FR2800965A1

FR2800965A1 - Video conference microphone construction having assembly with two spaces forward space holding microphone capsule/inputting sound and rear open space forward space open.

Info

Publication number: FR2800965A1
Application number: FR9914028A
Authority: FR
Inventors: Andre Gilloire; Bernard Debail
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: FR2800965B1

Abstract

The microphone assembly has a microphone holder with two compartments (A,B). The forward compartment holds the microphone (30) capsule and inputs sound. The rear module (21) is a free space volume open to the first volume.

Description

La présente invention concerne un microphone ainsi qu'un ensemble microphonique qui est équipé d'un tel microphone. The present invention relates to a microphone and a microphone assembly which is equipped with such a microphone.

A l'heure actuelle, les systèmes de prise de son appliqués à la visioconférence de groupe mettent en oeuvre soit des micros de table réalisant une prise de son champ proche appelés communément PZM (Pressure Zone Microphone), soit (cas beaucoup plus rare) des micros distants situés au niveau du moniteur TV. At present, the sound recording systems applied to the group videoconferencing implement either table pickups performing a near field sounding commonly called PZM (Pressure Zone Microphone), or (much rarer case) of remote microphones located at the TV monitor.

Les premiers sont placés à proximité du locuteur et offrent ainsi meilleure réjection du bruit d'ambiance, de la réverbération de la salle, d'éventuels brouillages provenant de locuteurs non-désirés, etc. La pression acoustique au niveau de la capsule microphonique est relativement importante ce qui confère à microphones un excellent rapport signal/bruit. The first are placed close to the speaker and thus offer better rejection of ambient noise, the reverberation of the room, possible interference from unwanted speakers, etc. The sound pressure at the microphone capsule is relatively high which gives microphones an excellent signal-to-noise ratio.

Généralement, ces micros sont des micros électrostatiques de qualité professionnelle à polarisation externe (alimentation fantôme) ou a polarisation permanente (électret) et sont pourvus de moyens de préamplification specialement etudiés. Il en résulte qu'ils sont relativement coûteux et, lorsqu'ils sont meilleur marché, c'est au détriment des performances moins bonnes, notamment terme de rapport signallbruit. Generally, these pickups are professional-grade electrostatic pickups with external bias (phantom power) or permanent bias (electret) and are equipped with specially designed preamplifier means. As a result, they are relatively expensive and, when they are cheaper, it is to the detriment of poorer performance, especially the term of the noise-to-noise ratio.

Les seconds sont donc placés de manière plus éloignée du locuteur et, afin de présenter une directivité plus accentuée, d'améliorer la qualité de la prise de son et d'approcher au mieux les caractéristiques des premiers, ils sont fréquemment constitués de plusieurs capteurs. The second are therefore placed more distant from the speaker and, in order to have a more pronounced directivity, to improve the quality of the sound and to better approach the characteristics of the first, they are often made up of several sensors.

L'utilisation de plusieurs capteurs permet une amélioration sensible de la 'duction du bruit incohérent. Cependant, il résulte de leur éloignement du locuteur un faible niveau acoustique sur chaque capteur ce qui a pour effet de faire chuter le rapport signal/bruit à un niveau généralement peu acceptable. The use of several sensors allows a significant improvement in the incoherent noise ducting. However, it results from their distance from the speaker a low acoustic level on each sensor which has the effect of dropping the signal / noise ratio to a generally unacceptable level.

L'utilisation de capsules électrostatiques, par exemple de type électret nécessite, d'une part, des moyens d'adaptation d'impédance afin de ramener l'impédance de source de plusieurs GQ de la capsule à quelques centaines ou milliers d'Ohms, et, d'autre part, des moyens pour limiter les inconvénients liés à la sensibilité de la capsule aux champs électromagnétiques environnants. The use of electrostatic capsules, for example of the electret type requires, on the one hand, impedance matching means in order to reduce the source impedance of several GQ of the capsule to a few hundred or thousands of Ohms, and, on the other hand, means for limiting the disadvantages related to the sensitivity of the capsule to surrounding electromagnetic fields.

Les moyens d'adaptation d'impédance sont généralement constitués d'un transistor à effet de champ FET (Field Effect Transistor) intégré qui offrent ainsi une solution simple, très peu encombrante et particulièrement bon marché. Cependant, ces moyens présentent comme principal inconvénient d'augmenter encore le bruit de fond, notamment si le niveau du signal utile reste faible, comme dans le cas des signaux de parole captés à plus d'un mètre. The impedance matching means generally consist of an integrated Field Effect Transistor (FET) field effect transistor which thus offers a simple, very compact and particularly inexpensive solution. However, these means have the main disadvantage of further increasing the background noise, especially if the level of the useful signal remains low, as in the case of speech signals picked up at more than one meter.

Pour résoudre ces différents problèmes, une première méthode consiste à utiliser des moyens d'adaptation d'impédance constitués de circuits électroniques ou de composants plus performants. Une autre méthode consiste à prevoir des capsules de haute sensibilité. To solve these problems, a first method is to use impedance matching means consisting of electronic circuits or more efficient components. Another method is to provide high sensitivity capsules.

différents moyens permettent par exemple d'obtenir gain en terme de rapport signal/bruit d'environ 10 dB à 14 dB. Cependant, ils grèvent le coût des microphones les rendant inabordables pour le marché de la visioconférence. On a donc cherché a mettre en oeuvre des microphones qui présentent de bonnes caractéristiques de signal/bruit et qui soient d'un coût relativement peu élevé. various means allow for example to obtain gain in terms of signal-to-noise ratio of about 10 dB to 14 dB. However, they are raising the cost of microphones making them unaffordable for the videoconferencing market. It has therefore been sought to implement microphones which have good signal / noise characteristics and which are of relatively low cost.

