Brevet FR2389962A1 — publié le 19781201

La présente invention concerne un dispositif permettant de faire sortir à volonté, sur quatre haut-parleurs localisés dans l'espace, quatre courbes de réponse (dites "spectres sonores11) (ou "bandes passar:tes"). I1 comprend quatre circuits réglables à volonté en intensité et en choix de spectre sonore, comportant chacun quatre sous-circuits réglables en intensité du spectre sonore qu'il débite. L'invention peut être utilisée en enregistrement et en reproduction sonore, dans le but de créer quatre spectres sonores localisés dans l'espace et considérés par exemple comme : avant, arrière, à gauche et à droite; ou bien simplement aux quatre coins d'une pièce, et nommés (pour les reconnaître) A, B, C et D, ces deux conceptions n'étant nullement restrictives. Dans les systèmes de ce genre connus actuellerlent, nommés Quadriphonie, les signaux sont codés à l'enregistrement, en deux canaux composites gauche/ droite, pouvant être décodés à la reproduction en quatre signaux simples gauche-avant/gauche-arrière et droite-avant/droite-arri ère. Le système suivant l'invention n'utilise plus des signaux composites codés, mais le signal total, en le décodant immédiatement en quatre canaux composés de quatre spectres sonores indépendants et réglables, d'où son appellation de "Quadri-spectrie" et non plus "Quadriphonie". D'une manière élémentaire, le présent décodeur réglable regoit tout le spectre sonore audible par l'oreille humaine, voire même en deçà et au delà; il est ensuite capable de sélectionner des bandes passantes restreintes qui seront nommées respectivement, et pour les besoins des explications à suivrez "Profondeur", "Rondeur", "Clarté" et "Finesse", ces termes n' étant nullement exhaustifs. Les caractéristiques de l'invention seront mieux comprises à l'aide des tableaux et dessins ci-åoints selon lesquels La Fig. 1 représente les possibilités de mise en valeur des différents instruments de musique et des tessitures des voix humaines. La Fig. 2 donne les valeurs approximatives en Hertz des fréquences rendues par chaque sous-circuit et leur décroissance en dB/Octave. La Fig. 3 est un schéma théorique de réalisation du sous-circuit de Profondeur. La Fig. 4 est un schéma théorique de réalisation du sous-circuit de Rondeur. La Fig. 5 est un schéma théorique de réalisation du sous-circuit de Clarté. La Fig. 6 est un schéma théorique de réalisation du sous-circuit de Finesse. Le Tableau de la ?ig. 1 montre les différents "positionnements" préférentiels des tessitures des instrumenEs de musiaue et des tessitures des voix humaines, par rapport à la présente invention. L'on constatera facilement que certains instruments et certaines voix humaines peuvent être mis en valeur grâce à ce procédé, qui est donc applicable tnt à l'enregistrement qu'à la reproduction. I1 va de soi oue le présent dispositif est, à plus forte raison, capable de créer l'illusion sonore "Quadri-spectrique" à partir des deux signaux stéréophoniques classiquement connus, par le truchement d'un décodeur réglable sur chaque canal préexistant. I1 est de même évident, qu'un signal quadriphonique décodé peut encore connaître une amélioration de son relief sonore, par le truchement d'un décodeur réglable sur chacune des quatre voies préexistantes. Le système objet de la présente invention a donc l'avantage de pouvoir s'adapter à tous les systèmes connus actuellement, qu'ils soient monophoni ques, stéréophoniques ou quadriphoniques. Etant donné sa grande simplicité, il est possible de le multiplier sans augmenter 2rondement le prix de revient d'un appareil d'enregistrement ou de reproduction sonore. Dans la première application du présent dispositif, celle qui concerne I'enregistrement, le signal original perçu par le microphone, composé de toutes les fréquences de la bande passante, est injecté dans un système de préamplification, puis dans le décodeur réglable, objet de la présente invention, capable de sélectionner les fréquences les plus appropriées, dans le but d'améliorer au maximum la qualité de l'enregistrement. I1 ressort de ce qui précède que, si l'on dispose de plusieurs microphones, on installera un décodeur réglable à la suite de chaque microphone, afin de corriger au mieux chaque signal reçu, avant de l'injecter sur le support