Brevet FR2326825A1 — publié le 19770429

L'invention concerne l'électro-acoustique, Ct est-à- dire la reconstitution de sons à partir de signaux électriques audio-fréquences. Dans des ensembles électro-acoustiques de restitution des sons, on admet généralement que la satisfaction de l'auditeur est liée à la qualité technique des composants et on utilise des haut-parleurs de classe "haute fidélité", dans lesquels la courbe de réponse en fréquence est rendue aussi plate que possible. Les enceintes acoustiques comportant de tels haut-parleurs sont de prix élevé. Lorsqu'en laboratoire, on effectue des mesures de la réponse de telles enceintes, les resultats sont généralement très bons. Toutefois, l'essentiel est 1a satisfaction de l'auditeur avec ses éléments subJectifs, et celle-ci est loin de refléter fidèlement les critères de qualité technique. Les demandeurs se sont attachés, dans une démarche inverse, à obtenir d'une enceinte acoustique de petite dimension, équipée de haut-parleurs de classe "grand public", des résultats auditivement comparables à ceux d'une enceinte plus volumineuse mettant en oeuvre des haut-parleurs de classe "haute fidélité N. Pour cela, on utilise selon l'invention un circuit de filtrage destiné à étre couplé à un amplificateur d'audio fréquences et comportant deux bornes d'entrée à relier à l'amplificateur et deux bornes de sortie à relier à un haut-parleur principal, circuit qui comporte en parallèle avec les bornes de sortie vers le haut-parleur principal un ensemble en série d'une résistance et d'un condensateur, avec en outre en série entre les bornes de sortie et les bornes d'entrée une résistance de faible valeur ohmique. Cela a pour effet de creuser la réponse en fréquence du haut-parleur, au niveau de la gamme des fréquences moyennes et aiguës. I1 en résulte donc un relèvement apparent du niveau des sons graves, alors que les haut-parleurs de qualité moyenne (grand public") ont justement tendance à présenter une réponse insuffisante pour les fréquences basses. Par ailleurs, il a été observé que la résistance en série sur le haut-parleur produit un amortissement de la résonance de ce haut-parleur, ce qui a pour effet d'élargir et d'unifier la réponse du coté des fréquences graves. Pour relever, d'autre part, la courbe de réponse dans la gamme des hautes fréquences, soit à cause de l'insuffisance propre du haut-parleur, soit à cause du creusement introduit par le circuit de filtrage selon l'invention, on peut mettre en parallèle avec la résistance de faible valeur ohmique un condensateur qui affaiblit la réponse en basse et moyenne fréquence, ceci dans le cas d'une enceinte acoustique à un seul haut-parleur (enceinte à une voie). Dans le cas d'une enceinte acoustique à deux voies, le relèvement des hautes fréquences se fait de préférence en plaçant en parallèle avec les bornes extrêmes de l'ensemble défini précédemment (résistance de faible valeur en série avec le groupe en parallèle du haut-parleur principal et de la série résistance-condensateur), un haut-parleur pour les fréquences aiguës en série avec un condensateur laissant passer les fréquences aiguës uniquement dans ce haut-parleur secondaire. Dans le cas d'une enceinte à trois voies, on adjoint encore, en parallèle sur l'ensemble, un haut-parleur médium pour les fréquences intermédiaires, en série avec un autre condensateur. Dans les trois cas, on appelera haut-parleur principal, celui qui laisse passer les fréquences les plus basses. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, illustrant de façon non limitative un mode de réalisation de l'invention, et sur lesquels - la figure 1 représente le schéma électrique du circuit de filtrage de l'invention dans le cas d'une enceinte acoustique à deux voies - la figure 2 illustre de façon comparative des courbes de réponse montrant les résultats avantageux de l'invention ; et - la figure 3 représente un circuit de filtrage pouvant et-e utilisé pour des enceintes à une, deux ou trois voies par déplacement de cavaliers de court-circuits. Sur la figure 1, le circuit de filtrage comporte une paire de bornes d'entrée E1 et E2 destinées à étre couplées aux bornes de sortie d'un