FR3054756A1 - Procede d'ajustement du niveau des frequences basses musicales en fonction du niveau d'ecoute - Google Patents

Procede d'ajustement du niveau des frequences basses musicales en fonction du niveau d'ecoute Download PDF

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Abstract

Procédé d'ajustement du niveau des fréquences basses musicales en fonction du niveau d'écoute. Suivant ce procédé, on mesure le niveau de restitution de la musique que l'on compare à un niveau de référence et si le niveau de restitution est inférieur au niveau de référence on augmente le niveau des basses fréquences de manière sensiblement proportionnelle à la différence entre le niveau de référence et le niveau mesuré pour conserver l'équilibre tonal du morceau musical.

Description

054 756
01171 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
COURBEVOIE ©IntCI8: H 03 G 1/00 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 29.07.16. © Demandeur(s) : CARPENTIER CLAUDE BERNARD
(© Priorité : ROCH ANDRE— FR.
@ Inventeur(s) : CARPENTIER CLAUDE.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 02.02.18 Bulletin 18/05.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : CARPENTIER CLAUDE BERNARD
apparentés : ROCH ANDRE.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : CARPENTIER CLAUDE.
Pb PROCEDE D'AJUSTEMENT DU NIVEAU DES FREQUENCES BASSES MUSICALES EN FONCTION DU NIVEAU D'ECOUTE.
FR 3 054 756 - A1
Procédé d'ajustement du niveau des fréquences basses musicales en fonction du niveau d'écoute.
Suivant ce procédé, on mesure le niveau de restitution de la musique que l'on compare à un niveau de référence et si le niveau de restitution est inférieur au niveau de référence on augmente le niveau des basses fréquences de manière sensiblement proportionnelle à la différence entre le niveau de référence et le niveau mesuré pour conserver l'équilibre tonal du morceau musical.
Figure FR3054756A1_D0001
Figure FR3054756A1_D0002
i
La présente invention est un nouveau procédé d'amélioration de la diffusion des basses fréquences musicales.
En discothèque, le niveau d'écoute maximum autorisé par la loi est de 105 dB. Il est naturellement toujours atteint et souvent même dépassé. Aussi, les créateurs de musiques modernes mixent leurs œuvres pour être écoutées à ce niveau.
Mais, en dehors des discothèques, il n'y a guère qu'en voiture où l'on puisse atteindre ce niveau d'écoute sans se fâcher avec tout le voisinage.
En appartement, il est de bon ton de ne pas dépasser les 85 dB pour ne pas gêner les voisins. Parfois même on ne dépasse pas les 65 dB pour ne pas gêner l'entourage ou parce que l'on est occupé à autre chose.
Or, il est connu que la sensibilité relative de l'oreille humaine aux différentes fréquences audibles varie avec le niveau d'écoute et que notamment, l'oreille est de moins en moins sensible aux fréquences basses au fur et à mesure que le niveau d'écoute s'abaisse.
Et donc lorsqu'on écoute à un niveau sensiblement moins élevé que le niveau d'écoute au mixage, la reproduction semble manquer de basses.
Afin compenser ce manque de basses, certains amplificateurs HIFI sont équipés d'un moyen de les augmenter. Ce moyen est souvent un bouton poussoir qui les augmente d'une valeur fixe, qui en général ne correspond pas à la valeur requise par le niveau d'écoute.
Un système plus évolué consiste à prévoir un relevé progressif des basses fréquences couplé avec le potentiomètre de volume.
La société HARMAN dans son brevet américain N° 7 016 509 a proposé un procédé de relevé des basses fréquences basé sur la mesure du niveau du signal de modulation qui consiste à effectuer une augmentation du niveau des basses fréquences inversement proportionnelle au niveau de la modulation.
Ces deux derniers procédés sont purement électroniques et ils ne prennent pas en compte le niveau acoustique de la modulation. Ils ont besoin pour fonctionner correctement d'être calibrés ce qui demande l'intervention d'un technicien à la mise en route de l'installation ce qui les réserve aux installations de très haut de gamme.
On connaît aussi le brevet US 2014/0321670 déposé par SONY qui décrit un procédé d'ajustement du niveau relatif des basses fréquences en fonction du niveau sonore éventuellement mesuré à l'aide d'un microphone. Mais ce procédé fonctionne mal car d'une part le niveau sonore est évalué sans pondération et d'autre part, il n'est pas pourvu d'un moyen d'annuler le relevé des basses en l'absence de signal ce qui fait que lorsqu'un morceau de musique débute par une note basse puissante ce qui n'est pas rare et que le niveau d'écoute est important, le système sature.
La présente invention est un nouveau procédé automatique et précis de réglage du niveau relatif des basses fréquences en fonction du niveau sonore comportant d'une part un moyen d'évaluation du niveau sonore avec pondération et d'autre part un moyen de supprimer l'augmentation des basses fréquences en l'absence de signal de modulation.
Pour connaître le gain qu'il faut appliquer à une bande de fréquence lorsque la musique est écoutée à un niveau inférieur au niveau de référence pour conserver le niveau relatif d'audibilité des basses fréquences on consulte les courbes d'isosonie qui sont présentes dans tous les manuels d'acoustique.
Supposons que le niveau de reproduction soit de 7 0 dB et que le niveau de référence soit de 105 dB et que l'on cherche quel gain appliquer à la bande des 40 Hz.
