Brevet FR2203249A1 — publié le 19740510

La présente invention se rapporte aux appareils ou systèmes hut-parleurs et concerne plus particulièrement les appareils de ce genre comprenant deux ou plusieurs éléments dont chacun sert à reproduire une gamme ou bande de fréquences spécifiques comme déterminé par des réseaux électriques séparateurs. Dans le cas d'un élément haut-parleur simple, les différentes fréquences de l'onde acoustique sont normalement reproduites selon une phase correspondant au signal d'entrée a aut-parleur bien que, comme ceci est d'ailleurs bien eonnu, des erreurs dites de minimum de phase puissent se produire. Toutefois, ces erreurs ou irrégula- rités causées, par exemple, par des phénomènes de résonance intéressant la membrane du haut-parleur peuvent être compensées au moyen de circuits électriques simples comme ceci est connu dans la technique. Le son émis par un haut-parleur se trouve normalement retardé en phase par comparaison avec le signal d'entrée.En effet, il faut quelque temps pour que l'équipement mobile du haut-parleur soit accéléré et décéléré suivant les variations ou les oscillations du signal d'entrée. Le retard de phase effectif dépend d'ail- leurs de la fréquence des sons. Un haut-parleur simple ne peut normalement reproduire qu'une gamme ou bande de fréquences limitée et il est par conséquent de pratique courante d'utiliser un plus grand nombre d'éléments hautparleurs dont chacun est étudié pour reproduire une certaine bande de fréquences; les basses fréquences et les fréquences élevées. Xn règle générale, ce retard de phase causé par le haut-parleur à basses fréquences sera plus grand que le retard causé par le hautparleur à fréquences élevées de sorte que les signaux correspondant aux ondes acoustiques provenant des deux haut-parleurs atteindront la position d'écouteavec des retards de phase différents, c'est-i- dire utuellement différents de la relatif de phases correcte ou originale. Bien entendu, toutes les fréquences du signal original sont présentes dans le second signal acoustique reçu par l'auditeur mais le signal reçu sera déformé par cette différence de phases entre les signaux provenant des deux haut-parleurs. Les recherches qui ont conduit à la présente invention ont permis de constater que l'oreille humaine est en fait capable de percevoir une relation de phases déformée entre des signaux acoustiques provenant des deux éléments d d'un haut-parleur. Dans ces conditions, le but de l'invention est de créer un appareil haut parleur capable de produire un signal acoustique audible résultant dans lequel la relation originale des phases entre les bandes de fréquences produite par les différents éléments du haut-parleur soit au moins sensiblement maintenue. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu grâce à un appareil ou système haut-parleur construit de façon à placer ce qu'on appelle le "point acoustique zéro" des éléments individuels du haut-parleur afin que ces points soient espaces de la mee distance par rapport à l'auditeur. Le point acoustique zéro d'un élément haut-parleur est défini comme étant le point à partir duquel le son est transmis avec une phase identique à la phase du signal d'entrée électrique c'est-8-dire sans retard de phase par rapport à lui. 3tant donné que, comme indiqué ci-avant, le son est reproduit avec un certain retard, le point acoustique zéro sera situé en arribre du haut-parleur à quelque distance vers l'arrière de son élément producteur de son et ce de façon d'autant plus accentuée que le retard sera plus grand.Comme ce retard dépend de la fréquence, le point acoustique zéro n'est pas normalement un point unique pour un haut-parleur donné mais quand le haut-parleur fonctionne dans une seule bande de fréquences limitée, le point en question sera néanmoins assez bien défini, surtout si les irrégularités de la phase minimum sont compensées. On conçoit que, dans ces conditions" quand la distance séparant l'auditeur du point acoustique zéro de chaque élément haut-parleur est la même, il ne se as produira/en principe de distorsion de phase du signal acoustique résultant tel que l'auditeur le percevra. L'invention peut donc être mise en oeuvre de façon très simple c'est-à-dire en disposant les différents éléments haut-parleurs de l'appareil selon des positions géométriques telles que leurs points acoustiques zéro soient plus près ou se trouvent à des distances sensiblement identiques à partir dun point représentant la tête de l'auditeur occupant une position d'écoute typique en avant de l'appareil haut-parleur. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les éléments de l'appareil haut-parleur sont montés de la manière usuelle de telle sorte que leurs points acoustiques zéro naturels se trouvent à des distances différentes de l'auditeur tandis que le signal d'entrée électrique correspondant à un ou plusieurs des éléments de l'appareil est propagé à travers un réseau de retard électrique, afin que le6 positions du point ouXdes points zéro puissent autre réglées selon b position correcte. L'invention est décrite avec plus de détails dans la suite de ce texte qui se lit en regard du dessin schématique annexé dans lequel : La fig. 1 est un diagramme de fréquences de phases illustrant un mode de détermination de la position du point acoustique zéro d'un élément d'appareil haut-parleur. La fig. 2 est une vue en élévation latérale schématique d'un appareil haut-parleur constituant un mode de réalisation de l'invention. La fig. 3 est une vue correspondant à la fig. 2, d'une variante de réalisation de l'invention. La fig. 4 est une vue semblable aux précédentes d'une autre variante de réalisation de l'invention. On voit par le diagramme qui constitue la fig. 1 un hautparleur H et un point de mesure O placé en avant de ce haut-parleur. En ce point, le décalage de phases du signal acoustique est mesuré par n'importe quel équipement de mesure connu à titre de comparaison entre la phase du signal d'entrée électrique agissant sur le haut-parleur et la phase du signal acoustique reçu, la mesure étant effectuée pour des fréquences différentes. Une illustration graphique des résultats de la mesure se présente sous la forme d'une courbe a dans le diagramme des fréquences de phases qui constitue la fig. 1.Pour un appareil haut-parleur de bonne qualité, cette courbe a sera presque rectiligne dans la gamme des fréquences effectives du haut-parleur, et le coefficient d'inclinaison de cette courbe a sera fonction de la distance D séparant le point acoustique zéro du haut-parleur du point de mesure 0, cette distance D étant indiquée en dç secondes multiplié par la vitesse du son à travers l'air. Bes mimes mesures effectuées avec un autre haut-parleur placé à la même distance du point O peuvent se traduire par une autre courbe b ayant une autre inclinaison et par conséquent indicatrice d'une autre distance entre ce point zéro et le point acoustique zéro de ce haut-parleur. I1 est possible de cette manière de déterminer l'emplacement absolu du point acoustique zéro Z d'un hautparleur fonctionnant dans une gamme de fréquences limitée. Dans la fig. 2 est représenté un appareil haut-parleur cos- prenant un håut-parleur pour les aiguës HTI et un haut-parleur pour les basses HT2 monté sur un plateau 2 formant écran ou "baffles à l'intérieur d'un meuble (non représenté). La position occupée par l'auditeur en avant de l'appareil est désignée par 0. Les points acoustiques zéro des deux éléments haut-parleurs sont désignés respectivement par A et B.Comme clairement représenté, la plaque 2 formant "baffle" a une forme étudiée de telle sorte que les éléments haut-parleurs sont montés de manière que leurs points zéro se trouvent dans un plan vertical commun c'est-à-dire qu'avec cette disposition, la distance 0A sera la même que OB et que l'auditeur placé en O ou plus généralement à un endroit quelconque situé en avant de l'appareil et au niveau de celui-ci recevra le son provenant des deux éléments haut-parleurs sans aucune distorsion de phases notable du signal acoustique combiné. Dans la fig.3 est représentée une disposition semblable dans laquelle les éléments haut-parleurs sont montés de façon que leurs directions principales ne soient pas parallèles. Dans la fig.4 est représenté un appareil dont les deux éléments haut-parleurs sont placés de manière conventionnelle l'un au-dessus de l'autre, sur une plaque rectiligne 4 formant "baffle". Un réseau séparateur 6 sert à fractionner le signal d'entrée et à envoyer la bande de5fréquences élevées à RTI et la gamme des basses fréquences à HT2. Les points acoustiques zéro naturels de ces deux éléments de l'appareil haupparleur sont placés à un intervalle mutuel x mesuré dans la direction horizontale. Toutefois, dans la ligne fournissant le signal au hauSparleur HTl à fréquences élévées est inséré un circuit de retard 8 provoquant de façon générale un retard du signal d'entrée arrivant à ce haut-parleur.Le retard effectif, qui peut avoir une amplitude de quelques millisecondes, est choisi de façon que le point acoustique zéro effectif Â soit déplacé vers l'arrière jusqu' une position Âi située au-dessus du point zéro B. On conçoit que quand la reproduction du son provenant de HTI est retardée dans une mesure correspondant au temps de parcours du son sur la