Brevet FR2086513A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne "une installation pour émission de signaux acoustiques, décalés dans le temps, qui est d'une utilité particulière dans un appareil de reproduction sonore stéréophonique. 5 II est connu d'utiliser un système de reproduction stéré ophonique à quatre canaux pour obtenir un effet stéréophonique en relief ayant le même réalisme que s'il était produit dans line salle de concert» Dans un tel cas, deux haut-parleurs principaux sont disposés diagonalement en face d'un auditeur et deux haut-10 parleurs secondaires sont placés diagonalement derrière lui. Les haut-parleurs principaux droite et gauche reçoivent respectivement les signaux stéréophoniques de droite et de gauche* Les signaux stéréophoniques de droite et de gauche sont additionnés grâce à un réseau de sommation et le signal résultant est 15 envoyé aux deux haut-parleurs secondaires à travers un dispositif à retard» Dans ce cas, les haut-parleurs principaux reproduisent les sons directs, autrement dit ceux qui sont en provenance de sources sonores, tandis que les haut-parleurs secondaires reproduisent des sons retardés, autrement dit des sons à réverbération « 20 Dans une salle de concert, les sons en provenance de diffé rents instruments musicaux tombent directement sur les oreilles, tandis que ces sons se réfléchissent sur le plafond, les murs, le plancher et analogue de la salle de concert et atteignent les oreilles avec un certain retard sur les sons directs. Ainsi, un 25 tel système de reproduction sonore stéréophonique délivre des sons avec un effet stéréophonique accru possédant le même réalisme que celui obtenu dans la salle de concert. Une telle installation exige un dispositif à retard de réalisation simple et possédant d'excellentes caractéristiques en 30 ce qui concerne le son retardé ou de réverbération. Jusqu'à maintenant; les dispositifs à retard acoustiques, électriques et mécaniques connus, employent un enregistreur de bande magnétique, ou un ressort spiral ou autres organes. Le dispositif à retard qui utilise un enregistreur de bande magnétique est excel-35 lent pour les caractéristiques électriques, mais défectueux, en ce sens qu'il ne peut pas faire un long usage et qu'il est volumineux, parce qu'il comporte des éléments à usure tels qu'un moteur électrique, une bande magnétique, une tête magnétique et ainsi de suite. Le dispositif à retard qui utilise le ressort 40 spiral est de faibles dimensions et ne comporte pas d'éléments soumis à usure, mais il possède de faibles caractéristiques 71 15643 - 2 - 2086513 électriques. En. outre, aucun dispositif à retard de faibles dimensions n!a été proposé pour fournir un certain nombre de signaux retardés ou de signaux réverbérants, et ceci simultanément. 5 Le but de la présente invention est de réaliser une installation à retard perfectionné pour signal acoustique, qui délivre simultanément un certain nombre de signaux retardés ou réverbérants, avec laquelle un signal, une fois retardé par un dispositif à retard, est renvoyé à ce même dispositif afin de déli-10 vrer de multiples signaux retardés ou réverbérants. L'installation pour signal acoustique doit comporter un élément à retard acoustique de faibles dimensions et facile à manipuler. Une telle installation est particulièrement utile quand 15 elle est employée dans un appareil de reproduction sonore stéréophonique pour obtenir un effet réverbérant plus réaliste. L'invention a pour objet une installation pour l'émission de signaux acoustiques décalés dans le temps, qui comprend un ! premier canal pour transmettre les signaux acoustiques principaux, 20 un second canal relié au premier canal pour transmettre les signaux principaux, un passage sonore relié au second canal, et un haut-parleur alimenté par ces signaux principaux et monté sur ce passage sonore de façon à produire un son dans ledit passage, installation caractérisée en ce qu'un certain nombre de microphones 25 espacés sont montés sur ce passage sonore, de façon à transformer le son en un certain nombre de signaux électriques possédant différents temps de retard ; des moyens étant prévus pour renvoyer l'un au moins de ces signaux électriques vers le dit haut-parleur. L'invention sera mieux comprise en regard de la descrip-30 tion ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 est un bloc diagramme montrant un système de reproduction stéréophonique auquel cette intention peut s'appliquer , 35 - la