Le document de brevet US-A-5 226 76 décrit par exemple un assemblage microphonique qui utilise deux conduits dits transparents acoustiquement qui ont la propriété d'augmenter le trajet acoustique entre les deux faces du micro. Cette solution est basée sur la prise en compte, avec un soin tout particulier, du conditionnement d'une capsule unidirectionnelle à l'aide de materiaux neutres d'un point de vue acoustique. Ceci permet d'augmenter la sensibilité du microphone et d'obtenir par conséquent une amélioration globale de celle-ci d'environ + 6 dB. Cependant, cette amélioration notable reste insuffisante lorsque le locuteur est relativement distant. En outre, la bande passante se trouve limitée dans ce cas à 6 kHz au plus. Les conduits mis en oeuvre génèrent une résonance extrêmement marquée vers 4,5 kHz d'au moins +15 dB par rapport au niveau à 1 kHz, ce qui se traduit subjectivement par une prise de son qui peut être qualifiée de nasillarde et limite l'usage de ces microphones à la bande de fréquences téléphonique. De plus, le gain de sensibilité se traduit par une modification du diagramme de directivité qui présente un lobe arrière important à toutes les fréquences, ce qui peut se revéler dans certaines situations très gênant en terme de couplage acoustique (cas où le microphone est posé sur une table, dirigé vers le locuteur et opposé à la provenance du son émanant des haut-parleurs). Enfin, l'amélioration apportée ne réduit nullement les bruits d'origine électromagnétique. Patent document US-A-5,226,76 describes, for example, a microphone assembly which uses two so-called acoustically transparent ducts which have the property of increasing the acoustic path between the two faces of the microphone. This solution is based on taking into account, with particular care, the packaging of a unidirectional capsule using acoustically neutral materials. This makes it possible to increase the sensitivity of the microphone and thus to obtain an overall improvement thereof of approximately + 6 dB. However, this noticeable improvement remains insufficient when the speaker is relatively distant. In addition, the bandwidth is limited in this case to 6 kHz at most. The ducts used generate an extremely strong resonance towards 4.5 kHz of at least +15 dB relative to the level at 1 kHz, which subjectively results in a sound recording which can be described as nasal and limits the use of these microphones in the telephone frequency band. In addition, the sensitivity gain is reflected by a modification of the directivity diagram which has a significant back lobe at all frequencies, which can be revealed in some very troublesome situations in terms of acoustic coupling (in case the microphone is placed on a table, directed towards the speaker and opposed to the origin of the sound emanating from the loudspeakers). Finally, the improvement does not reduce electromagnetic noise.

Le but de la présente invention est donc de proposer un microphone qui permette d'atteindre dans la bande élargie (100 Hz - 7 quasiment des performances de niveau de bruit équivalent sensiblement identiques à celles qui sont obtenues au moyen d'un microphone de haute qualité tout ayant un coût comparable à celui d'un microphone de moyenne qualité et qui ne présente pas les inconvénients des assemblages de l'état de la technique. A cet effet, la présente invention concerne un microphone essentiellement constitué d'une capsule microphonique, par exemple du type à gradient de pression, qui est caractérisé en ce qu'il comporte un corps délimitant au-delà de la face arrière de ladite capsule un volume arrière. Selon un mode de réalisation, ledit corps a son volume intérieur qui formé d'un logement avant pour ladite capsule microphonique prolongé<I>vers</I> l'arrière par ledit volume arrière. Ledit corps est avantageusement électriquement conducteur et est relié électriquement à un potentiel de référence fixe dudit système de preamplification auquel est relié ledit microphone. Ladite capsule microphonique est quant à elle avantageusement montée sur ledit corps par l'intermédiaire d'un isolant électrique. The object of the present invention is therefore to provide a microphone that achieves in the wide band (100 Hz - 7 almost equivalent noise level performance substantially identical to those obtained by means of a high quality microphone all having a cost comparable to that of a microphone of medium quality and which does not have the disadvantages of assemblies of the state of the art.For this purpose, the present invention relates to a microphone consisting essentially of a microphone capsule, by example of the pressure gradient type, which is characterized in that it comprises a body delimiting, beyond the rear face of said capsule, a rear volume, According to one embodiment, said body has its internal volume which consists of a front housing for said microphonic capsule extended <I> to </ I> the rear by said rear volume.This body is advantageously electrically conductive r and is electrically connected to a fixed reference potential of said preamplification system to which said microphone is connected. Said microphone capsule is advantageously mounted on said body by means of an electrical insulator.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit volume arrière est pourvu de moyens créant une résistance acoustique pour les ondes parvenant à l'arrière dudit volume arrière. Lesdits moyens sont par exemple constitués d'un orifice résistif arrière ou d'un élément poreux associé à un orifice résistif. According to another characteristic of the invention, said rear volume is provided with means creating an acoustic resistance for the waves arriving at the rear of said rear volume. Said means consist, for example, of a rear resistive orifice or of a porous element associated with a resistive orifice.

La présente invention concerne également un ensemble microphonique qui est caractérisé en ce comporte au moins un microphone tel qu'il vient d'être décrit et qui est associé à des moyens pour augmenter le moment dipolaire dudit microphone. The present invention also relates to a microphone assembly which is characterized in that it comprises at least one microphone as just described and which is associated with means for increasing the dipole moment of said microphone.

On notera que cet ensemble microphonique peut comporter plusieurs microphones de façon à couvrir la bande élargie en assurant sur chaque partie de cette bande des performances optimales. It should be noted that this microphonic assembly may comprise several microphones so as to cover the enlarged band, ensuring on each part of this band optimum performance.

Avantageusement, lesdits moyens sont constitués d'un écran. Ledit microphone est, par exemple, monté sur la face arrière dudit écran dans sa partie basse et sensiblement dans un plan vertical médian. Avantageusement, ledit écran est incliné par rapport à la verticale lorsque ledit ensemble est dans sa position de fonctionnement, ledit microphone étant monté sur la face arrière dudit écran dans sa partie basse et sensiblement dans un plan vertical médian. Egalement, la face avant dudit écran est galbée tant horizontalement que verticalement. Advantageously, said means consist of a screen. Said microphone is, for example, mounted on the rear face of said screen in its lower part and substantially in a median vertical plane. Advantageously, said screen is inclined relative to the vertical when said assembly is in its operating position, said microphone being mounted on the rear face of said screen in its lower part and substantially in a median vertical plane. Also, the front face of said screen is curved both horizontally and vertically.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le bord libre supérieur présente une forme telle que distance le séparant de la partie arrière du microphone varie selon le point du bord libre considéré. According to another characteristic of the invention, the upper free edge has a shape such that the distance separating it from the rear part of the microphone varies according to the point of the free edge considered.

Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens pour augmenter le moment dipolaire ou de chaque microphone sont constitués d'un guide d'ondes monté sur la face avant et/ou la face arrière dudit ou de chaque microphone. Avantageusement, ledit ou chaque guide d'ondes est constitué d'un tube dont l'extrémité est biseautée. According to another characteristic of the invention, said means for increasing the dipole moment or of each microphone consist of a waveguide mounted on the front face and / or the rear face of said or each microphone. Advantageously, said or each waveguide consists of a tube whose end is tapered.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit microphone est monté sur ledit écran par l'intermédiaire de moyens, avantageusement un pavillon conique, pour adapter l'impédance d'entrée dudit microphone à l'impédance acoustique de l'air. According to another characteristic of the invention, said microphone is mounted on said screen by means, preferably a conical horn, to adapt the input impedance of said microphone to the acoustic impedance of the air.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels La Fig. 1 représente une vue en coupe d'un ensemble microphonique selon une première variante de réalisation de l'invention, La Fig. 2 représente une vue de face de l'ensemble microphonique selon l'invention représenté à la Fig. 1, La Fig. 3 représente une vue en coupe suivant 1-1 d'un microphone qui équipe un ensemble microphonique selon l'invention, La Fig. 4 représente une vue en coupe d'une capsule microphonique qu'utilise un ensemble microphonique selon la présente invention, et La Fig. S est une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un ensemble microphonique selon la présente invention. The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the attached drawings, among which FIG. 1 is a sectional view of a microphonic assembly according to a first embodiment of the invention, FIG. 2 represents a front view of the microphonic assembly according to the invention shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view along a line 1-1 of a microphone which equips a microphonic assembly according to the invention, FIG. 4 is a sectional view of a microphone capsule used in a microphonic assembly according to the present invention, and FIG. S is a sectional view of an alternative embodiment of a microphonic assembly according to the present invention.

L'ensemble microphonique représenté à la Fig. 1 est essentiellement constitué d'un microphone 20 monté sur un écran 10 par l'intermédiaire d'un pavillon 13. L'écran 10 est constitué de l'écran 12 proprement dit et socle 11 pour le supporter et assurer sa stabilité lorsque l'ensemble microphonique est posé, par exemple sur une table. L'écran 12 est incliné par rapport à la verticale lorsque ledit ensemble est dans sa position de fonctionnement. Ainsi, l'écran 2 et le socle 11 forment entre eux un angle aigu. Dans le mode de réalisation representé, la face avant 12a l'écran 12 est galbée tant horizontalement que verticalement et présente une forme convexe ou concave. Dans l'exemple de réalisation représente, le bord libre 12b de l'écran 12 est délimité par une découpe semi-circulaire centrée un plan médian de l'ecran 12 comme cela est visible à la Fig. 2. The microphonic assembly shown in FIG. 1 consists essentially of a microphone 20 mounted on a screen 10 via a horn 13. The screen 10 consists of the screen 12 itself and base 11 to support it and ensure its stability when the microphone set is placed, for example on a table. The screen 12 is inclined relative to the vertical when said assembly is in its operating position. Thus, the screen 2 and the base 11 form an acute angle between them. In the embodiment shown, the front face 12a of the screen 12 is curved both horizontally and vertically and has a convex or concave shape. In the exemplary embodiment, the free edge 12b of the screen 12 is delimited by a semi-circular cut centered on a median plane of the screen 12 as can be seen in FIG. 2.

De plus, ce bord libre 12b est avantageusement prévu de maniere que la distance le séparant de la partie arrière du microphone 20 varie selon le point du bord libre 12b considéré. Cette caractéristique permet de s'affranchir de resonances très marquées dans la fonction de transfert de l'ensemble microphonique. In addition, this free edge 12b is advantageously provided in such a way that the distance separating it from the rear part of the microphone 20 varies according to the point of the free edge 12b considered. This characteristic makes it possible to dispense with very strong resonances in the transfer function of the microphonic ensemble.

En utilisation de l'ensemble microphonique, la face avant de l'écran 12 est tournée en direction du visage d'un utilisateur. Le microphone 20 est monté sur la face arrière l'écran 12 dans sa partie basse à proximité du plan formé par le socle 11. Dans l'exemple représenté à la Fig. 2, le microphone 20 monté dans un plan vertical 'dian dudit écran 12. In use of the microphonic assembly, the front face of the screen 12 is turned towards the face of a user. The microphone 20 is mounted on the rear face of the screen 12 in its lower part near the plane formed by the base 11. In the example shown in FIG. 2, the microphone 20 mounted in a vertical plane 'dian said screen 12.

Le microphone 20 représenté à la Fig. 3 est essentiellement constitué d'un corps cylindrique 21, par exemple formé d'un métal tel que du laiton ou encore métallisé de manière à assurer une bonne conductibilité électrique. Le volume intérieur du corps cylindrique 21 est formé d'un logement avant A prolongé par un volume arrière B séparés entre eux par une couronne interne 21d. Le volume B s'étend au-delà de la face arrière de ladite capsule (30). Le volume de la chambre B sera calculé en fonction des caractéristiques acoustiques de la capsule 30, en particulier en fonction de la raideur de la membrane de cette capsule 30. The microphone 20 shown in FIG. 3 essentially consists of a cylindrical body 21, for example formed of a metal such as brass or metallized so as to ensure good electrical conductivity. The internal volume of the cylindrical body 21 is formed of a front housing A extended by a rear volume B separated from each other by an inner ring 21d. The volume B extends beyond the rear face of said capsule (30). The volume of the chamber B will be calculated according to the acoustic characteristics of the capsule 30, in particular as a function of the stiffness of the membrane of this capsule 30.