A 105 dB il faut augmenter la bandes des 40 Hz de 12 dB pour avoir l'impression de l'entendre au même niveau que la bande des 1000 Hz.
A 70 dB il faut augmenter la bande des 40 Hz de 19 dB pour avoir l'impression de l'entendre au même niveau que la bande des 1000 Hz.
Il faut donc appliquer une augmentation de la bande 40 Hz de 19 dB - 12 dB = 7 dB pour conserver le niveau relatif apparent de cette bande de fréquences.
Le tableau ci-dessous montre le gain qu'il faut appliquer aux bandes des 20 Hz, 40 Hz, 80 Hz et 160 Hz aux niveaux d'écoute 100 dB, 80 dB, 70 dB et 60 dB, pour conserver le niveau relatif apparent des basses fréquences.
20 Hz 40 Hz 80 Hz 160 Hz
100 dB 1 0 0 0
90 dB 3 1 0 0
80dB 7 3 1 0
70 dB 12 7 3 1
60 dB 16 10 6 2
La figure 1 est le schéma général d'un dispositif conforme au procédé suivant la présente invention. Une source de modulation sonore 1 alimente un filtre passe-bas d'ordre 1 : 2. Ce filtre alimente un amplificateur commandé en tension 3 qui lui même alimente un amplificateur de puissance 4 qui fait la somme entre le signal issu de 3 et le signal issu de 1 et alimente le haut-parleur 5. Le haut-parleur émet donc une modulation qui est la somme entre la modulation d'origine et cette même modulation d'origine filtrée par un filtre passe-bas d'ordre 1 dont le niveau varie en fonction du niveau de pression acoustique émise par le haut-parleur.
Pour cela un microphone 6 délivre une tension proportionnelle à la pression acoustique dans l'environnement de l'auditeur. Ce signal est filtré par un filtre de pondération 7.
De très bons résultats sont obtenus en filtrant le signal issu du microphone à l'aide d'un filtre reproduisant la courbe de pondération A définie par la norme CEI 61672.
La tension issue de 7 est redressée par le redresseur sans seuil 8. La tension continue issue de 8 alimente le configurateur de tension 9 chargé d'élaborer une tension apte à piloter l'amplificateur 3.
La modulation issue de 1 est introduite dans le circuit 10 agencé pour commander au circuit 9 l'annulation du relevé des basses en l'absence de signal à la sortie de la source 1.
La fonction de transfert d'un filtre passe-bas composé d'une résistance R et d'un condensateur C égale à + jwRC
G étant le gain de l'amplificateur 3 le montage de la figure 1 fournit une pression acoustique proportionnelle à :
[,+^U
1+jwRC
Dont le module est égal à :
!(G + })2 +(RCw)2 l + (7?Cw)2
Les courbes de la figure 2 sont la valeur en décibel de ce module entre 60 dB et 100 dB aux différentes fréquences en prenant RC = 0,026.
La courbe 1 est la courbe de réponse du dispositif de la figure 1 pour un niveau acoustique de 60 dB. Elle est obtenue avec G = 20 soit 26 dB.
La courbe 2 est la courbe de réponse du dispositif de la figure 1 pour un niveau acoustique de 70 dB. Elle est obtenue avec G = 10 soit 20 dB.
La courbe 3 est la courbe de réponse du dispositif de la figure 1 pour un niveau acoustique de 80 dB. Elle est obtenue avec G = 5 soit 14 dB.
La courbe 4 est la courbe de réponse du dispositif de la figure 1 pour un niveau acoustique de 90 dB. Elle est obtenue avec G = 2,5 soit 8 dB.
La courbe 5 est la courbe de réponse du dispositif de la figure 1 pour un niveau acoustique de 100 dB. Elle est obtenue avec G = 1,25 soit 2 dB.
L'amplificateur 3 est un circuit THAT 2181 dont le gain est égal à 1 lorsque sa tension de commande est nulle et qui augmente de 1 dB lorsque sa tension de commande diminue de 0,006 volts.
A 60 dB la tension de commande doit être de - 0, 156 volts
A 70 dB la tension de commande doit être de - 0, 120 volts
A 80 dB la tension de commande doit être de - 0, 084 volts
A 90 dB la tension de commande doit être de - 0,048 volts
A 100 dB la tension de commande doit être de - 0,012 volts
La tension issue du circuit 8 est égale à :
volts à 100 dB
3,3 volts à 90 dB volt à 80 dB
0,33 volts à 70 dB
0,1 volts à 60 dB
On en déduit que la tension de sortie du circuit 9 doit être égale à :
IZ log — — 0,084 volts 15
Ce dispositif pourra équiper des matériels de reproduction sonore.

Claims (3)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Procédé de compensation du niveau des fréquences basses d'un système de reproduction musical augmentant le niveau relatif des basses fréquences lorsque le niveau de reproduction diminue du type commandé par un microphone mesurant la pression acoustique dans l'environnement de l'auditeur et caractérisé par le fait que la pression acoustique est mesurée au travers d'un filtre de pondération diminuant l'influence des fréquences basses et par le fait que l'augmentation des basses fréquences est annulée en l'absence de modulation sonore.
  2. 2 - Dispositif de traitement des basses fréquences mettant en œuvre le procédé selon la revendication 1 comportant un microphone étalonné, un filtre de pondération A, un circuit redresseur, un configurateur de tension apte à commander un amplificateur commandé en tension permettant de relevé des basses fréquence en fonction du niveau sonore détecté par le microphone et un moyen détection du niveau du signal source commandant l'annulation de l'augmentation du niveau relatif des basses fréquences en l'absence de modulation sonore.
  3. 3 - Matériel de reproduction sonore équipé d'un dispositif de traitément des basses fréquences conforme au procédé de la revendication 2.
    5 6
    1 2 10 3 9 8 4 7
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