amplificateur audio-fréquence. Une première paire de bornes de sortie A1 et A2 est destinée à entre reliée à un haut-parleur aigu, ou tweeter. Une seconde paire de bornes de sortie G1 et G2 est destinée à etre reliée à un haut-parleur de grave-médium, l'ensemble aves les haut-parleurs constituant donc une enceinte à deux voies. En série sur les bornes de sortie d'aigu se trouve un condensateur qui, de façon connue en soi, ne laisse passer que les signaux audio-fréquences correspondant aux sons aigus. Ceuxci sont donc seulement reproduits par le haut-parleur d'aigu. En parallèle sur les bornes G1 et G2 est monté aussi un condensateur C1 qui sera traversé directement par les signaux audiofréquences correspondant aux sons aigus, ceux-ci évitant donc le haut-parleur de grave-médium. Un élément séparateur est monté en série dans la maille passant dans les bornes d'entrée E1 et E2 et les bornes de sortie-G1 et G2. Alors que, selon la- technique antérieure, cet élément séparateur est-une inductance, il est au contraire une résistance R1 selon la présente invention, ce~-qui -présente l'avantage d'être beaucoup moins coûteux au prix d'une certaine--~ perte de puissance dans cette résistance. De plus, en parallèle sur-les bornes G1 et G2 de gravemédium, est montée une liaison série constitué d'une résistance R2 suivie d'un condensateur C2. Les composants du circuit ont des valeurs fonction des caractéristiques des haut-parleurs utilisés, Cependant, de préférence, on conservera des valeurs égales pour les résistances R1 et R2, le condensateur C2 ayant alors une capacité sensiblement supérieure à celle du condensateur C1 (10 fois supérieure par exemple). Dans ces conditions, le condensateur C a une capacité sensiblement inférieure à celle du condensateur C1, avantageusement égale à 1/5 de celle-ci. A titre d'exemple particulier d'application du circuit, avec des haut-parleurs grand public, on aura par exemple un haut-parleur de grave-médium présentant un diamètre de 16 cm, une impédance de 8 ohms, une fréquence de résonance libre à 80 Hz et une puissance admissible de 15 Watts. Le haut-parleur d'aigu est du type tweeter à membrane conique, d'un diamètre de 6 cm et d'une impédance de 8 ohms fonctionnant à partir de 2500 Hz. Dans ces conditions, les résistances R1 et R2 sont de 2 ohms et admettent une puissance dissipée de 5 Watts. Les condensateurs C, C1 et C2 sont respectivement de 2,2, 10 et 100 micro-Farads. Tous les trois sont du type condensateur chimique non polarisé et admettent une tension de travail de 25 volts. Le circuit ainsi obtenu convient pour une enceinte de 16 litres utiles, de dimensions intérieures 15 x 27 x 40 cm, garnie de 3 litres environ de laine de verre en vrac. Sur la figure 2, la courbe A (en trait fin continu) illustre la réponse du haut-parleur de grave-médium, monté seul dans l'enceinte et directement branché à la sortie de l'amplificateur. On remarque une très nette pointe de résonance à la fréquence de 110 Hz suivie d'une zone médium de réponse assez irrégulière, remontant autour de la fréquence de 3000 Hz, pour s'évanouir complètement entre 8 et 10 000 Hz et au-delà. La courbe B (en trait tireté fin) montre la réponse du haut-parleur de grave et du haut-parleur d'aigu, montés dans l'enceinte de 16 litres qui a été définie plus haut, avec un circuit de filtrage de la technique antérieure. Par rapport à la figure 1, on obtiendrait un tel circuit en remplaçant la résistance R1 par une inductance de l'ordre du miliHenry, et il n'y aurait pas de résistance R2 en série avec un condensateur C2. On remarque sur la courbe B de la figure 2 un léger déplacement de la pointe de résonance grave vers 150 Hz, ainsi que l'intervention du haut-parleur d'aigu au-dessus de 1000 Hz, la courbe de réponse se prolongeant maintenant pratiquement jusqu'à 20 000 Hz. Enfin, la courbe C, correspond à l'utilisation du circuit selon l'invention, de la figure 1. On voit que la bosse de résonance dans les graves a disparu, pour faire place à un plateau s'étendant de 80 Hz à 300 Hz. A l'autre bout de la gamme, il y a également un plateau, si l'on veut bien tenir compte du fait que la réponse d'un haut-parleur d'aigu est