Le logement avant A est prévu pour loger une capsule microphonique 30, qui est par exemple du type à gradient de pression. Il s'agit par exemple d'une capsule électret. La capsule 30 est montée dans le logement A par l'intermédiaire d'un joint isolant cylindrique 22 dont un retour entre en contact avec la couronne interne 21d. Ce joint 22 est prévu pour assurer l'étanchéité acoustique entre la face avant de la capsule dipolaire 30 et le volume arrière B. The front housing A is provided to house a microphone capsule 30, which is for example of the pressure gradient type. This is for example an electret capsule. The capsule 30 is mounted in the housing A via a cylindrical insulating seal 22, a return of which comes into contact with the inner ring 21d. This seal 22 is provided to ensure acoustic sealing between the front face of the dipolar capsule 30 and the rear volume B.

De plus, ce joint 22 assure si nécessaire l'isolation électrique de la capsule dipolaire au regard du corps cylindrique 21. In addition, this seal 22 ensures if necessary the electrical insulation of the dipole capsule with respect to the cylindrical body 21.

La partie avant du logement avant A est fermée par une paroi 14a d'un manchon 14 qui, comme on le verra par la suite, supporte le pavillon 13. Cette paroi 14a est percée trou axial 13a assurant un passage des ondes acoustiques de l'extérieur vers la capsule 30. On notera que la capsule microphonique 30 repose, par sa face avant, contre cette paroi 14a. Le manchon 14 est par exemple collé sur le corps 20. The front portion of the front housing A is closed by a wall 14a of a sleeve 14 which, as will be seen later, supports the roof 13. This wall 14a is pierced axial hole 13a ensuring passage of the acoustic waves of the external to the capsule 30. It will be noted that the microphone capsule 30 rests, by its front face, against this wall 14a. The sleeve 14 is for example glued to the body 20.

Quant au volume arrière B, sa partie arrière est fermée par une paroi 21b qui, dans le mode de réalisation représenté, présente en son axe un orifice 21c de forme cylindrique de relativement faible diamètre faisant office de résistance acoustique. As for the rear volume B, its rear portion is closed by a wall 21b which, in the embodiment shown, has in its axis a hole 21c of cylindrical shape of relatively small diameter acting as acoustic resistance.

Toujours dans le mode de réalisation représenté, le volume arrière B est pourvu d'un disque poreux 23 disposé contre la paroi interne de l'extrémité 21b. Comme on le verra par la suite, l'orifice 21c ainsi que le disque poreux 23 constituent des moyens permettant de créer une résistance acoustique sur le chemin des ondes parvenant à l'arrière du volume arrière B. Still in the embodiment shown, the rear volume B is provided with a porous disc 23 disposed against the inner wall of the end 21b. As will be seen later, the orifice 21c and the porous disk 23 constitute means for creating an acoustic resistance on the path of the waves arriving at the rear of the rear volume B.

Un passage 24 pour les fils électriques du câble 25 issus de la capsule microphonique 30 est prévu dans la paroi cylindrique du volume arrière B. Afin de rendre étanche ce volume B, un joint 26 bouche le passage 24. Le blindage du câble qui est relié à un potentiel de référence fixe d'un préamplificateur externe (non représenté) est également relié au corps métallique 21. Ainsi, ce dernier formant alors blindage agit comme une cage de Faraday quasi intégrale assurant une excellente réjection du bruit électromagnétique environnant. A passage 24 for the electrical son of the cable 25 from the microphone capsule 30 is provided in the cylindrical wall of the rear volume B. In order to seal this volume B, a seal 26 closes the passage 24. The shielding of the cable which is connected at a fixed reference potential of an external preamplifier (not shown) is also connected to the metal body 21. Thus, the latter then forming shielding acts as a quasi-integral Faraday cage ensuring excellent rejection of surrounding electromagnetic noise.

L'effet de cage de Faraday peut être optimisé en plaçant une grille métallique, par exemple en laiton, entre le pavillon 13 et la face avant de la capsule microphonique 30. The Faraday cage effect can be optimized by placing a metal grid, for example brass, between the horn 13 and the front face of the microphone capsule 30.

On a représenté à la Fig. 4 un mode de réalisation exemplatif d'une capsule microphonique 30 susceptible d'équiper un microphone tel qu'un microphone 20. Elle est essentiellement constituée d'un boîtier cylindrique 31 fermé par une paroi avant 31a percée d'un trou axial 31b destiné à être disposé en vis-à-vis du trou 13a de paroi 14a du microphone 20. It is shown in FIG. 4 an exemplary embodiment of a microphone capsule 30 capable of equipping a microphone such as a microphone 20. It essentially consists of a cylindrical housing 31 closed by a front wall 31a pierced with an axial hole 31b for be disposed opposite the wall hole 13a 14a of the microphone 20.

A l'intérieur du boîtier cylindrique 31 est monté jouxtant la face avant 31a, anneau 32, dont la face opposée à ladite face avant 31a est équipée d'une membrane microphonique 33. Inside the cylindrical housing 31 is mounted adjacent to the front face 31a, ring 32, the face opposite to said front face 31a is equipped with a microphonic membrane 33.

Un bloc cylindrique 34, électriquement isolant, par exemple en matiere plastique, est monté à l'intérieur de l'arrière du boîtier 31. La face du bloc 34 dirigée vers la membrane 33 comprend un premier évidement cylindrique 34a dans lequel est placée une armature fixe 36 de manière à se trouver face à la membrane 33. L'armature 36 est percée de plusieurs trous 36a réalisés à une même distance de l'axe du boîtier cylindrique 31. A cylindrical block 34, electrically insulating, for example plastic, is mounted inside the rear of the housing 31. The face of the block 34 facing the membrane 33 comprises a first cylindrical recess 34a in which is placed a frame fixed 36 so as to face the membrane 33. The armature 36 is pierced with several holes 36a made at the same distance from the axis of the cylindrical housing 31.

La membrane 33 est mise en place à distance de l'armature 36 par l'intermédiaire d'une cale isolante 35 en forme de couronne. The membrane 33 is placed at a distance from the armature 36 by means of an insulating shim 35 in the form of a ring.

