Brevet FR2001114A1 — publié le 19690926

- 1 - 2001114 Pour la sonorisation de salles, il est connu d'enregistrer à l'aide d'un microphone les signaux sonores provenant d'une source, de les amplifier et de les reproduire ensuite à travers un ou plusieurs haut-parleurs. On sait égal-ement que l'amplification de ces signaux so-5 nores n'est pas illimitée, étant donné que du fait de la rétroaction du (des) haut-parleur(s) par la salle vers le microphone, un tel système de transmission devient" instable et se met à accrocher. Dans des salles, l'amplification est pour cette raison, généralement poussée jusqu'à un niveau auquel le système se met à accrocher 10 et diminuée ensuite d'environ 3 à 6 dB afin qu'elle soit tellement éloignée du point de fonctionnement instable que même une modification du timbre du son reproduit dans la salle soit empêchée* Toutefois, pour améliorer la transmission des signaux sonores, on peut utiliser plusieurs procédés* Le plus simple consiste à rapprocher 15 la source sonore du microphone, le niveau des signaux sonores reproduits par le(s) haut—parleur(s) augmentant en conséquence. On procède ainsi lorsqu'il s'agit de systèmes utilisés pour la diffusion de musique légère et de renseignements au public. Bans de nombreux cas toutefois, l'accroissement du niveau sonore ainsi obtenu est insuffisant; en outre 20 la nature des sources "sonores ne permet pas toujours leur rapprochement vers le microphone. Le brevet français No. 712.588 traite d'un système de transmission électro-acoustique dont le facteur d'amplification est agrandi du fait d'une modulation appropriée des signaux sonores. On y parvient 25 en imprimant un mouvement continu au microphone du système, ou en disposant un obstacle mobile dans la salle. La caractéristique de transmission entre le microphone et le haut-parleur varie ainsi continuellement, et il y a lieu de tenir compte uniquement d'une caractéristique de transmission moyenne, excluant les valeurs les plus défavorables de la caractéristique» 30 Malheureusement la modulation utilisée est clairement perceptible par les auditeurs et très gênante par exemple en cas de reproduction de musique» Le brevet américain No* 3.183«304 traite d'un dispositif dans le circuit de transmission duquel tous les signaux sonores, captés par le microphone, sont déplacés d'environ 5 Hertz en fréquence permettant 35 également de tenir compte d'une caractéristique de transmission moyenne, de sorte qu'un niveau sonore plus élevé peut être obtenu dans la salle» Toutefois le déplacement en fréquence est parfaitement audible et inadmissible en cas de reproduction de musique. L'invention concerne un système de transmission électro-40 acoustique destiné à un auditorium et comportant un certain nombre de ca 69 Ô1950 - 2 - 2001114 naux de transmission séparés dont chacun est constitué par au moins un microphone qui, à travers un amplificateur, est relié à au moins un haut-parleur. Un tel système est décrit dans- les brevets britannique 5 974-701 et 1.076.821. Dans ce système, chaque canal sonore, qu'il appartienne au côté microphone ou au côté haut-parleur, comporte un filtre très sélectif, de sorte que chaque canal est actif uniquement dans line bande de fréquences très étroite* L'ensemble des canaux couvrent, en théorie, le domaine désiré des fréquences audibles* En 10 pratique toutefois, on a dû. se contenter du domaine limité par les fréquences 30 et 300 Hz. Chaque canal comporte en outre un élément correcteur de phase. Les microphones et les haut-parleurs de chaque canal sont placés en des endroits permettant une transmission pratiquement optimale pour la fréquence à laquelle le canal est accordé* 15 L'invention est principalement caractérisée en ce que chaque partie du domaine de fréquences à reproduire, de toutes les sources sonores prévues dans l'auditorium, est transmise par au moins 10 canaux, l'amplification en boucle de chaque canal en ce qui concerne l'énergie acoustique étant, au maximum, égale à 0,04. 