Brevet FR2290814A1 — publié le 19760604

L'invention a pour objet des dispositifs électriques, combinés le cas échéant avec des dispositifs acoustiques, en vue de la suppression de bruits et de signaux acoustiques, dûs à la rétroaction (nfeed-backn). Les dispositifs selon ltinvention stappliquent à tout procédé de transmission comportant une reproduction sonore téléphone, reproduction d'enregistrement sonore, dispositifs dtan- nonces au public, etc. La rétroaction acoustique, qui se produit dans les installations précitées, tient principalement à trois causes spécifiques. La première peut être appelée nrétroaction acoustique directen elle provient du son qui arrive au microphone en provenance du haut parleur de l'appareil, par conduction aérienne du son. La seconde cause, que lton peut désigner sous le nom de nrétroaction acoustique par conduction", est dûe au son qui, provenant du haut-parleur, parvient au diaphragme - ou au différents diaphragmes - du ou des microphones par l'intermédiaire de la vibration des organes mécaniques associés, tels que les coffrets de microphone ou de hautparleur, ainsi que tous autres objets matériels, liés aux transducteurs de haut-parleur ou de microphone, de même que leurs supports ou pieds.En troisième lieu, il existe une "rétroaction indirecten formée par le son qui atteint le diaphragme du microphone après réflexion sur d'autres objets : murs et meubles qui entourent les appareils. Le but de 11 invention est un appareillage et unprocédé annulant le bruit et la rétroaction acoustique grâce à des circuits électriques qui, lorsqutils sont associés à des mesures acoustiques, font disparaître les bruits de rétroaction provenant des trois causes précitées. L'appareil de suppression de la rétroaction acoustique selon l'invention comporte un premier ensemble de circuits pour le traitement de deux signaux, dont chacun contient à la fois des composants souhaités et des composants indésirables, de manière à obtenir un troisième signal, tiré substantiellement des seuls composants indésirables ; un second ensemble de circuits reprend le troisième signal, pour l'utiliser à l'annulation de la partie indésirable d'un quatrième signal, qui contient, lui aussi, à la fois les composants cherchés et les composants indésirables. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci prévoit un appareil qui comporte un dispositif pour séparer des signaux parasites des signaux électriques provenant normalement du microphone, et pour tirer desdits signaux parasites deux signaux formant entre eux un angle de phase sensiblement constant sur toutes les fréquences, sans avoir la même amplitude ; on traite ensuite ces deux signaux de manière à en tirer deux autres signaux, décalés entre eux dtenviron 1800 et ayant une amplitude sensiblement égale, ces deux derniers signaux-étant enfin combinés pour éteindre les signaux parasites et stabiliser le signal acoustique utile, en le rendant pratiquement exempt de tout bruit de rétroaction acoustique. Le procédé de suppression de la rétroaction acoustique, suivant l'invention, comprenant une première étape qui consiste à traiter un premier signal et un second signal contenant à la fois un composant utile et un composant parasite, de manière à produire un troisième signal, dérivé essentiellement des seuls composants parasites, ce troisième signal. étant ensuite utilisé pour étéindre le composant parasite contenu dans un quatrième signal qui comporte, lui aussi, une partie utile et une partie paraite. I1 est entendu que le troisième signal est obtenu par la combinaison du premier signal avec le second, de telle manière que le signal utile soit éliminé ; ce troisième signal est donc prati- quement composé uniquement de bruit et dtéchos. Si les deux premiers signaux comportent, outre leurs composants utiles, des composants parasites qui. diffèrenten phase il suffit de procéder par soustraction ; en autres termes, on peut déphaser ltun des signaux de 180 O, puis combiner les signaux résultants entre éux. On obtiendra, par exemple, de tels signaux à l'aide dtun ensemble contenant deux microphones, dont les organes capteurs acoustiques sont exposés aux sont utiles de façon identique ; ils sont disposés côte. à-côte et très près ltun de ltautre, la disparité des composants parasites étant ainsi due à la multiplicité des sources, éventuellement variables, dont ils émanent. Cependant, on peut