généralement tourmentée. Ce plateau s'étend pratiquement entre 6000 Hz et 20 OQO Hz. Au contraire, il y a un très net creusement dans la gamme médium qui va de 300 Hz à 6000 Hz, et en particulier autour de la fréquence de 1000 Hz. Les demandeurs ont observé que ce circuit corrige remarquablement bien les défauts suivants, sensibles en particulier avec les haut-parleurs grand public de type économique - insuffisance de la réponse dans le grave, - agressivité du registre médium entre 500 et 2000 Hz, - impression de son étriqué. Des tests subjectifs d'audition ont été pratiqués sur 5 auditeurs entraînées à l'écoute comparative. Ces test permettent de comparer à l'audition l'impression subjective ressentie avec le circuit de couplage de la technique antérieure (courbe B de la figure 2) a) l'enceinte acoustique étant excitée par un signal de bruit blanc, les auditeurs ont nettement ressenti une sensation d'augmentation de puissance en présence du circuit de l'invention b) avec des signaux musicaux, les auditeurs ont ressenti une impression de plénitude, ainsi qu'un élargissement du champ sonore, avec le circuit de l'invention c) enfin, des signaux de parole leur ont donné comparativement une sensation de clarté et d'intelligibilité accrue en faveur du circuit de l'invention. Le circuit de filtrage selon l'invention est applicable comme on l'a dit, non seulement à des enceintes acoustiques à deux voies, telles que celle de la figure 1, mais aussi à des enceintes à une ou trois voies, Les demandeurs ont établi un circuit de filtrage conforme à l'invention et pouvant être utilisé pour les trois types d'enceinte, par simple déplacement de cavaliers de courtcircuit amovibles. Ce circuit est représenté à la figure 3. Il est pour une grande part analogue à celui de la figure 1 et les éléments équivalents y sont désignés par les mimes références. Le circuit de filtrage avec ses haut-parleurs associés comprend des bornes d'entrée E1 et E2, un ensemble en série entre les bornes E1 et E2 comprenant une résistance R1 de faible valeur, une résistance R2 et un condensateur C2 et, en parallèle sur l'ensemble R2, C2, un haut-parleur principal B connecté entre deux bornes G1 et G. Dans le cas d'une enceinte à trois voies le haut-parleur principal sera un haut-parleur pour les graves (boomer). Dans le cas d'une enceinte à deux voies ce sera un haut-parleur pour les graves et les mediums, ainsi que dans le cas d'une enceinte à une voie. Un condensateur C est connecté entre la borne E1 et une borne A1 d'un ensemble de deux bornes A1 et A2 prévues pour la connection d'un haut-parleur T pour les aigus (tweeter), l'autre borne A2 étant reliée directement à E2. Enfin, un condensateur C1 est connecté entre la borne E2 et une borne M2 d'un ensemble de bornes M1 M2, prévues pour pouvoir y connecter un haut-parleur M pour les mediums, l'autre borne M1 étant reliée à la borne E1. Enfin, des bornes sont prévues pour pouvoir être reliées directement par des cavaliers de court-circuit S1 et le cavalier S1 permet de relier le point de jonction des résistances R1 et R2 (également relié à la borne G1) et le point de jonction (relié à A1) du tweeter et du condensateur C. Le cavalier 52 permet de relier le point de jonction des résistances R1 et R2 au point de jonction du haut-parleur medium M et du condensateur C1. Pour réaliser une enceinte à une voie, on met en place le cavalier S1 et on ne connecte qu'un haut-parleur principal (8) mais pas de haut-parleur M, ni de haut-parleur T entre les bornes M1, M2 et A1, A2. La courbe de réponse de l'enceinte dans les aigus est relevée par le condensateur C alors en série avec le haut-parleur B. Pour réaliser une enceinte à deux voies, on retire le cavalier S1 et on met en place le cavalier S2, en connectant un haut-parleur principal grave-medium entre les bornes G1 et G2 et un haut-parleur pour les aigus entre les bornes A1 et A2. On aboutit ainsi tres exactement au schéma de la figure 1. Enfin, pour réaliser une enceinte à trois voies, ni le cavalier S1, ni le cavalier S2 ne sont mis en place, mais on se contente de connecter un haut parleur grave entre les bornes G1 et G2, un haut-parleur de mediums entre Mi et