20 Par "amplification en boucle", il y a lieu d'entendre ici le facteur d'amplification d'un seul canal ouvert, tous les autres canaux étant en service. L'invention permet, d'une part d'atteindre un haut facteur d'amplification dans un système de transmission stable sans devoir re-25 courir à un changement de la position en fréquence du signal sonore présenté, et d'autre part, de réaliser de manière tout à fait différente que dans le. système traité dans lesdits brevets britanniques, une durée de réverbération plus longue» Pour ce faire, on part de l'idée que dans une enceinte conte-30 nant un'microphone et un haut-parleur interconnectés par l'intermédiaire d'un amplificateur, la stabilité de la rétroaction ainsi constituée subit peu d'influence de la part d'un deuxième canal occupant la même enceinte et pratiquement identique au premier en ce qui concerne leurs . qualité moyennes, la stabilité de ces deux circuits à rétroaction 35 subissant également peu d'influence de la part d'un troisième canal pratiquement identique. lie système de transmission électro-acoustique étant étendu ainsijusqu'à n canaux sonores séparés, l'amplification de chaque canal sera évidemment quelque peu diminuée, mais-un auditeur placé dans l'enceinte observe le son produit par 11 haut—parleurs ou groupes de hau1>-_ 40 parleurs, ce qui signifie une amplification considérable du son. 69 01950 - 3 - 2001114 Conformément â l'invention, l'invention atteint un deuxième "but, â savoir une durée de réverbération plus longue d'une enceinte fermée ou ouverte dans le cas de représentations en plein air. Lorsque dans de telles enceintes on dispose un grand nombre de canaux 5 comportant des microphones et des haut-parleurs placés en des endroits, tels que nulle part le son d'un haut-parleur atteigne l'auditeur dans l'enceinte plias rapidement que le son direct d'une source sonore disposée en un endroit quelconque, on obtient non seulement une élévation du niveau sonore, mais également line durée de réverbération plus longue. 10 II s'établit ainsi un champ sonore diffus à densité énergétique élevée-Le système de transmission étant utilisé spécialement comme installation de réverbération dans une salle, un mode de réalisation conforme à l'invention est caractérisé en ce que les canaux de transmission sont répartis en groupes occupant un endroit déterminé de 15 l'enceinte, la pression sonore moyenne provenant de chaque haut-parleur d'un groupe étant pratiquement la même près de chaque microphone du groupe que dans un endroit quelconque de la partie de l'auditorium couverte par ce groupe- L'auditorium peut être par exemple une grande salle de con-20 cert comportant un podium dont l'étendue rend opportun d'y ménager plusieurs canaux. Le nombre total de canaux de transmission y est subdivisé en groupes de canaux occupant un endroit déterminé. Un tel montage est avantageux lorsque les différences en couplage acoustique entre chaque microphone et chaque- haut-parleur sont 25 maintenues inférieures à 5 clB* Bans autre mode de réalisation conforme à l'invention, la plupart des haut-parleurs sont dirigés sur la partie de 1'auditorium destinée au public, la plupart des microphones se-trouvant dans le reste de 1'auditorium. Les microphones peuvent alors être suspendus au-dessus 30 du podium, les haut-parleurs étant disposés sous forme de colonnes contre les parois de l'auditorium. Un système de transmission électro-acoustique conforme â 1:invention peut être utilisé également pour coupler acoustiquement entre elles deux salles qui, du point de vue de la construction, n*ont auctrne 35 liaison acoustique. A cet effet, les microphones d'un certain nombre de canaux de transmission sont disposés dans une" salle, et les haut-parleurs de chacun de ces canaux dans l'autre salle, les microphones et les haut-par-leurs 'd'un nombre environ égal de canaux de transmission étant .disposés çQpY ? 40 de manière inverse. 69 01950 2001114 La durée de réverbération-d'une salle peut devenir plus longue lorsque l'autre salle fait office d'enceinte de réverbération. Dans un autre mode de réalisation conforme à l'invention, le _ système de transmission électro-acoustique comporte un certain nombre 5 de canaux de transmission dans lesquels est disposé un dispositif retardateur électrique. Il peut être souhaitable aussi d'amplifier spécialement certaines parties du domaine des fréquences audibles. A cet effet, le système de transmission comporte des canaux additionnels. 