d'enregistrement monophonique. De même, si l'on dispose d'un appareil d'enregistrement à plusieurs voies, chacun des signaux ainsi corrigés peut être injecté conjointement ou séparément sur autant de voies que l'on a à sa disposition. Dans la deuxième application du présent dispositif, celle qui concerne la reproduction, le signal original provenant soit d'un microphone, soit d'un instrument de musique, soit d'un support d'enregistrement, soit d'une émission radiophonique, est reçu dans sa totalité par un système de preamplification, puis injecté dans le décodeur réglable, objet de la présente invention, capable de sélectionner les fréquences les plus appropriées, dans le but d'améliorer au maximum la qualité de la reproduction monophonique. Pour les cas de reproduction stéréophonique, mais avec un signal d'origine monophonique, chaque voie sera précédée d'un décodeur réglable choisissant par l'intermédiaire des réglages de chaque décodeur (un sur le canal rauche et un sur le canal droit), les fréquences les plus appropriées à faire ressortir un son différent sur chaque canal. Si le signal est d'origine stéréophonique, ctest à dire double, les deux signaux déjà enregistrés puis décodés stéréophoniquement pourront être encore mieux mis en valeur par le jeu des spectres sonores. Nais où le système devient très intéressant sur le plan acoustique, ctest lorsque l'on dispose de quatre amplificateurs sur lesquels on enverra le son par le truohement de quatre décodeurs réglables, dont on règlera les bandes passantes de façon à séparer quatre spectres sonores distincts, qui seront reproduits par quatre haut-parleurs, disposés aux quatre coins d'une pièce. Si le signal d'origine est monophonique, on obtiendra ainsi une "quadri spectrie dans l'espace" par le seul truchement des spectres sonores. Si le signal est stéréophonique, le canal gauche sera transmis à deux décodeurs réglables qui sélectionneront deux bandes passantes différentes à expédier sur deux amplificateurs, et le canal droit sera transmis à deux autres décodeurs réglables qui sélectionneront aussi deux bandes passantes à expédier sur les deux autres amplificateurs. Ainsi, un signal stéréophonique n'est pas détruit par le présent système. Si le signal est quadriphonique, celui-ci une fois décodé, les quatre signaux seront transmis aux quatre décodeurs "quadrispectriques", pour être mis en valeur au gré de l'auditeur, par le truchement des réglages de chaque décodeur réglable. Ainsi, le signal quadriphonique n'est pas détruit par le présent système. Le système, objet de l'invention, comporte quatre circuits indépendants et réglables, ayant pour but de créer quatre bandes passantes de trois octaves chacune, ce qui correspond aux douze octaves de la capacité auditive humaine. Ces quatre bandes passantes (ou "spectres sonores") peuvent hêtre nommés respectivement, et correspondre à des fréquences approximatives de : (voir le tableau Fig. 2) Profondeur : 10 à 80 Hz; Rondeur : 80 à 600 Hz; Clarté : 600 à 5000 Hz; Finesse : 5000 à 40.000 Hz. Ces dénominations et. ces fréquences peuvent être modifiées sans pour autent sortir du cadre de l'invention. La Fig. 2 montre les affaiblissements progressifs de chaque spectre sonore, de 7 dB/octave, causant un chevauchement destiné à permettre l'utilisation isolée d'un seul spectre sonore, ce qui ne serait pas possible, acoustiquement et esthétiquement parlant, avec des spectres à coupure trop brusque, qui sont très laids pour l'oreille humaine. Les quatre schémas théoriques de la planche trois, illustrent à titre exemple, un mode de réalisation du système à quatre sous-circuits, créateurs d'un spectre sonore chacun, conforme à la présente invention. Le sous-circuit dit de Profondeur, est obtenu par un ensemble constitué de : (voir Fig. 3) : Une résistance d'entrée 1 affaiblissant les fréquences aigles, attaquant un potelltiomêtre 2 de valeur assez forte, ce qui augmente encore le filtrage des aigus. Le potentiomètre est attaqué par le point milieu afin que la piste elleneme fasse office d'isolateur entre ce sous-circuit et les autres, pour éviter les interactions. Un condensateur 3 relie le point chaud et le point masse de ce potentiomètre, accentuant encore la coupure des aigus. Une resistance 4 isole ce point masse de la masse réelle, afin d'éviter que le son