figure 2 est une vue de dessus en plan d'une salle d'écoute qui montre la disposition relative des haut-parleurs et de l'auditeur, - la figure 3 est un bloc diagramme d'un modèle de cette invention, 40 - la figure 4 est un bloc diagramme d'un autre modèle de cette invention, et 71 15643 - 3 - 2086513 - la figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif à retard utilisé dans cette invention. la figure 1 représente un modèle de réalisation de l'invention en combinaison avec un système de reproduction stéréopho-5 nique. Dans le présent exemple, deux bornes d'entrée 5 et 6 sont reliées à un appareil de reproduction stéréophonique habituel comme, par exemple, un enregistreur de bande magnétique stéréophonique, un appareil phonographique stéréophonique ou analogue, et les bornes d'entrée 5 et 6 sont respectivement alimentées par des 10 signaux stéréophoniques gauche et droit, le signal de gauche délivré à la borne 5 est envoyé à travers un préamplificateur 7a au canal de gauche 3a et de là, à l'amplificateur 7b du canal de gauche, pour être ensuite appliqué au haut-parleur stéréophonique gauche SP1. De son côté, le signal de droite, délivré à la borne 6, 15 est envoyé à travers un pré-amplificateur 8a au canal de gauche 4a et de là, à l'amplificateur 8b, pour être ensuite appliqué au haut-parleur stéréophonique droit SP2. Deux conducteurs >b et 4b sont reliés en série aux canaux gauche et droit 3a et 4a, et sont reliés à un réseau de 20 soustraction afin de fournir un signal de différence entre les signaux stéréophoniques gauche et droit, par exemple (G-D). le circuit 9 peut être un circuit habituel, dans lequel l'un des signaux stéréophoniques gauche et droit G et D est inversé en phase par un transformateur, puis est combiné avec l'autre signal. D'au-25 tre manière, l'un des signaux est appliqué à une borne d'entrée d'un amplificateur à un étage et le signal de sortie inversé en phase, obtenu à partir de celui-ci, est combiné avec l'autre signal, le signal de différence est sur un dispositif à retard 10 afin d'obtenir un signal retardé ou réverbérant que l'on décrira 30 plus loin. la sortie du dispositif 10 est reliée à deux haut-par-leurs secondaires SP3 et SP4 à travers deux amplificateurs 11 et 12, respectivement» Une disposition préférée des haut-parleurs est représentée dans la figure 2. Avec cette disposition, un auditeur 2 peut 35 écouter les sons stéréophoniques de gauche et de droite délivrés par les haut-parleurs principaux SP1 et SP2 qui sont situés aux coins gauche et droite d'une chambre d'écoute 1, en face de l'auditeur, et, en même temps, les sons réverbérants délivrés par les haut-parleurs secondaires SP3 et SP4 situés aux coins gauche et droite de 40 la chambre 1, derrière l'auditeur. Par suite, l'auditeur a la sen 71 15643 - 4 - 2086513 sation que lea sons individuels viennent de différents endroits, comme le font les sons d'origine. Ceci est tout à fait impossible avec n'importe lequel des systèmes de reproduction stéréophoniques classiques à deux canaux. 5 la figure 3 représente un exemple concret de l'invention, dans lequel des numéros de référence et des symboles identiques à ceux de la figure 1 indiquent des éléments identiques ; aucune description détaillée n'en sera donnée dans un but de concision. Dans le présent exemple, le réseau de soustraction 9 est constitué 10 par les amplificateurs 13 et 14 reliés respectivement aux canaux gauche et droit 3b et £b, dans lesquels l'amplificateur 14 comporte des moyens d'inverser la phase» et les amplificateurs 13 et 14 sont interconnectés par les résistances 16 et 17 respectivement comme en 15 où les signaux stéréophoniques gauche et droit sont combinés 15 entre eux. le dispositif à retard 10 de la présente invention est du type acoustique et prend la forme d'un conduit à air 18. Il est prévu, couplé mécaniquement à une extrémité du conduit 18, à l'intérieur de celui-ci, un transducteur pour convertir le signal de 20 différence (G--D) en un signal sonore, autrement dit un petit haut-parleur 19. Le signal de différence (G-D) est envoyé de la jonction 15 au haut-parleur 19 à travers un amplificateur 36. le signal sonore transformé par le haut-parleur 19 à partir du signal de différence (Gf-D) se déplace vers la droite de la figure dans 25 le conduit 18. En outre, celui-ci comporte un certain nombre de transducteurs électromécaniques espacés, autrement dit des microphones, qui sont montés à une distance déterminée du haut-parleur 