10 II est particulièrement favorable lorsque chaque canal donne lieu à une même amplification en boucle ; en effet, le réglage du système s'en trouve considérablement simplifié. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre com-15 ment l'invention peut être réalisée. La figure 1 illustre schématiquement une enceinte équipée d'un système de transmission conforme à l'invention. La figure 2 illustre schématiquement une salle de théâtre qui est utilisée comme salle de concert et équipée d'un système de transmis-20 sion conforme à l'invention. La figure 3 illustre schématiquement une salle de collège équipée d'un dispositif de transmission conforme à l'invention. La figure 4 illustre schématiquement deux salles, couplées acoustiquement conformément à l'invention. 25 Sur la figure 1, une salle rectangulaire (l) comporte quatre canaux de transmission (2), (3), (4), (5), formant deux groupes de deux canaux alignés. Chaque canal comporte un microphone A, un amplificateur B et un haut-parleur C, ces constituants étant pratiquement identiques pour chaque canal. 30 La densité énergétique du champ sonore diffus formé par le système de transmission croît avec le nombre de canaux. Cette augmentation rend plus longue également la durée de réverbération de la salle. Pour doubler cette durée, le nombre de canaux nécessaires à cet effet dépend du degré de modification admissible en ce qui concerne le timbre 35 du son. Généralement, on atteint alors un nombre de canaux variant entre 50 et 100. Pour doubler la durée de réverbération, il est nécessaire de doubler également la puissance fournie dans l'enceinte. 69 01950 - 5 - 2001114 Exemple: Soit un orchestre symphonique dont émane une énergie acoustique atteignant quelques dizaines de Watts. Dans ce cas, l'ensemble des haut-parleurs doit absorber une puissance électrique qui, multipliée 5 par le rendement électro-acoustique, doit être égale â ladite énergie acoustique émise. Celle-ci étant par exempled*environ 50 Watts, et le rendement des haut-parleurs de puissance de 10 Watts étant de 5%, un nombre de canaux égal à 100 est nécessaire et suffisant pour fournir cette puissance. 10 Le point de fonctionnement des amplificateurs est déterminé par la considération que la transmission d'énergie entre le haut—parleur et le microphone de chaque canal distinct doit être inférieure à 2^ ^ n> expression dans laquelle n désigne le nombre de haut-parleurs. Si l'enceinte en question est un théâtre en plein air, il 15 est impossible de donner des prescriptions au sujet de son dimensioime-ment, ce dernier devant donc être déterminé empiriquement. La disposition des microphones et des haut—parleurs est relativement quelconque, ces appareils se trouvant de préférence situés dans leur rayon de résonance respectif. 20 Chaque.canal couvre généralement le domaine entier des fré quences audibles. Il se peut que dans certains cas, une amplification additionnelle d'une partie du domaine des fréquences audibles soit nécessaire, par exemple la partie comportant les graves. A cet effets on ajoute des canaux additionnels. 25 La fig. 2 est une coupe schématique d'une salle de concert ou d'une salle d'opéra (6). Les propriétés acoustiques généralement très différentes de ces salles en ce qui concerne leur podium (7) et 1:enceinte réservée aux spectateurs, rendent nécessaires de subdiviser les canaux en groupes. Un groupe, souvent constitué par plus de 20 canaux 30 désignés ici schématiquement par (10) et (11), est disposé dans l'enceinte limitant le podium. Le système de transmission de ce groupe agit donc exclusivement dans cette enceinte. Des groupes individuels (12), (13), (14) et (17) sont aménagés également dans l'enceinte réservée aux spectateurs, enceinte comportant la pertie inférieure (9) et le balcon ' 35 (8). Le podium (-7) et le reste de la salle sont reliés acoustiquement par un groupe désigné schématiquement par (15) et (16). La fig. 3 illustre schématiquement en coupe une salle de collège ou de théâtre dans laquelle sont disposés un grand nombre de canaux (22), (23), (24) et (25). 40 L'orateur se trouve sur le podium (21) au-dessus duquel sont 69 01950 6 2001114 suspendus tous les microphones A, les haut-parleurs C étant disposés sous forme de colonnes le long des parois latérales de.la salle. La succession des microphones A au-dessus du podium ne doit pas correspondre à celle des haut-parleurs C dans la salle. 