obtenir ces deux premiers signaux par tout procédé adéquat, et ltinvention ntexclut pas que l'un ou l'autre soit modifié en phase et/ou en amplitude, avant la combinaison entre-eux, afin de leur donner.la forme appropriée. On-peut alors obtenir le signal désiré, qui contient essentiellement le seul composant utile, à partir du quatrième signal, grâce à une dernière étape qui consiste à traiter soit le troisième signal, soit le quatrième, soit l'un et ltautre de la manière utile, pour que le composant indésirable du quatrième signal devienne égal en amplitude et opposé en phase au troisième.Si les deux pre miers signaux sont obtenus comme il est dit ci-dessus, il suffit de les additionner, de telle sorte que ltamplitude du composant utile soit doublée dans le quatrième signal, tandis que le composant parasite y est nécessairement déphasé de 900 par rapport au troisième signal. I1 ne faut donc plus qu'un déphasage supplémentaire de 900 avec une amplification ou une atténuation adéquates, pour que la combinaison des signaux 3 et 4 donne le résultat cherché. I1 est clair que le quatrième signal peut être aussi bien 1t- un des deux premiers signaux qutun signal autonome, obtenu par un microphone séparé.Pour parvenir au rapport nécessaire entre le troisième et le quatrième signal, en vue de l'annulation des parasites, on modifie leur amplitude et/ou leur phase respectives, soit sur l'un de ces signaux, soit sur tous les deux, avant de les combiner entre eux en vue de la formation du signal de sortie souhaité. Ce réglage idoine de la phase et de l'amplitude peut être effectué par des circuits classiques. Le procédé selon l'invention et Itappareillage correspondant procurent un remède efficace permettant d'éliminer, dans les signaux qui sortent des microphones, les composants formés de bruits et de rétroactions acoustiques, les meilleurs résultats étant obtenus lorsque les dispositifs électriques précités sont associés avec des mesures mécaniques ou physiques, selon les méthodes préconisées dans la demande de brevet du même jour "Unité microphone nique perfectionnée" du même demandeur.Ainsi, les deux microphones ont, due préférence, des capteurs acoustiques identiques ou.des membranes montées indépendamment l'une de l'autre, mais très rapprochées dans leur logement, de façon que les signaux qutils produi- sent, à la suite des vibrations du coffret, des bruits et des échos aléatoires incidents, soient sensiblement égaux. En outre, on minimise de préférence la rétroaction acoustique directe en faisant en sorte que les ondes sonores, propagées à partir du haut-parleur, parcourent des trajectoires parallèles de part et dtautre de la membrane de chacun des microphones ; le signal de sortie de chaque microphone, qui traduit les mouvements de chacune des membranes, est alors sensiblement exempt de composants dûs à ces ondes sonores à propagation directe. De plus, on peut minimiser la rétroaction par conduction, en confectionnant les coffrets en une màtière stratifiée ou en plusieurs matières distinctes, comme également décrit dans la demande de brevet mentionnée plus haut.En combinant ces mesures avec les circuits selon la présente invention, on est à même de supprimer, de façon presque complète, toutes les formes de rétroaction acoustique susindiquées. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, illustrée par les dessins joints, qui nton' aucun caractère limitatif. Fig. 1 est un schéma à blocs, représentant les circuits dtun appareillage qui permet dtexécuter ltinvention, en associa tion- avec un élémenttransducteur. Fig. 2 à 5 sont des illustrations schématiques concernant la phase et l'amplitude des signaux circulant dans le circuit de la Fig. 1. Le circuit dtappareillage représenté, conforme à ltinven- tion, est montré en liaison avec un ensemble transducteur comportant un ou plusieurs hauts-parleurs, symbolisés par un haut-parleur un.ique 12, et deux groupes de microphones, dont chacun peut se composer dtun seul ou de plusieurs microphones, bien qutil soit illustré par une seule paire 14 et 16.Microphones et haut--parleurs peuvent fonctionner à proxinìité les uns des autres et sont alors montés dans un même coffret 10, comme indiqué sur la Fig. 1 La position relative du haut-parleur 12 et des microphones 14but16, est uniquement schématique, tandis que, dans la pratique, ces organes sont implanté + ans leurs logements respectifs, de