19» Dans le présent exemple les microphones sont trois en tout, et les premier, second et troisième microphones 20, 21 et 22 sont 30 disposés respectivement aux endroits où ils captent le son 15, 30 et 45 millisecondes après l'émission sonore du haut-parleur 19. Un. signal électrique retardé transformé par le premier microphone 20 est appliqué au point de connexion 27 à travers un amplificateur 23, un contrôleur de volume 25 et une résistance 26, 35 De même, les signaux retardés produits par les second et troisième microphones 21 et 22 sont appliqués au point de connexion ci-dessus mentionné 27, à travers les amplificateurs 28 et 29, les contrôleurs de volume 30 et 31 et les résistances 32 et 33* De plus, un canal de contre-réaction 34 est prévu entre le point de 40 connexion et le haut-parleur 19. Autrement dit, un signal composi 71 15643 - 5 - 2086513 te obtenu au point de connexion 27 est atténué par une résistance 35, puis appliqué à l'amplificateur 36 en même temps que le signal obtenu au point de connexion 15» Par suite, le haut-parleur 19 est alimenté par le signal 5 composite en plus du signal de différence (G-D) obtenu à partir du réseau de soustraction 9. Autrement dit, quand un signal est délivré au haut-parleur 19, les premiers signaux retardés sont captés par les microphones 20, 21 et 22, puis appliqués comme signal composite au 10 haut-parleur 19 de façon à obtenir des seconds signaux retardés sur les microphones 20 à 22 qui sont envoyés comme signal composite à nouveau au haut-parleur 19. Ainsi, l'opération ci-dessus se répète de façon à obtenir, au point de liaison 27, les signaux composites des premier, second et nième signaux retardés. les 15 signaux composites ainsi obtenus sont des signaux réverbérants, qui sont reproduits par les haut-parleurs SP3 et SP4 de façon à donner l'illusion satisfaisante d'un champ sonore. Dans ce cas, l'auditeur 2 peut goûter de différentes illusions de champs sonores en réglant simplement les volumes sonores. 20 Da figure 4 représente un modèle modifié de cette inven tion, dans lequel les bornes d'entrée et de sortie 40 et 41 correspondent aux points de connexion 15 et 27 de l'exemple ci-dessus, respectivement. Par suite, le signal de différence obtenu sur la borne d'entrée 40 est amplifié par un amplificateur 42, puis four-25 ni à un haut-parleur 44 monté à une extrémité d'un conduit d'air 43. l'autre extrémité 45 du conduit d'air 43 n'est pas réfléchissante» Sur le conduit d'air 43 sont montés les microphones 46a, 46b 46n en des emplacements déterminés, et les sorties de ces microphones sont envoyées sur les contacts fixes 48a à 48n d'un commu-30 tateur 47. Par suite, grâce au jeu sélectif du commutateur 47, un signal de différence retardé voulu (G-D) est capté et envoyé sur la borne 41 à travers un amplificateur 49. Dans ce cas, l'auditeur 2 peut choisir à volonté le temps de retard. Gomme on l'a décrit dans ce qui précède, la présente in-35 vention permet d'obtenir un certain nombre de premiers signaux retardés derrière un signal principal et des second, troisième,... nièmes signaux qui sont, ensuite, retardés et diminuent progressivement de niveau. la figure 5 représente un conduit d'air 18 du disposi-40 tif 10 qui est employé dans cette invention, dans lequel le conduit est replié plusieurs fois sur lui-même, un haut-parleur 19 71 15643 - 6 - 2086513 étant fixé sur l'extrémité d'entrée du conduit,, et trois microphones 20» 21 et 22 étant disposés, en des emplacements déterminés. Un absorbant acoustique 50 est fixé à l'intérieur de l'extrémité de sortie du conduit d'air 18 de façon à empêcher la réflexion du 5 son. Avec le système de reproduction stéréophonique ci-dessus dans lequel les signaux acoustiques d'un certain nombre de canaux sont envoyés sur un haut-parleur principal» et un signal de différence entre les signaux acoustiques de deux des canaux est appli-10 qué à un haut-parleur auxiliaire après avoir été retardé» l'auditeur a l'illusion d'être assis dans une salle de concert. Dans celle-ci, les sons en provenance de différents instruments musicaux tombent directement sur les oreilles, tandis qu'ils se réfléchissent sur le plafond» les murs» le plancher et analogue de la salle de concert 15 et atteignent les oreilles avec tua certain retard sur les sons directs. Dans ce cas» les différences de temps, de phase et de niveau entre les sons directs en provenance de la même source sonore sont faibles, alors que ces différences entre les sons