Un évidement 34b en forme de couronne est prévu dans le socle 34 et débouche sur l'une des faces de l'armature fixe 36. L'évidement 34b est utilisé comme volume arrière propre de la capsule. Il débouche par ailleurs vers l'extérieur par des trous 34c réalisés dans le socle 34. Comme on peut le voir aux Figs. 1 et 3, le microphone 20 est monté sur l'écran 10 par l'intermédiaire d'un pavillon 13, qui peut être conique et dont la pointe est tronquée de manière à former l'orifice 13a. Ce pavillon 13 se termine par le manchon cylindrique 14 sur lequel est monté avec étanchéité acoustique et fixé, par exemple par collage, ledit microphone 20. A crown-shaped recess 34b is provided in the base 34 and opens out on one of the faces of the fixed armature 36. The recess 34b is used as the proper rear volume of the capsule. It also opens outwards through holes 34c made in the base 34. As can be seen in Figs. 1 and 3, the microphone 20 is mounted on the screen 10 via a horn 13, which can be conical and whose tip is truncated so as to form the orifice 13a. This flag 13 ends with the cylindrical sleeve 14 on which is mounted acoustically sealed and fixed, for example by gluing, said microphone 20.

On notera que le microphone 20 peut être utilisé soit seul, soit monté directement sur l'écran 12, soit monté sur l'écran 12 par l'intermédiaire du pavillon 13, soit encore équipé d'un simple pavillon. Note that the microphone 20 may be used either alone or mounted directly on the screen 12, or mounted on the screen 12 through the flag 13, or still equipped with a single flag.

On a représenté à la Fig. 5 un mode réalisation où le microphone 20 est équipé, sur sa face arrière, d'un guide d'ondes constitué ici d'un tube cylindrique 24 prolongeant le corps cylindrique 21 vers l'arrière du microphone 20. On reconnaît sur cette Fig. 5 le volume arrière B, la capsule microphonique 30, l'élément poreux 23 ainsi que l'orifice résistif21c. It is shown in FIG. An embodiment where the microphone 20 is equipped, on its rear face, with a waveguide here constituted by a cylindrical tube 24 extending the cylindrical body 21 towards the rear of the microphone 20. It is recognized in this FIG. The rear volume B, the microphone capsule 30, the porous element 23 and the resistive orifice 21c.

Le tube 24 a avantageusement sa face arrière 24a qui est biseautée. The tube 24 advantageously has its rear face 24a which is bevelled.

On notera que le microphone de la Fig. 5 peut être utilisé soit directement tel quel, soit avec un pavillon tel que le pavillon 13, soit avec un écran tel que l'écran 12, soit avec un écran et un pavillon tels que l'écran 12 et le pavillon 13. It will be noted that the microphone of FIG. 5 can be used either directly as such, or with a flag such as flag 13, or with a screen such as screen 12, or with a screen and flag such as screen 12 and flag 13.

Les fonctionnements du microphone 20 et de l'ensemble microphonique de la présente invention sont maintenant explicités. The operations of the microphone 20 and the microphonic assembly of the present invention are now explained.

Le volume arrière B permet d'accroître la souplesse acoustique du microphone 20 et donc sa sensiblité dans le domaine des basses fréquences. Ce volume B a pour résultat de modifier la caractéristique directionnelle du microphone 20. The rear volume B increases the acoustic flexibility of the microphone 20 and therefore its sensitivity in the low frequency range. This volume B results in modifying the directional characteristic of the microphone 20.

L'écran 12 permet de réaliser une différence de marche entre la face avant et la face arrière du microphone 20 ce qui a pour effet d'augmenter sa directivité dans le domaine des basses fréquences et d'ainsi corriger si nécessaire les modifications des caractéristiques directionnelles du microphone engendrées par l'augmentation du volume arrière B. II permet également d'augmenter la sensibilité du microphone 20 dans la bande des basses fréquences. Dans les médiums, grâce à un phénomène de diffraction dont il est à l'origine du fait que ses dimensions sont de l'ordre de la longueur d'ondes, l'écran 12 permet la prise en compte, pour la figure de directivité, non seulement de la différence de phase entre les deux faces du microphone 20 mais également de la différence d'amplitudes. Cette diffraction permet également d'augmenter la pression perçue sur la face avant de la capsule microphonique 30 et par conséquent d'augmenter la sensibilité de cette dernière. Enfin le pavillon 13 autorise une meilleure adaptation de l'impédance d'entrée de la capsule microphonique 30 à l'impédance acoustique de l'air ce qui a pour effet d'augmenter la sensibilité du microphone 20 dans les fréquences élevées. The screen 12 makes it possible to make a difference in operation between the front face and the rear face of the microphone 20, which has the effect of increasing its directivity in the low frequency range and thus correcting, if necessary, the changes in the directional characteristics. of the microphone generated by the increase of the rear volume B. It also increases the sensitivity of the microphone 20 in the low frequency band. In the mediums, thanks to a phenomenon of diffraction which is at the origin of the fact that its dimensions are of the order of the wavelength, the screen 12 makes it possible to take into account, for the directivity figure, not only the phase difference between the two faces of the microphone 20 but also the difference in amplitudes. This diffraction also makes it possible to increase the pressure perceived on the front face of the microphone capsule 30 and consequently to increase the sensitivity of the latter. Finally, the horn 13 allows a better adaptation of the input impedance of the microphone capsule 30 to the acoustic impedance of the air which has the effect of increasing the sensitivity of the microphone 20 in high frequencies.

Enfin l'ensemble microphonique de l'invention permet l'ajustement de la directivité fonction de son environnement proche, tel que le dessus d'un moniteur TV. Finally, the microphonic assembly of the invention allows the adjustment of the directivity function of its near environment, such as the top of a TV monitor.

Le fonctionnement de chacun des éléments essentiels de la présente invention est maintenant explicité. The operation of each of the essential elements of the present invention is now explained.

On commencera par le volume arrière B du microphone 20. We will start with the rear volume B of the microphone 20.