N2' et un haut-parleur d'aigus entre A1 et A2. Le circuit selon l'invention pour trois voies est alors analogqeu à celui de la figure 1 avec en plus en parallèle sur l'ensemble série du tweeter T et du condensateur C, un autre ensemble série d'un haut-parleur de mediums en série avec un condensateur C1. Les valeurs numériques du schéma de la figure 3 peuvent être identiques à celles de la figure 1. REVENDICATIONS 1. Circuit de filtrage pour haut-parleurs, destiné à être couplé à un amplificateur d'audiofréquences, du type comprenant une paire de bornes d'entrée à-relier à l'amplificateur, et deux bornes de sortie à relier à un haut-parleur principal, caractérisé par le fait qutil comporte en série entre les bornes de connexion du haut-parleur principal et les bornes d'entrée une résistance Ri de faible valeur ohmique, et qu'il comporte de plus une chaîne en série d'une résistance R2 et d'un condensateur C2 montée en parallèle sur les bornes de connexion du haut-parleur principal, pour creuser vers les fréquences moyennes la courbe de réponse du haut-parleur. 2. Circuit de filtrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un autre condensateur C monté en parallèle sur la résistance série R1 pour relever la courbe de réponse vers les aigus, le condensateur C ayant une valeur sensiblement inférieure au condensateur C2. 3. Circuit de filtrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qutil comporte, en outre, branché aux bornes d'entrée du circuit un ensemble en série d'un condensateur C et de deux bornes de connexion vers un haut-parleur d'aigus. 4. Circuit de filtrage selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un condensateur supplémentaire C1 en parallèle sur les bornes de connexion du hautparleur principal. 5. Circuit de filtrage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que deux bornes de connexion pour un haut-parleur medium sont disposées en série avec un condensateur C1, l'ensemble du condensateur C1 en série avec ces bornes étant connecté aux bornes d'entrée du circuit. 6. Circuit de filtrage selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte deux bornes susceptiblesd'etre reliées par un cavalier de court-circuit amovible, l'une de ces bornes étant reliée au point de jonction du condensateur C et d'une borne de connexion pour un haut-parleur d'aigu, et l'autre étant connectée au point de jonction dDjia résistance R1 et d'une borne de connexion vers le haut-parleur principal. 7. Circuit de filtrage selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte deux autres bornes susceptibles d'être reliées par un cavalier de court-circuit amovible, l'une de ces bornes étant reliée au point de jonction de la résistance R1 et d'une borne de connexion vers le hautparleur principal, et l'autre étant reliée au point de jonction du condensateur C et d'une borne de connexion vers le hautparleur de medium, le circuit étant ainsi capable de servir de circuit de filtrage pour une enceinte acoustique à une, deux ou trois voies par mise en place ou retrait de l'un ou l'autre des cavaliers et mise en place ou retrait d'un haut-parleur de medium et d'un haut-parleur d'aigu aux bornes prévues à cet effet. 8. Circuit de filtrage selon ltune des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la channe à résistance et condensateur comprend une résistance R2 de valeur égale à celle de la résistance Rî. 9. Circuit de filtrage selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que la capacité du condensateur C2 est de tordre de 10 fois supérieure à celle du condensateur C1. 10. Circuit de filtrage selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que la capacité du condensateur C est de l'ordre du 1/5 de celle du condensateur C1. 11. Ensemble transducteur électro-acoustique présentant deux bornes d'entrée destinées à etre reliées aux bornes de sortie d'un amplificateur d'audiofréquences, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit de filtrage selon l'une des revendications précédentes, et des haut-parleurs connectés aux bornes prévues à cet effet. 12, Ensemble selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les haut-parleurs sont de classe grand public.