Brevet FR2375685A1 — publié le 19780721

La présente invention concerne un instrument de musique électrique, notamment un orgue électrostatique. On connatt aéja différents types d'instruments de musique électriques, qui comportent plusieurs générateurs de signaux électriques correspondant à des notes musicales, et plusieurs canaux d'amplification, pour ces signaux, qui attaquent chacun un ou plusieurs transducteurs électro-acoustiques indépendants. Dans cette catégorie d'instruments de musique électriques on connatt par exemple les orgues électrostatiques des types décrits dans les brevets suivants du demandeur NO 1 142 708, demandé le 16 février -1956, NO 1 174 051, demandé le 28 mars 1957 et NO 1 369 348, demandé le 14 mars 1963. La présente invention concerne divers perfectionnements des instruments de musique électriques, notamment des orgues électrostatiques, du type indiqué ci-dessus, le but commun de ces perfectionnements étant d'améliorer la qualité sonore de l'instrument de musique,et notamment sa "fidélité" siil s'agit d'un orgue electrostatique. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation d'un orgue électrostatique selon la présente invention. La figure 1 est le schéma des principaux circuits électroniques de cette forme de réalisation. La figure 2 est -une vue, en coupe par un plan vertical, de l'enceinte où sont disposés les différents transducteurs électro-acoustiques. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. Sur la figure 1 on a désigné par 1 les trois bornes d'entrée de chacun des quatre pré-amplificateurs PA1 à PA4 de quatre canaux d'amplification des hautes fréquences sonores, I a Iv, dont les amplificateurs respectifs, désignés par Al & A4, attaquent des hauts parleurs électro-dynamiques, ou d'autres transducteurs électro-acoustiques, équivalents, T1 à T4.Chacune des bornes d'entrée 1 est connectée a la sortie d'un générateur ou d'un synthétiseur de signal électrique de fréquence sonore ; dans l'exemple de réalisation considéré, les différentes bornes d'entrée 1 sont reliées respectivement à des générateurs électrostatiques du type décrit dans les brevets ci-dessus mentionnés du demandeur ; ces différents générateurs, quil n'est pas nécessaire de représenter ni de décrire, sont aménagés de façon à produire des signaux électriques dont les fréquences fondamentales correspondent respectivement aux douze notes musicales: ut, ut douze, ré, ré dièze, mi, fa, fa dièze, sol, sol dièze, la, la dièze, si. Alors que les composantes de hautes fréquences sonores des signaux électriques qui apparaissent sur les sorties respectives des pré-amplificateurs PA1 à PA4 sont respectivement transmises aux entrées des amplificateurs correspondants, Al à A4, leurs composantes de très basses fréquences sonores, comprises entre 32 et 100Hz, sont dérivées vers les quatre entrées du pré-amplificateur PAS d'un cinquième canal,V, dont l'amplificateur, A5, attaque en parallèle deux hauts parleurs électro-dynamiques, ou d'autres transducteurs électroacoustiques équivalents, T5 et T6. La derivation des canaux électriques de très basses fréquences sonores est obtenue, d'une part, par l'insertion, entre la sortie, de chaque pré-amplificateur tel que PA1, et l'entrée de 1'ampXifi- cateur correspondant, Al,ld'un filtre passe-haut, tel que Rl-Cl, et, d'autre part, par l'insertion d'un filtre passe-bas, tel que F1, en amont de chacune des entrées du pré-amplificateur PA5 du canal Vs Selon la présente invention, une cellule photorésistante telle que Phl, équivalente à une résistance variable, est insérée entre la sortie du pré-amplificateur, tel que PA1, de chacun des canaux i a V, et l'entrée de l'amplificateur correspondant, Al (par l'intermédiaire du condensateur tel que C1 pour les quatre canaux I à IV) i d'autre part, une photodiode, telle que D1, est disposée de manière à éclairer, lorsqu'elle est excitée, l'une des cellules phototrésistantes telles que Phl,lorsqu'une tension de polarisation est appliquée à ladite photodiode, telle que Dl, à travers un commutateur, dont la fermeture est synchrone de l'application d'un signal à amplifier à l'une quelconque des douze bornes d'entre 1. Dans la forme de réalisation considérée, on a prévu un premier commutateur, comprenant notamment un transistor T1, commun pour les quatre canaux deys hautes fréquences sonores, I à IV, et un second commutateur, comprenant des transistors T2 et T3, pour le canal des très basses fréquences sonores, V. Dans le premier commutateur ci-dessus mentionné, l'émetteur du transistor commutateur T1 est.relié à la masse, de meme que le pôle négatif de la source de tension de polarisation de 24V; son collecteur est relié en commun aux cathodes des photodiodes D1 à D4, en série respectivement avec des résistances variables rl à r4.Les anodes des photodiodes D1 à D4 sont connectées en commun au pale positif de la source de tension de polarisation deX24V par l'intermédiaire d'un circuit commun, à impédance réglable, qui, dans la forme de réalisation considérée, comprend un transistor T4, dont l'électrode de commande, notamment la base, est connectée au curseur d'un potentiomètre P, lui-même relié aux deux piles de la source de tension de polarisation de -24V, en série avec une résistance R. La curseur du potentiomètre P est accouplé mécaniquement à la pédale d'expression de l'orgue électrostatique (non