manière à minimiser la rétroaction acoustique comme décrit ci-dessus. Dans l'appareillage selon l'invention, les signaux, émanant des deux microphones 14 et 16, sont envoyés, l?un et ltautre, simultanément vers un organe dtaddition 20 et vers un organe de sous traction 22 ; chacun de-ces organes peut être, par exemple, un transformateur ou un amplificateur différentiel. Les résultats de l'addition et de la soustraction sont ensuite envoyés dans les circuits respectifs 24 et 24t destinés à ajuster ou régler la phase et ltamplitude, après quoi ils passent, une fois ou à plusieurs reprises, dans un organe 26, qui peut être un amplificateur indiqué à la figure, et qui émet un nouveau-signal de sortie.Chacun de ces organes 20 à 26 est connu en soi et il est, de préférence, ré- glable ; on le dispose soit pour perme-ttre un pré-réglage, soit pour qu'il puisse être piloté par des commandes extérieures à étape pareil. La sortie de l'appareillage illustré et l'entrée du hautparleur 12, ainsi que l'amplificateur correspondant 28, peuvent être reliées, par ltintermédiaire d'un différentiel 30 figurant au des sin, à une ligne de transmission et, par son truchement, à un poste à distance. Un atténuateur sélectif 32 peut être inclus dans le circuit, comme il apparaît à la Fig. 1, pour régler le gain de lt- amplificateur du haut-parleur à partir de zéro. Le fonctionnement de l'appareillage selon Fig. 1 est illustré Fig. 2 à 5. Chacun des microphones 14 et 16 émet un signal représenté sur ces figures, signal qui se compose dtun composant utile ou signal S, dû à un son engendré loin de l'appareil, et de manière plus caractérisée la parole de Irutilisater. Les signaux S, sortant des deux microphones, peuvent être considérés comme pra uniquement égaux à tous égards. En outre, chacun des microphones émet un composant parasite ou bruit, du au son qui provient du hautparleur. Les composants de bruit N1, N2 sont différents en phase comme en amplitude, à la fois l'un de ltautre et chacun du signal 4 ainsi qu'il est indiqué. Grâce aux circuits 20, 22, les signaux, sortant des deux microphones, sont respectivement additionnés et soustraits ltun de l'autre. A la sortie du circuit 20, on trouve, comme le montre la Fig. 4, le signal S pratiquement doublé en amplitude et un signal de bruit N1+2 qui est la résultante des composants N1 et N2. Le même signal S est pratiquement absent à la sortie du circuit 22, comme le représente la Fig. 5, mais on y trouve un signal résultant qui est un bruit N1,2 Ainsi donc, les signaux émis par les microphones ont été analysés et le composant N1 2 qui représente essentiellement du bruit, a été isolé. Un signal comme celui que donnent les deux microphones peut donc être débarrassé de son composant bruit à condition que le bruit pur, contenu dans le signal sortant du circuit 22, soit traité de façon idoine par modification de sa phase et de son amplitude de manière à être rendu antagoniste du composant bruit.On peut considérer, en pratique, le composant constitué de bruit pur comme ayant un rapport sensiblement fixe avec les signaux N1 et N2 du bruit, ainsi qutavec le signal additif N1+2, avec un décalage de phase qui est, bien évidemment, de 900. On peut donc facilement le traiter de façon qutil annule pratiquement ltun quelconque des signaux N1, N2 ou N1+2. Dans l'appareil illustré, le signal de bruit résultant N1+2 est amplifié et déphasé de 900 dans le circuit 24, ce qui le place à 1800 du signal résultant initial N1+2. Il est alors additionné ou combiné avec le signal émis par le circuit 20, comme le montre la Fig. 1, dans l'amplificateur 26. Bien entendu, on peut faire subir, en plus ou même à la place des opérations précédentes, une amplification et un décalage de phase à la sortie du circuit 20, pour faire entrer dans ltamplificateur 26 des signaux ayant les rela tions voulues entre eux ; un second circuit 24 peut être placé en- tre le circuit et ltamplificateur à cet effet, dans les conditions indiquées Fig. 1. Ainsi, le signal de sortie de l'amplificateur 26, qui constitue la sortie commune des microphones, est pratiquement exempt des composants dûs au bruit du haut-parleur. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la suppression des parasites de rétroaction acous tique, caractérisé en ce qu?il comporte un premier montage élec trique capable de traiter deux signaux initiaux nommés "premier signal et "second signal" et dont chacun contient à la rois des composas's utiles et des composants parasites, de manière à en gendrer un troisième signal tiré essentiellement des seuls com posants parasites, puis un second montage qui utilise lentroi- sième" signal pour supprimer un composant parasite contenu dans un qua-trième signal qui comporte, lui aussi, un composant utile et un composant parasite. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pre mier montage électrique comporte un dispositif qui combine le premier et le second des signaux selon une opération de sous traction, lesdits signaux ayant des composants utiles sensible ment égaux en amplitude et en phase, tandis que leurs composants parasites respectifs diffèrent en phase des composants utiles et en amplitude et/ou en phase l'un de lwautre. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qutil com prend un troisième montage électrique destiné à combiner le pre mier et le second des signaux selon une opération dtaddition en vue d'engendrer le quatrième signal, puis un quatrième montage destiné à décaler de 90 la phase soit du troisième, soit du quatrième signal, de telle sorte que le "troisième" signal et le composant parasite du "quatrième" signal soient déphasés en tre eux de 1800, lensecondn montage comportant, dtautre part, un dispositif permettant d'additionner le troisième et le quatrième des signaux. 4. AppareiL selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un montage électrique permettant d'obtenir le "quatrième" signal à partir du npremier", du nsecondn ou de ltun et l'autre de ces derniers signaux. 5. Appareil selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le flpremierfl montage comporte un transformateur. 6. Appareil selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le "premier" montage comporte un amplificateur différentiel. 7. Appareil suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qutil comporte un dispositif permettant de séparer des signaux de bruit de signaux électriques formant ltémission utile de mi crophones et de tirer desdits signaux de bruit deux signaux dont ltangle de phase reste sensiblement constant pour toutes les fréquences, mais dont les amplitudes ne sont pas nécessairement égales, ces deux signaux donnant ensuite naissance à deux autres signaux dont les bruits ont une différence de phase de 180 en viron, tandis que leurs amplitudes sont sensiblement égales, de telle sorte que ces derniers signaux puissent être combinés entre eux de manière à supprimer les signaux de bruit, stabili sant ainsi le signal acoustique utile et le rendant pratiquement exempt de signaux de bruit provenant de la rétroaction acousti que. 8. Procédé pour la suppression de la rétroaction acoustique, carac térisé en ce quTil comporte une étape consistant à traiter un "premier" signal et un second signal dont chacun contient un composant parasite et un composant utile, de façon à engendrer un troisième signal, dérivé essentiellement des seuls composants parasites, ce signal devant servir à éliminer un composant para site contenu dans un quatrième signal, lequel comporte, lui aus si,une partie utile et une partie parasite. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le "pre mierftsignal et le second signal comprénnent chacun des com posants utiles sensiblement égaux en amplitude et en phase, mais des composants parasites respectifs, qui diffèrent des composants utiles par la phase, et qui diffèrent l'un de l'autre par ltam- plitude et/ou par la phase. l0.Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le "quatrième" signal est obtenu par combinaison du flpremierfl et du "second" des signaux selon une opération d'addition, tandis que ltun ou ltautre, ou bien l'un et l'autre desdits signaux combinés, sont déphasés par rapport au "quatrième" signal et, au besoin, amplifiés ou atténués de façon appropriée, de telle sorte que le "troistemensignal, s'il est combiné avec le nqua trième", supprime le composant parasite de ce dernier. ll.Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le ttquatrièmen signal est dérivé soit du ttpremiertt, soit du "second" des signaux, soit à la fois du "premier" et du flsecondi des signaux. 12.Procédé selon ltune des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qutil comporte une ou plusieurs répétitions de certaines opé- rations en vue d'améliorer encore la suppression de la rétroac tion acoustique.