indi-20 rects sont relativement importants. Par conséquent» le signal de différence (G-D) entre les signaux acoustiques des canaux de gauche et de droite est constitué principalement par le son indirect parce que le signal acoustique fonction du son direct est supprimé ou atténué. Ainsi, en 25 envoyant le signal de différence sur le haut-parleur auxiliaire avec un retard convenable» le son indirect devient abondant, en donnant une illusion satisfaisante du champ sonore que l'on ne peut pas obtenir avec les systèmes de reproduction classiques. Quoique la description ci-dessus ait été faite dans le 30 cas où. les signaux acoustiques de gauche et de droite G et D sont délivrés aux haut-parleurs de gauche et de droite SP1 et SP2 qui constituent le système principal, et où le signal différence entre les signaux acoustiques droite et gauche est appliqué aux deux haut-parleurs SP3 et SP4 du système auxiliaire avec tua cer-35 tain retard» il est également possible que les signaux acoustiques de plus de trois canaux soient envoyés sur le système principal, et qu'un signal de différence entre deux des signaux acoustiques des deux canaux soit appliqué au système auxiliaire avec un certain retard. 40 Le nombre de haut-parleurs du système principal est choi 71 15643 - 7 - 2086513 si suivant le nombre de canaux de signaux acoustiques, et le haut-parleur du signal acoustique de chaque canal peut être constitué par un certain nombre de haut-parleurs dont les caractéristiques de fréquence soient différentes, auquel cas il est 5 possible de ne fournir qu'au haut-parleur pour fréquences basses un signal somme des composantes basse fréquence des signaux acoustiques des différents canaux. le nombre de haut-parleurs du système auxiliaire est également au choix et les dispositions des systèmes principal 10 et auxiliaire- peuvent également être choisies à volonté. En outre, les signaux acoustiques des différents canaux peuvent être ceux captés par un certain nombre de microphones disposés entre eux à une certaine distance, ou bien ceux produits en mélangeant les signaux droite et gauche D et fi suivant un 15 rapport déterminé, par exemple, D-mG et G-mD (m étant un nombre quelconque) obtenu en mélangeant les signaux acoustiques de deux ou plusieurs canaux. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on 20 pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 15643 - 8 - 2086513 KEVEHDIGATIONS 1°/ Installation pour l'émission de signaux acoustiques décalés dans le temps qui comprend un premier canal pour transmettre les signaux acoustiques principaux, un 5 second canal relié au premier canal pour transmettre les signaux principaux, un passage sonore relié au second canal, et un haut-parleur alimenté par ces signaux principaux et monté sur ce passage sonore de façon à produire un son dans le dit passage, installation caractérisée enœ qu'un certain nombre de microphones espacés 10 sont montés sur ce passage sonore, de façon à transformer le son en un certain nombre de signaux électriques possédant différents temps de retard, des moyens étant prévus pour renvoyer l'un au moins de ces signaux électriques vers le dit haut-parleur. 2°/ Installation suivant la revendication 15 1, caractérisée en ce que les signaux acoustiques principaux sont les signaux stéréophoniques de gauche et de droite, le premier canal comportant au moins deux haut-parleurs principaux pour trans-foimer en sons les signaux stéréophoniques. 3°/ Installation suivant la revendication 20 2, caractérisée en ce que les signaux stéréophoniques de gauche et d de droite sont combinés ensemble et envoyés sur le haut-parleur du passage sonore, les signaux de sortie des différents microphones étant combinés ensemble. 4°/ Installation suivant la revendication 25 3, caractérisés en ce que les signaux stéréophoniques de gauche et de droite sont combinés grâce à un réseau de soustraction. 5°/ Installation suivant la revendication 3, caractérisée en.ce que les signaux de sortie des différents microphones sont dirigés vers au moins deux haut-parleurs secondaires. 30 6°/ Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour sélectionner l'un des différents signaux électriques. 7°/ Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le passage sonore est un conduit d'air. 35 8°/ Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que1 les moyens pour renvoyer l'un au moins des signaux consistent en un atténuateur destiné à atténuer le niveau du signal que l'on renvoie»