distance x, ceci correspond au son effectivement produit au point A1 de sorte qu'il y a une relation de phases mutuelle correcte entre les signaux acoustiques reçu en O à partir des deux éléments haut-parleurs de l'appareil. Le circuit de retard 8 n'a pas besoin d'être décrit davantage ici puisque les circuits de ce genre sont bien connus des techniciens. Pour faciliter le réglage de l'appareil conforme à l'invention, par exemple Si l'on a besoin d'une autre direction de transmission principale du son, un des éléments de l'appareil haut-parleur peut être monté de façon à pouvoir être assujetti dans différentes positions par rapport à l'autre élément haut-parleur. Suivant l'invention, un appareil haut-parleur peut être prévu avec une indication de la direction principale de transmission du son suivant laquelle il est réglé, par exemple une ligne inclinée du coté du meuble de l'appareil apte à se monter à une certaine hauteur par rapport à l'emplacement d'écoute désirée. St un appareil comme celui représenté dans la fig. 4 n'est pas muni du même circuit de retard 8, la direction d'audition correcte sera représentée par le pointillé c qui est normale à la ligne de connexion entre les points acoustiques zéro Â et B. L'inclinaison de cette ligne peut être aisément marquée sur l'appareil. I1 convient de mentionner qu'afin de déterminer les positions mutuelles correctes des éléments haut-parleurs au lieu de déterminer l'emplacement des points acoustiques zéro individuels comme décrit, il est possible de mesurer au point O la forme d'onde du son reçu depuis l'ensemble de l'appareil, puis de déplacer un ou plusieurs éléments de celui-ci ou de changer le réglage du retard Jusqu'à ce que la forme d'onde mesurée soit aussi semblable que possible à la forme d'onde du signal électrique appliqué à l'appareil. À cet égard, il peut être avantageux d'effectuer les mesures avec un signal de détermination ayant une forme d'onde parfaitement rectangulaire. On conçoit que. Si l'appareil comprend plus de deux éléments haut-parleurs, il y aura avantage à les disposer de façon que leurs points zéro se trouent sur une ligne commune ou dans un plan commun. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans stécar- ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVEN1)ICÀTIONS t.- Appareil ou système haut-parleur comprenant au moins deux éléments haut-parleurs individuels juxtaposés étudiés pour être montés dans une position caractéristique par rapport à une position d'écoute, ces éléments étant alimentés par un courant de signaux provenant d'une entrée de signaux de courant correct en passant par un réseau séparateur et caractérisé en ce que les éléments hautparleurs sont étudiés en ce qui concerne leurs positions mutuelles et (ou) le synchronisme de l'arrivée du courant de signal aux deux éléments haut-parleurs en question pour que les points acoustiques zéro des éléments haut-parleurs respectifs soient séparés sensiblement par la marne distance depuis la position d'audition ctest-àdire que la ligne de connexion entre lesdits points zéro soit sensiblement normale à la direction principale de l'appareil jusqu'à la position d'audition. 2.- appareil haut-parleur suivant la revendication 1 dont les éléments sont montés sur une plaque formant "baffle" ou dans un meuble comportant des directions caractéristiques de ses dimensions principales dont l'une correspond à une direction principale de transmission du son et caractérisé en ce que les deux éléments haut-parleurs sont montés en bloc et en quinconce par rapport à un plan hormal à cette direction principale de transmission du son de telle sorte que leurs points acoustiques zéro respectifs soient situés sensiblement dans le même plan. 3.- Appareil haut-parleur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque formant "baffle" est constituée par un plateau ayant une forme différente d'un plan. 4.- Appareil haut-parleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans la ligne de transmission des signaux depuis l'entrée des signaux de ligne Jusqutà l'un au moins des éléments haut-parleurs est branché un circuit de retard commandé pour assurer un retard général du signal circulant dans ce circuit jusqu'd l'élément haut-parleur respectif. 5.- Appareil haut-parleur suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que le circuit de retard est réglable. 6.- Appareil haut-parleur suivant l'une quelconque dea revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il porte une indication de la direction d'une ligne ou d'un plan perpendiculaire à la ligne de connexion entre les points acoustiques effectifs des éléments de cet appareil haut-parleur.