ne soit complètement absorbé lorsque le curseur du potentiomètre est ramené à sa position minimum.Une résistance 6, au départ du point chaud du potentiomètre, sert à isoler en dernier ressort ce sous-circuit tout en accentuant une dernière fois le caractère de coupure des aigus. il peut s'avérer nécessaire d'insérer entre le point chaud du potentiomètre et la résistance 6, un condensateur 5 dont la valeur coupera quelque peu les extrèmes basses, si celles-ci sont vraiment trop lourdes. La modification de position du curseur réglera l'intensité du signal sortant de ce sous-circuit. Ces ensemble produit donc un spectre sonore accordé entre 10 Hz et 80 Hz, avec atténuation sur les aigües de 7 dB/octave (voir Fig. 2). Le sous-circuit ainsi constitué est passif, mais peut etre rendu actif par l'insertion ou l'adjonction d'une amplification. Le sous-circuit dit de Rondeur, est obtenu par un ensemble constitué de: (voir Fig. 4) : Un condensateur d'entrée 7 coupant légèrement les fréquences basses, suivi d'une résistance 8 affaiblissant les fréquences aigües, et attaquant un potentiomètre 9 de valeur moyenne, coupant légèrement les aigus. Le potentiomètre est attaqué par le point milieu, afin que la piste elle-même fasse office d'isolateur entre ce sous-circuit et les autres, pour eviter les interactions. Un condensateur 10 relie le point chaud et le point masse de ce potentiomètre, accentuant quelque peu la coupure des aigus. Une résistance 11 isole ce point masse de la masse réelle, afin d'éviter que le son ne soit complètement absorbé lorsque le curseur est ramené à sa position minimum. Un condensateur 12 au départ du point chaud du potentiomètre, suivi d'une résistance 13 de sortie servent à isoler en dernier ressort ce sous-circuit, tout en accentuant une dernière fois le caractère de coupure des graves par le condensateur et des aigus par la résistance. La modification de position du curseur règlera l'intensité du signal sortant de ce sous-circuit.Cet ensemble produit un spectre sonore accordé entre 80 Hz et 600 Hz, avec atténuation de 7 d3/Octove vers les graves (en dessous de 80 Hz) et de 7 dB/Octave vers les aigus (au dessus de 600 Hz). Voir Fig. 2. Le souscircuit ainsi constitué est passif, mais peut-etre rendu actif par l'insertion ou l'adjonction d'une amplification. Le sous-circuit dit de Clarté, (voir Fig. 5), est obtenu par un ensemble identique à celui de Rondeur, avec cette différence que les valeurs des condensateurs et résistances sont différentes, afin d'accorder ce sous-circuit sur des fréquences différentes, à savoir : de 600 à 5000 Hz, avec atténuation de 7 dB/Octave vers les graves (en dessous de 600 Hz) et de 7 dB/Octave vers les aigus (au dessus de 5000 Hz). Voir Fig. 2. Le sous-circuit ainsi constitué est passif, mais peut être rendu actif par l'insertion ou l'adjonction d'une amplification. Le sous-circuit dit de Finesse, (voir Fig. 6). est obtenu par un ensemble constitué de: Un condensateur d'entrée 21 de valeur assez faible, atténuant fortement toutes les fréquences en dessous de 5000 Hz, attaquant un potentiomètre 22 de valeur moins forte que les précédents, afin de ne pas couper les fréquences élevées. Le potentiomètre est attaqué par le point milieu, afin que la piste elle-même fasse office d'isolateur entre ce sous-circuit et les autres, pour éviter les interactions. Un condensateur 23 peut relier le point masse de ce potentiomètre de la masse réelle, afin de n'absorber que les fréquences aiguës lorsque le potentiomètre est ramené à sa position minimum, mais une liaison directe est aussi possible, étant donne la forte coupure des graves et médiums à l'entrée de ce sous-circuit.La sortie est en principe en ligne directe, mais peut comporter une légère résistance, afin d'atténuer quelque peu les fréquences au dessus de 20.000 Hz. Le sous-circuit ainsi constitué est passif, mais peut être rendu actif par l'insertion ou l'adjonction d'une amplification. Cet ensemble produit un spectre sonore accordé entre 5000 Hz et 20.000 Hz avec atténuation de 7 dB/Octave en dessous de 5000 Hz. (voir Fig. 2). Les quatre sous-circuits passifs ainsi constitués peuvent dès lors se rejoindre en sortie, du fait qu'ils n'ont aucune interaction l'un sur l'autre, et le signal, ou les signaux émis peuvent être réamplifiés par un seul