On sait que la bande de fréquences à l'intérieur de laquelle les conditions de linéarité la réponse fréquentielle sont respectées sera d'autant plus étendue que la valeur de raideur de l'ensemble microphonique sera grande. On sait, par ailleurs, que la sensibilité de cet ensemble est inversement proportionnelle à sa raideur. It is known that the frequency band within which the linearity conditions the frequency response are respected will be all the more extensive that the stiffness value of the entire microphone will be large. It is known, moreover, that the sensitivity of this set is inversely proportional to its stiffness.

Les ensembles microphoniques de l'état de la technique sont généralement le résultat compromis entre ces deux contraintes. The microphonic assemblies of the state of the art are generally the compromised result between these two constraints.

La présence sur le microphone 20 de l'ensemble microphonique de la présente invention du volume arrière B de relativement grande dimension a pour effet que la raideur globale corresponde, avec une très bonne approximation, à la raideur de la seule membrane de la capsule microphonique 30. En effet, tant que les dimensions d'un système électroacoustique sont petites au regard de la longueur d'ondes, on peut considérer que la raideur de ce système correspond à la somme de la raideur mécanique propre de la membrane 33 (ramenée à une raideur acoustique) et de la raideur acoustique constituée par le volume d'air compressible situe derrière cette membrane (volume de l'espace interélectrode plus volume arrière B). Or, la raideur acoustique étant proportionnelle en première approximation à l'inverse du volume peut être ici négligée dans la bande où les conditions de linéarité sont vérifiées. The presence on the microphone 20 of the microphonic assembly of the present invention of the relatively large rear volume B has the effect that the overall stiffness corresponds, with a very good approximation, to the stiffness of the single membrane of the microphone capsule 30 Indeed, as long as the dimensions of an electroacoustic system are small with respect to the wavelength, it can be considered that the stiffness of this system corresponds to the sum of the intrinsic mechanical stiffness of the membrane 33 (reduced to acoustic stiffness) and the acoustic stiffness constituted by the compressible air volume located behind this membrane (volume of the interelectrode space plus rear volume B). However, the acoustic stiffness being proportional in first approximation to the inverse of the volume can be here neglected in the band where the conditions of linearity are verified.

Ainsi, au moyen de l'ensemble microphonique de l'invention, on obtient la meilleure sensibilité possible dans cette bande. On notera qu'un accroissement du volume arrière B dans des proportions encore plus importantes n'a a ce stade plus d'effet sur la sensibilité. Thus, by means of the microphonic assembly of the invention, the best sensitivity possible in this band is obtained. It should be noted that an increase in the rear volume B in even greater proportions at this stage has no more effect on the sensitivity.

Dans l'exemple de réalisation exposé ci-dessus et pour des modèles standard de capsule 30, l'amélioration de sensibilité due à l'accroissement du volume arrière B permet de gagner environ 12 à 13 dB dans la bande linéaire par rapport au modèle initial cardioïde. On notera qu'une ou plusieurs cellules acoustiques déphaseuses de type RC peuvent être mises en place à l'extérieur de la capsule. Leurs caractéristiques sont, d'une part, la souplesse acoustique C constituée alors par le volume arrière et, d'autre part, leur résistance acoustique R. Dans le mode de réalisation représenté, une seule cellule acoustique déphaseuse est utilisée et elle constituée de l'élément poreux 23 et de l'orifice 21 c. In the embodiment described above and for standard models of capsule 30, the sensitivity enhancement due to the increase of the rear volume B makes it possible to gain about 12 to 13 dB in the linear band compared to the initial model. cardioid. It will be noted that one or more RC type phase-shifting acoustic cells may be placed outside the capsule. Their characteristics are, on the one hand, the acoustic flexibility C then constituted by the rear volume and, on the other hand, their acoustic resistance R. In the embodiment shown, a single phase-shifting acoustic cell is used and consists of porous element 23 and orifice 21c.

On notera que, comme on le verra par la suite, une cellule RC permet d'obtenir des caractéristiques de directivité souhaitées, exemple du type cardioïde. Ainsi, ces cellules acoustiques permettent de générer toutes les figures de directivité d'ordre 1 possibles allant ainsi de la figure omnidirectionnelle à la figure en forme de huit. On va maintenant expliciter le fonctionnement de l'ecran 12. It will be noted that, as will be seen later, an RC cell makes it possible to obtain desired directivity characteristics, for example of the cardioid type. Thus, these acoustic cells make it possible to generate all the possible order 1 directivity figures, thus ranging from the omnidirectional figure to the eight-figure figure. We will now explain the operation of the screen 12.

Un ensemble microphonique selon l'invention qui ne comporterait pas d'écran comme l'écran 12 pourrait éventuellement s'avérer insuffisant quant à sa réponse fréquentielle, notamment quant au gabarit la bande. L'écran 12 permet une augmentation du moment dipolaire, ou distance entre la face avant et la face arrière du microphone 20 pour les fréquences basses, qui a pour effet d'augmenter la sensibilité du microphone 20 pour ces fréquences. Il permet également l'utilisation de la diffraction, notamment dans les fréquences moyennes à des fins d'augmenter la sensibilité dans les médiums. Cette diffraction peut permettre effectivement d'augmenter jusqu'à typiquement 10 dB le niveau dans l'axe de l'ensemble microphonique et du même coup la sensibilité dans le médium. Elle génère également une zone d'ombre derrière l'écran 12 ce permet d'obtenir une directivité homogène avec celle obtenue en basse fréquence. A microphonic assembly according to the invention which does not include a screen like the screen 12 could possibly prove to be insufficient in terms of its frequency response, especially as regards the template of the strip. The screen 12 allows an increase in the dipole moment, or distance between the front face and the rear face of the microphone 20 for low frequencies, which has the effect of increasing the sensitivity of the microphone 20 for these frequencies. It also allows the use of diffraction, especially in medium frequencies for purposes of increasing the sensitivity in the midrange. This diffraction can actually increase typically up to 10 dB the level in the axis of the microphonic assembly and at the same time the sensitivity in the medium. It also generates a shadow zone behind the screen 12 which makes it possible to obtain a directivity that is homogeneous with that obtained at low frequency.