5 L'orateur peut se déplacer sur le podium et même tourner le dos aux auditeurs ; ceux-ci, indépendamment de la Dlace occupée sur le podium par l'orateur et de sa position par rapport au public, n'ont aucune difficulté à écouter sa voix. Sur la figure 4, deux salles (30) et (31) qui du point de vue 10 constructif n'ont aucune liaison acoustique, sont reliées entre elles par un système de transmission électro-acoustique, la salle (31) étant aménagée spécialement comme enceinte de réverbération. Les haut-parleurs C d'un certain nombre de canaux, désignés schémati quement par (32)et (33), se trouvent dans la salle à sonoriser (30), et les 15 microphones correspondants A' dans une salle (31) faisant office d'enceinte de réverbération. Un même nombre de canaux, désignés schématiquement par (34) et (35), sont disposés entre les deux salles, tous les microphones A de ces canaux étant disposés dans la salle (30) et tous les microphones correspondantes C1 dans la salle (31). 20 Abstraction faite de la restriction déjà signalée, la disposition des microphones A et des haut-parleurs C dans la salle (3Q) est absolument quelconque. A travers des canaux (34) et (35), le son capté par les microphones A est émis dans l'enceinte de réverbération (31) par les haut-parleurs C'. 25 Dans cette enceinte (31), les signaux sonores fortement réfléchis sont enregistrés par les microphones A' et,, par l'intermédiaire des^canaux (32) et (33) dirigés vers la salle (30) après amplification par les haut-parleurs C. Les auditeurs occupant la salle (30) ont alors l'impression que la salle est devenue beaucoup plus grande par suite des temps de transit plus élevés dans 30 la durée de réverbération des ondes sonores. 69 01950 7 2001114 REVENDICATIONS 1Un système de transmision électro acoustique destiné à un auditorium et comportant un certain nombre de canaux de transmission séparés 5 dont chacun est constitué par au moins un microphone qui-, à travers un amplificateur, est relié à au moins un haut-parleur, caractérisé en ce que chaque partie du domaine de fréquence à reproduire, de toutes les sources sonores prévues dans l'auditorium, est transmise par au moins 10 canaux, l'amplification en boucle de chaque canal en ce qui concerne l'énergie 10 acoustique étant, au maximum, égale à 0,04. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux de transmiss, on sont répartis en groupes occupant un endroit déterminé de l'enceinte, la pression sonore moyenne provenant de chaque haut-parleur d'un groupe étant pratiquement la même près de chaque microphone du groupe que 15 dans un endroit quelconque de la partie de l'auditorium couverte par ce groupe. 3.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différences en couplage acoustique entre chaque microphone et chaque haut-parleur sont maintenues inférieures à 5 dB. 4.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plu-20 part des haut-parleurs sont dirigés sur la partie de l'auditorium destinée au public, la plupart des microphones se trouvant dans le reste de l'auditorium. 5.-Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'auditorium est constitué par deux salles qui, du point de vue de la construction, . n'ont aucune liaison acoustique alors que les microphones d'un certain nombre 25 de canaux de transmission sont disposés dans une salle, et les haut-parleurs de chacun de ces canaux dans l'autre salle, les microphones et les haut-parleurs d'un nombre environ égal de canaux de transmission étant disposés de manière inverse. 6.- Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une des 30 salles fait office d'enceinte de réverbération. 7.- Système selon l'une des revendications précédentes,caractérisé en ce quJun certain nombre de canaux de transmission comporte un dispositif retardateur électrique. 8.- Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé ■ 35 en ce qu'il comporte des canaux additionnels transmettant exclusivement une certaine partie du domaine des fréquences audibles. 9.- Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amplification en boucle de chaque canal est pratiquement la même •