préamplificateur de sortie, qui remontera le niveau des fréquences contrôlées par les quatre potentiomètres 2, 9, 16 et 22. (voir les Fig. 3, 4, 5 et 6). Ce système peut donc très bien fonctionner avec une seule préamplification pour les quatre sous-circuits, au lieu d'une par sous-circuit, d'où simplification de montage et économie de frais de fabrication. Le procédé, objet de la présente invention, peut etre utilisé dans tous les cas d'enregistrement ou de reproduction sonore de très haute qualité. Il peut intéresser notamment les studios d'enregistrement, les émetteurs radio, les musiciens d'orchestre, les sonorisations (night clubs, salles de fêtes, etc.) ainsi que les fabricants d'appareils de très haute qualité en matière de Haute Fidélité, Stéréophonie et Quadriphonie. Il peut aussi intéresser les tr:;nscissions, en améliorant (au départ et à l'arrivée) la courbe de réponse qui se déteriore pr3portionnellemcnt à la distance parcsurae par un signal dans l'ether. Bien entendu, l'ensemble des descriptions qui précèdent ne sont pas limitatives à cet exemple de réalisation, et diverses variantes pourront être apportées sans pour autant sortir de l'esprit ni du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de décodage d'un signal monophonique composé de fréquences audibles par l'oreille humaine, permettant l'enregistrement et la reproduction des sons dans les meilleures conditions possibles de "relief sonore" et de "localisation", caractérisé par le fait qu'il comporte quatre circuits indépendants permettant de sélectionner, à volonté, quatre spectres sonores différents, réglables en choix et en intensité. 2. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 7, caractérisé par le fait que chaque circuit comporte quatre sous-circuits créant des bandes passantes sélectives. 3. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 2, caractérisé par le fait que chaque sous-circuit est contrôlé en intensité par un potentiomètre. 4. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 2, caractérisé par le fait que chaque sous-circuit est parfaitement indépendant des autres, et qu'il n'y a aucune interaction entre eux. 5. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 2, caractérisé par le fait que chaque sous-circuit débite une bande passante différente, nommés pour les besoins des explications à suivre, mais à titre non limitatif : Profondeur, Rondeur, Clarté, Finesse. 6. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que la bande passante du sous-circuit dit de Profondeur est obtenue par un ensemble de condensateurs, résistances et potentiomètres disposés de façon à ne laisser passer que les fréquences désirées dans ce sous-circuit. 7. Appareil de décodage d'un signal monophonique-selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que la bande passante du sous-circuit dit de Rondeur est obtenue par un ensemble de condensateurs, résistances et potentiomètres disposés de façon à ne laisser passer que les fréquences désirées dans ce sous-circuit. 8. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que la bande passante du sous-circuit dit de Clarté est obtenue par un ensemble de condensateurs, résistances et potentiomètres disposés de façon à ne laisser passer que les fréquences désirées dans ce sous-circuit. 9. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que la bande passante du sous-circuit dit de Finesse est obtenue par un ensemble de condensateurs, résistances et potentiomètres disposés de façon à ne laisser passer que les fréquences désirées dans ce sous-circuit. 10. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon les Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les cruatre bandes passantes des quatre sous-circuits se rejoignent en sortie tour reformer un circuit complet dont le spectre sonore est réinjecté dans une préamplification destinée à relever le niveau du dit spectre sonore. 11. Appareil de décodage d'un signal monophonique selon la Revendication 2 et 10, caractérisé par le fait que le circuit est multiplié par quatre, permettant ainsi d'attaquer autant d'amplificateurs, débitant chacun le spectre sonore choisi, par le moyen d'un haut-parleur localisé dans l'espace, créant ainsi la sensation de localisation dans l'espace, que l'on pourrait fort bien nommer " Buadriapectrie dans 1 'espace ".