectif en fréquence, l'agencement étant tel que le ou les limiteurs agissent de façon préférentielle sur des signaux de bande coupée, de telle manière que l'effet de composantes de signal de bande coupée soit réduit dans le circuit de commande aux

niveaux de signal d'entrée élevés.

7. Montage suivant l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une caractéristique bilinéaire composée d'une partie de bas niveau à gain sensiblement constant jusqu'à un seul, d'une partie de niveau intermédiaire, supérieure au seuil, à gain variable, assurant un rapport de compression ou un rapport d'expansion maximaux, et d'une partie de haut niveau à gain sensiblement constant différent du gain de

la partie de bas niveau, ou une caractéristique uni-

linéaire, dans laquelle la partie de bas niveau est éga-

lement à gain variable.

8 Montage suivant l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est bilinéaire et constitue un circuit à deux voies, comprenant une voie principale linéaire par rapport à la gamme dynamique, un circuit de combinaison dans ladite voie principale, et une voie supplémentaire, dont l'entrée est connectée à l'entrée ou à la sortie de la voie principale et dont la sortie est

connectée au circuit de combinaison, ladite voie supplé-

mentaire produisant un signal qui, au moins dans une par- tie supérieure de la bande de fréquence, accentue ou atténue le signal de la voie principal au moyen du signal de combinaison, mais qui est limité de telle manière que, dans la partie supérieure de la gamme dynamique d'entrée, le signal de la voie supplémentaire soit plus faible que

le signal de la voie principale.

9. Montage suivant la revendication 8, caractéri-

sé en ce que la voie supplémentaire présente également une caractéristique bilinéaire telle qu'aux niveaux de signal

d'entrée élevés, le niveau du signal de la voie supplémen-

taire ne soit pas inférieur à une fraction choisie du ni-

veau du signal de la voie principale.

10. Montage suivant la revendication 2, pour signaux acoustiques, caractérisé en ce que le moyen de modification de la gamme dynamique comprend un filtre variable, qui assure une accentuation ou une coupure dans une région de fréquence élevée ou basse de la bande de

signaux et qui est capable, en réponse à des signaux domi-

nants, de provoquer un glissement de sa fréquence d'angle dans un sens tendant à rétrécir la région accentuée ou coupée, et en ce que le circuit de commande comprend des moyens de redressement, de filtrage, et d'amplification

appliquant un signal de commande tiré de la sortie du fil-

tre à un dispositif à impédance commandée dudit filtre, pour provoquer le glissement de la fréquence d'angle de ce

dernier, ledit circuit de commande comprenant un sous-

circuit, qui produit un signal de référence pour atténuer le signal de commande, signal de référence niui est tiré de l'entrée ou de la sortie du montage, ledit signal de référence présentant un niveau qui varie dynamiquement

avec le niveau du signal d'entrée ou de sortie, le sous-

circuit comprenant un moyen pour ajuster le gain du signal de référence de telle manière que les effets des composan- tes de signal de bande coupée contenues dans le signal de commande soient réduits aux niveaux de signal d'entrée élevés.

11. Montage suivant la revendication 2, pour signaux acoustiques, caractérisé en ce que le moyen de

modification d'action dynamique comprend un filtre varia-

ble, qui assure une accentuation ou une coupure dans une région de fréquence élevée ou basse de la bande de signaux, et qui est capable, en réponse à des signaux dominants, de provoquer un glissement de sa fréquence d'angle dans un sens tendant à rétrécir la région accentuée ou coupée, et en ce que le circuit de commande comprend des moyens de redressement, de filtrage, et d'amplification, appliquant un signal de commande tiré de la sortie du filtre à un dispositif à impédance commandée dudit filtre pour assurer le glissement de la fréquence d'angle de ce dernier, ledit circuit de commande comprenant au mo ns un limiteur et un élément de circuit sélectif en fréquence, l'agencement

étant tel que le ou les limiteurs agissent de façon pré-

férentielle sur des signaux de bande coupée, de telle manière que les effets de composantes de signal de bande coupée soient réduits aux niveaux de signal d'entrée élevés.

12. Montage suivant la revendication 2, pour signaux acoustiques, caractérisé en ce que le moyen de modification d'action dynamique comprend un dispositif à

gain variable ou à perte variable, qui assure une idifica-

tion dynamique de signaux de bande passante, et qui est capable, en réponse à des signaux dominants, de provoquer une modification dynamique progressive, et en ce que le circuit de commande comprend un moyen appliquant un signal de commande à une entrée de commande dudit dispositif, pour assurer la modification dynamique progressive, ledit circuit de commande comportant, d'une part, un premier sous-circuit qui comprend au moins un filtre pointu offrant des caractéristiques de fréquence analogues à celles de l'élément de circuit sélectif en fréquence précité, et des moyens de redressement, de filtrage, et d'amplification, pour engendrer un premier signal; et, d'autre part, un

second sous-circuit, qui tire un second signal de la sor-

tie du dispositif à gain variable ou à perte variable pré-

cité, qui comprend des moyens de redressement, de filtrage,

et d'amplification, qui tire un troisième signal de l'en-

trée ou de la sortie du montage, et qui comprend des moyens de redressement, de filtre et d'amplification supplémentaires, ledit troisième signal constituant un signal de référence pour atténuer le second signal de manière à produire un quatrième signal, ledit signal de référence présentant un niveau qui varie dynamiquement avec le niveau du signal d'entrée ou de sortie, et ledit second sous-circuit comprenant en outre un moyen pour ajuster le gain du signal de référence de telle manière que les effets de composantes de signal de bande coupée présentes dans le troisième signal soient réduits aux

niveauxde signal d'entrée élevés, et un moyen pour appli-

quer le plus fort des premier et quatrième signaux, en tant que signal de commande, à l'entrée de commande dudit

Dispositif.

13. Montage suivant la revendication 2, pour signaux acoustiques, caractérisé en ce que le moyen de modification d'action dynamique comprend un dispositif à :48

gain variable ou à perte variable, qui assure une modifica-

tion dynamique de signaux situés dans la bande passante, et qui est capable, en réponse à des signaux dominants, de provoquer une modification dynamique progressive, et en ce que le circuit de commande comprend un moyen appliquant un signal de commande, tiré de la sortie dudit dispositif à gain ou à perte variable, à une entrée de commande de

celui-ci, pour assurer la modification dynamique progres-

sive, ledit circuit de commande comportant, d'une part, un premier souscircuit, qui comprend au moins un filtre

pointu offrant des caractéristiques de fréquence analo-

gues à celles de l'élément de circuit sélectif en fréquence

précité et des moyens de redressement, doe filtrage et -

d'amplification;-et, d'autre part, un second sous-circuit-

caractérisé par au moins un limiteur et un élément*de circuit sélectif en fréquence, l'agencement étant tel que le ou les limiteurs agissent de façon préférentielle sur des signaux de bande coupée de telle manière que les effets de composantes de signal de bande coupée soient réduits

aux niveaux de signal d'entrée élevés.