On notera que la forme de l'écran 12 peut avoir plusieurs variantes suivant la réponse fréquentielle et la directivité souhaitée. exemple, une forme incurvée sur les plans horizontal et vertical permet de limiter les effets de bord et assure alors une augmentation de sensibilité plus homogène tout le spectre et une figure de directivité plus régulière. It will be noted that the shape of the screen 12 may have several variants depending on the frequency response and the desired directivity. For example, a curved shape on the horizontal and vertical planes makes it possible to limit the edge effects and thus ensures a more uniform sensitivity increase throughout the spectrum and a more regular directivity pattern.

Le dimensionnement des rebords de l'écran permet également de jouer sur la directivité sans influencer de manière notable réponse fréquentielle. The sizing of the edges of the screen also makes it possible to play on the directivity without noticeably influencing frequency response.

L'assemblage de la présente invention avec l'écran permet donc d'obtenir un moment dipolaire particulièrement important et ainsi une sensibilité élevée en basse fréquence sans réduction de bande dans le médium et une directivité très bien contrôlée. Le fonctionnement du guide d'ondes est maintenant explicité. The assembly of the present invention with the screen thus makes it possible to obtain a particularly important dipole moment and thus a high sensitivity at low frequency without band reduction in the medium and a very well controlled directivity. The operation of the waveguide is now explained.

Le guide d'ondes additionnel qui peut être monté sur l'arrière et/ou l'avant microphone, comme cela a été précédemment décrit, permet d'augmenter la distance dipolaire à l'instar de l'écran 12 dont il peut être un substitut. The additional waveguide which can be mounted on the rear and / or the front microphone, as has been previously described, makes it possible to increase the dipole distance like the screen 12, of which it can be a substitute.

Cependant, l'adjonction d'un guide d'ondes n'est pas transparente d'un point vue 'lectroacoustique. En effet, un tel élément ne se comporte pas seulement comme un élément de retard acoustique car il est également le siège d'ondes stationnaires. However, the addition of a waveguide is not transparent from an electroacoustic point of view. Indeed, such an element does not behave just as an element of acoustic delay because it is also the seat of standing waves.

On peut en outre montrer que, dans le cas d'un guide d'ondes constitué d'un tube cylindrique tel que celui qui est représenté à la Fig. 5, l'impédance acoustique au niveau de l'embouchure du tube apparaît très faible au regard de celle à l'extrémité fermée du tube où se trouve le microphone 20. Il en résulte que la première résonance tel tube correspond donc au quart de la longueur d'ondes. On ajustera par conséquent la longueur du tube de telle sorte à ce que la première résonance apparaisse en dehors de la bande passante à retransmettre, par exemple environ 1,6 pour une fréquence haute de la bande passante du microphone 20 de 1 kHz. It can furthermore be shown that, in the case of a waveguide consisting of a cylindrical tube such as that shown in FIG. 5, the acoustic impedance at the mouth of the tube appears very low compared to that at the closed end of the tube where the microphone 20 is located. As a result, the first resonance such tube corresponds to a quarter of the wavelength. The length of the tube will therefore be adjusted so that the first resonance appears out of the passband to be retransmitted, for example about 1.6 for a high frequency of the 1 kHz microphone bandwidth.

Le fonctionnement du pavillon 13 est maintenant explicité. Il permet une meilleure adaptation d'impédance acoustique entre la face avant du microphone 20 et l'impédance acoustique de l'air. Plus précisément, il permet que la pression sonore soit plus grande à la petite embouchure (l'embouchure 13a sur la Fig. 3), et petite à grande embouchure (celle qui débouche sur l'écran 12). The operation of the flag 13 is now explained. It allows a better adaptation of acoustic impedance between the front face of the microphone 20 and the acoustic impedance of the air. More precisely, it allows the sound pressure to be greater at the small mouth (the mouth 13a in Fig. 3), and small at the large mouth (the mouth that opens on the screen 12).

On calculera la forme du pavillon 13 et, en particulier, le diamètre de l'orifice 13a et la longueur du pavillon 13, de sorte, d'une part, à compenser la perte sensibilité du microphone 20 dans les fréquences moyennes et hautes et, d'autre part, à positionner la première résonance du pavillon 13 vers la fréquence supérieure de la bande utile. The shape of the horn 13 and, in particular, the diameter of the orifice 13a and the length of the horn 13 will be calculated so as, on the one hand, to compensate for the loss of sensitivity of the microphone 20 in the medium and high frequencies and, on the other hand, to position the first resonance of the horn 13 towards the upper frequency of the useful band.

Dans un mode de réalisation préféré où les dimensions sont relativement faibles et où l'impédance acoustique est relativement élevée, on a fixé le diamètre de la gorge à 1,2 mm et la longueur supérieure à 15 mm. On a pu constater que la sensibilité en extrémité de bande élargie se trouve ainsi considérablement améliorée. In a preferred embodiment where the dimensions are relatively small and the acoustic impedance is relatively high, the throat diameter is set at 1.2 mm and the length is greater than 15 mm. It has been found that the sensitivity at the end of the enlarged strip is thus considerably improved.

En conclusion, la mise en oeuvre de quatre paramètres dérivés de considérations acoustiques (augmentation de la compliance du volume arrière, accroissement du moment dipolaire, utilisation de la diffraction, adaptation à l'impédance acoustique de l'air) ont permis de parvenir à de bons résultats. Parmi ces quatre composantes, une seule (la première) est fixée de manière indépendante des autres pour obtenir une sensibilité maximum. Les trois autres font l'objet d'un compromis et gerent une bande bien particulière du spectre. Elles peuvent être réglées de différentes façons, à savoir, la taille la forme de l'écran, la longueur des rebords, et la dimension du pavillon. Les dimensions (longueur et épaisseur) de l'orifice arrière et de l'élément poreux contribuent à contrôler la directivité. In conclusion, the implementation of four parameters derived from acoustic considerations (increase of rear volume compliance, increase of dipole moment, use of diffraction, adaptation to acoustic impedance of air) made it possible to good results. Of these four components, only one (the first) is set independently of the others to achieve maximum sensitivity. The other three are compromised and manage a very particular band of the spectrum. They can be adjusted in different ways, namely, the size of the screen shape, the length of the edges, and the size of the pavilion. The dimensions (length and thickness) of the rear orifice and the porous element help to control the directivity.

