Brevet FR2304216A1 — publié le 19761008

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de filtrage a plusieurs voies de sortie . De tels dispositifs sont utilisés en-particulier mais pas exclusivement dans les installations de restitution du son . En effet, un signal sonore par exemple, qui doit être reproduit par un système de haut-parleurs, doit être divisé, de façon a diriger sur différents haut-parleurs des signaux de fréquences correspondantes aux différents types de haut-parleurs .La Fig. 1 représente très schématiquement le principe de ces appareils : un signal est appliqué a l'entrée E, il est filtré par le filtre F, (passehaut, ou passe bas : le filtre passe bas présente l'avantage de laisser passer la composante continue, ce qui économise une polarisation, avantage qui se se limite cependant à une simple économie de composants), un soustracteur S reçoit les signaux captés en amont et en aval du filtre, Am et Av et opère la soustraction Am - Av de façon à donner à la sortie 2 un signal complémentaire de celui qui arrive à la sortie 1 .Les signaux en 1 et 2 sont dirigés sur des haut-parleurs appropriés, qui doivent fournir ensemble le signal complet délivré a l'entré E On peut placer en 1 et 2 des appareils de mesure effectuant la somme des signaux pour vérifier avec précision que le signal 1 + 2 est bien égal au signal E . Bien entendu, il peut y avoir un nombre de sorties supérieur à 2, comme représenté sur la Fig. 2 od il y en a 3 . On sait bien entendu que la recomposition ne peut etre effectuée correctement que si les haut-parleurs sont théoriquement parfaits, c'est à dire en pratique que s'ils sont asservis On a constaté que les résultats obtenus étaient loin du résultat théorique cherché .Ceci est dû à ce qu'avec les filtres connus, le signal obtenu en 2 tend vers une asvmptote dont la pente ne peut dépasser 6 db / octave . I1 en résulte que l'on a une zone de recoupement très larqe des haut-parleurs C'est un but de la présente invention de fournir un procédé et un dispositif de filtrage qui permettent d'obtenir des signaux séparés dont la omme correspond très sensiblement au signal incident, c'est a dire avec une précision bien meilleure que ce qu'on l'on a obtenu jusqu'à présent .C'est aussi un but de la présente invention de fournir un procédé et un dispositif d'asservissement qui permette d'obtenir de bien meilleurs résultats Conformément à la présente invention, pour obtenir dans une enceinte une bonne courbe de réponse et de phase, on a trouvé que pour satisfaire aux conditions ci-dessus, le filtre devait avoir une fonction de transfert H(p) de la pulsation de Laplace p, répondant à une formule du type dans laquelle F(p) et Q(p) sont des polynomes tels que (p) = pn A(p) + F(p) A(p) et F(p) étant des polynomes de même degré, ayant tous les deux un terme constant (non divisibles par p), A étant différent de F .Les polynomes sont choisis en fonction de la courbe de réponse désirée, n définissant la raideur du filtre D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, en regard des dessins ci-joints, qui représentent Fig. 1 : le schéma d'un'dispositif de partage en fréquence du signal d'entrée Fig. 2 : un schéma analogue dans le cas de trois sorties Fin. 3 : un mode de réalisation d'un filtre selon l'in vent t Fiq. 4 : une variante de réalisation d'un filtre selon l'invention Fiq. 5 : schématiquement un mode de mise sous forme d'impulsions d'un signal ; et Fig. 6 : une représentation de la force contre électromotrice d'un haut-parleur dans le cas de la mise en forme du signal selon la Fig. 4 La figure 3 représente schématiquement un mode de montage général selon l'invention du filtre F de la Fig. 1 . L'entrée E est appliquée à l'entr + d'un amplificateur opérationnel AO de type classique quelconque .Au point K, sur la sortie, une connexion est branchée à l'entrée d'un filtre pn, de fonction transfert pn en série avec un filtre FA de fonction de trans fert FA dont la sortie est branchée sur un sommateur , dont F l'autre entrée est prise en K, la sortie du sommateur étant connectée à l'autre entrée de l'amplificateur opérationnel Pour rendre ce montage plus stable, on peut placer un filtre approprié dans l'amplificateur opérationnel, ou entre le sommateur et l'amplificateur AO . On peut aussi placer une capacité C, comme indiquée par la ligne en pointillés Un tel dispositif donne une séparation du signal en composantes dont la somme est en pratioue rigoureusement identique au signal d'entrée . Ce dispositif permet de ne pas tenir compte de la dispersion des composants, au moins dans les filtres .I1 est applicable au cas d'un nombre quelconque de sorties La fiaure 4 représente une application de l'invention dans le cas particulier oû le degré du polynome A(p) est égal à n, et n = 2 sur la figure . On utilise pour chaque étage un filtre F et un soustracteur S, et l'on place n étages pour avoir un filtre d'ordre n .Un avantage de cette réalisation est que le système est inconditionnellement stable . Cependant il nécessite plus de composants L'homme de métier pourra ainsi réaliser différents montages, dans le cadre de la présente invention en appliquant la formule donnée plus haut pour la fonction de transfert : Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, l'asservissement de chaque haut-parleur est réalisé de la façon suivante . Il est connu, par exemple par le brevet des E.U.A. NO 3.400.334 de transmettre un sianal sous forme d'impulsuons de fréquences et de hauteurs constantes, de largeurs proportionnelles à l'amplitude du signal (modulation classe D), comme représenté sur la Fig. 5, la courbe 52 étant la mise sous la susdite forme du signal 51 . Dans une mise en forme particulière, comme représentée sur la Fig. 5, les temps de silence sont interrompus par une impulsion dite de garde 53, 54, de largeur constante, courte, de sens contraire à celui du signal . Pendant chaque temps de silence, pendant lequel l'impédance de sortie de l'amplificateur est très grande (infinie), la self constituée par la boLine du haut-parleur se décharge et fait apparaitre (Fig. 6) dans la ligne une tension qui tend rapidement de façon asymptotique vers la valeur de la force contre-électromotrice f.c.e.m du haut-parleur . Cette tension, mesurée en M, est prise comme référence de l'asservissement . D'une part, à l'endroit où est prise la mesure, la valeur est très proche de 1'asymptote, d'autre part les erreurs s'opposent, l'approche de l'asymptote se faisant alternativement de part et d'autre REVENDICATIONS 1. Procédé de filtrage à plusieurs voies de sortie d'un signal électronique, dans lequel le signal est appliqué a un filtre, et dans lequel on produit, en plus du signal filtré, un signal égal à la différence entre le signal incident et le signal filtré, caractérisé en ce que le filtre a une fonction de transfert h(p) de la pulsation de Laplace p, répondant à une formule du type H(p) = F(p) Q(p) dans laquelle F(p) et Q(p) sont des polynomes tels que Q(p) = p A(p) + F(p), A(p) et F (p) étant des polynomes de même degré, non divisibles par p et A étant différent de F. 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les sorties sont appliquées à des hauts-parleurs asservis, adaptés aux bandes de fréquences qu'ils reçoivent. .3.- Procédé selon la revendication 2 dans lequel chaque signal de sortie est mis en forme dtimpulsions de fréquences et de hauteurs constantes, de largeurs proportionnelles à l'amplitude du signal, les temps de silence étant interrompUs par une impulsion de garde de largeur fixe en sens inverse caractérisé en ce que la force contre électromotrice du haut-parleur correspondant est recueillie sur la ligne pendant chaque temps de silence, alors que l'impédance de sortie de l'amplificateur est très grande.