L'exemple de réalisation représenté a permis de synthétiser directivité cardioïde particulièrement recherchée en visioconférence de groupe pour sa limitation du couplage haut-parleur - micro, sa réduction du bruit ambiant et de réverbération et sa tolerance au mouvement azimutal des différents locuteurs. The exemplary embodiment shown has made it possible to synthesize cardioid directivity particularly sought after in group videoconferencing for its limitation of speaker-microphone coupling, its reduction of ambient noise and reverberation and its tolerance to the azimuthal movement of the different speakers.

Cependant, par le contrôle des différents paramètres énoncés ' dessus, il est possible d'obtenir d'autres figures de directivité du premier ordre suivant les applications envisagées. However, by controlling the various parameters stated above, it is possible to obtain other first-order directivity figures according to the applications envisaged.

L'amélioration du bruit intrinsèque du micro permet non seulement de réduire le souffle du micro à un niveau inaudible pour une prise de son de semi-proximité mais permet également aux divers algorithmes traitant le signal capté de fonctionner avec de bien meilleures performances (sous réserve que le bruit dominant fut celui propre au micro) tout ceci pour un prix de revient nettement inférieur à des solutions de haute qualité, telle que la solution électrostatique (alimentation fantôme). The enhancement of the intrinsic noise of the microphone not only makes it possible to reduce the blast of the microphone to an inaudible level for a semi-proximity sound recording but also allows the various algorithms processing the captured signal to work with much better performances (subject to that the dominant noise was that specific to the microphone) all for a cost significantly lower than high quality solutions, such as the electrostatic solution (phantom power).

On notera que l'ensemble microphonique selon la présente invention pourrait comporter plusieurs microphones 20 présentant, soit des caractéristiques identiques et il constituerait alors une antenne microphonique, soit des caractéristiques différentes complémentaires. Dans ce dernier cas, un microphone serait par exemple sensible aux basses fréquences alors qu'un autre serait sensible aux fréquences moyennes et hautes. It should be noted that the microphonic assembly according to the present invention could comprise several microphones 20 having either identical characteristics and it would then constitute a microphonic antenna, or different complementary characteristics. In the latter case, a microphone would for example be sensitive to low frequencies while another would be sensitive to medium and high frequencies.

Un cas particulier de cette situation serait d'utiliser, pour les basses fréquences, un ou plusieurs microphones de grande sensibilité pourvus d'un guide d'ondes (voir Fig.5) et, pour les fréquences supérieures, des microphones conventionnels.A particular case of this situation would be to use, for low frequencies, one or more high-sensitivity microphones provided with a waveguide (see Fig.5) and, for higher frequencies, conventional microphones.

L'expérience montre que le gain en terme de sensibilité permet non seulement de ramener en basses fréquences le bruit de l'ensemble microphonique de l'invention au niveau de celui qui est obtenu dans les bandes de fréquences supérieures mais également d'améliorer la réponse fréquentielle dans le grave par rapport à des microphones directifs traditionnels. Experience shows that the gain in terms of sensitivity not only makes it possible to reduce the noise of the microphonic assembly of the invention to low frequencies at the level of that obtained in the higher frequency bands, but also to improve the response. frequency in the bass compared to traditional directional microphones.

Claims

1) Microphone essentially consisting of a microphone capsule (30), characterized in that it comprises a body (21) delimiting beyond the rear face of said capsule (30) a rear volume (B). Microphone according to claim 1, characterized in that said body (21) its interior volume which is formed of a front housing (A) for said microphone capsule (30) extended rearwardly by said rear volume (B). Microphone according to claim 2, characterized in that said body (21) is electrically conductive and is electrically connected to a fixed reference potential of the preamplification system to which said microphone is connected. 4) Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that said microphone capsule (30) is mounted on said body via an electrical insulator (22). Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that said rear volume (B) is provided with means creating an acoustic resistance for the waves arriving at the rear of said volume (B). Microphone according to claim 5, characterized in that said means consist of a rear resistive port. 7) Microphone according to claim 6, characterized in that said means further comprises a porous element. 8) Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that said microphone capsule (30) is of the pressure gradient type. Microphone assembly, characterized in that it comprises at least microphone (20) according to one of the preceding claims, associated with means for increasing the dipole moment of said microphone (20). Microphone assembly according to claim 9, characterized in that said means consist of a screen (12). 11) Microphone assembly according to claim 10, characterized in that said or each microphone (20) is mounted on the rear face of said screen (12) in its lower part. Microphone assembly according to claim 10 or 11, characterized in that said screen (12) is inclined with respect to the vertical when said assembly is in the operating position. 13) microphonic assembly according to one of claims 10 to 12, characterized in that the front face of said screen (12) is curved both horizontally and vertically. 14) Microphone assembly according to one of the preceding claims 10 to 13, characterized in that the upper free edge (12b) has a shape such that the distance separating it from the rear part of the microphone (20) varies according to the point of the free edge (12b). ) considered. 15) microphonic assembly according to claim 9, characterized in that said means consist of a waveguide mounted on the front face and / or the rear face of said or each microphone. 16) microphonic assembly according to claim 15, characterized in that said each waveguide consists of a tube whose end is tapered. Microphone assembly according to one of the preceding claims 9 to 16, characterized in that said microphone (20) is mounted on said screen 2) by means of means for matching the input impedance of said microphone (20) to the impedance acoustics of the air. 8) microphone assembly according to claim 17, characterized in that said impedance matching means consist of a horn (13). 19) microphone assembly characterized in that it consists of a microphone (20) according to one of claims 1 to 8 and means for adapting the input impedance of said microphone (20) to the acoustic impedance of the air. 20) microphonic assembly according to claim 19, characterized in that said impedance matching means consist of a horn (13).