représentée).La-borne positive d'une source de tension de 400 V est reliée à la base du transistor T1 à chaque fermeture de l'un des commutateurs électriques 2, 3a, qui sont respectivement accouplés, par des moyens mécaniques non représentés, aux touches de l'orgue qui commandent les générateurs électrostatiques, précédemment mentionnés, produisant des signaux électriques de hautes fréquences sonores et de très basses fréquences sonores. Dans le second commutateur, associé au canal des très basses fréquences sonores, V, le transistor T2 est connecté, par son émetteur et son collecteur, en série avec la photodiode D5 et une résistance r5, entre la masse et le pble positif de la source de tension de polarisation de 24V; le transistor T3 est monté, par son émetteur et son collecteur, en série avec une résistance R5, entre la base du transistor T2 et le pble positif de la source de tension de polarisation de 24V; le pôle positif de la source de tension de 400V est relié, & travers une résistance R6, la base du transistor T3, à chaque fermeture de l'un au moins des contacts électriques 3b,qui sont respectivement accouplés, par des moyens mécaniques, non représentés, aux touches de l'orgue commandant oeux des générateurs électrostatiques, précédemment mentionnés, qui produisent des signaux électriques, de très basses fréquences sonores. Le dispositif illustré sur la figure 1 et précédemment décrit fonctionne do la façon suivante : iDur compenser les différences entre les sensibilités des différentes cellules photo-résiatantes, Phl à Ph4, et entre les rendements lumineux des différentes photodiodes, D1 à D4, on ajuste tout d'abord les valeurs des résistances variables rl à r4 de telle façon que, pour une position quelconque du curseur du potentiomètre P, les cellules photo-résistantes Phl a Ph4 présentent toutes la mSme résistance lorsque l'un des contacts élec triques 2, 3a est fermé par l'actionnement de la touche correspondante de l'orgue, et que l'application du potentiel +400V à la base du transistor T1 rend ce dernier conducteur, ce qui permet aux photodiodes D1 & D4 d'entre traversées respectivement par des courants d'intensitésappropriéss pour qu'elles éclairent les cellules photo-rGsistantes correspondantes. Lorsqu'aucune des touches de 1'orgue n'est actionnée, tous les contacts électriques tels que 2,3a 3b étant ouverts, les transistors Tl, T2 et T3 sont bloqués, si bien que les photodiodes D1 à D5 ne sont traversées par aucun courant électrique, et qu'elles n'éclairent donc pas les cellules photo--résistantes correspondantes, Phl a Ph5.Ces dernières présentent donc des résistances très élevées, qui s'opposent pratiquement à la transmission, aux entrées respectives des amplificateurs Al à A5, des bruits de fond apparaissant en permanence sur les sorties des pré-amplificateurs PA1 à PAS. Lors de l'actionnement de l'une quelconque des touches de l'orgue, qui sont accouplées respectivement auxcontactsélectriques2, le déblocage du transistor T1 provoque simultanément l'excitation des photodiodes D1 à D4, qui éclairent les cellules photo-résitantes Ph1 à Phi les résistances respectives de ces dernières sont par suite très fortement réduites; par suite, ai par exemple la touche enfoncée correspond à la note Si,la borne d'entrée correspondante du préamplificateur PA4 reçoit, du générateur électrostatique correspon- dant (non représenté), un signal électrique, dont la fréquence fondamentale correspond a cette note musicale, et que la sortie dudit pré-amplificateur PA4 transmet,avec un certain gain, à l'entrée de l'amplificateur correspondant, A4, à travers la cellule photo-rêsistante Ph4,de faible résistance, et le condensateur C4, de faible impédance. Le son correspondant est alors reproduit par le haut-parleur T4. Quant aux bruits de fond apparaissant sur les sorties des pré-amplificateurs PA1 à PA3, ils sont certes transmis à travers les cellules photorésistantes Phl à Ph3,de faibles résistancoe, aux entrées des amplificateurs Al à A3 correspondants, et reproduits par les hauts-parleurs T1 à T3, mais les sons parasites correspondants sont masqués par le son "utile" que produit simultanément le haut-parleur T4. Par contre, le canal V restant bloqué par la forte résistance de la cellule photo-résistante Ph5J les hauts-parleurs T5 et T6 ne produisent pas de bruit parasite.Par ailleurs,si l'on actionne par exemple la touche de l'orgue correspondant à la note ut, il y a fermeture des contacts électriques 3a et 3b correspondants, et par, suite, déblocage des transistors T1 à T3; comme précédemment, le déblocage du transistor commutateur T1 provoque l'éclairement, et par suite la réduction de la résistance des cellules photo-rsisàntes Phl a Ph4, ce débloque les canaux I à IV; en même temps le déblocage des transis tors T2 et T3 autorise le passage d'un courant électrique approprié à travers la photodiode D5, qui éclaire la cellule photctrésistante Ph5, laquelle débloque le canal V.Le signal électrique qui est alors produit par le générateur électrostatique (non représenté), correspondant à la note ut, est alors transmis, avec un premier gain, par le pré-amplificateur PA1 et la cellule photorrésistante Phl, de faible résistance; ses composantes de très basses fréquences, prédominanteg sont alors transmises, par le filtre passe-bas Fl, à l'une des entrées du pré-amplificateur PA5, qui les transmet, avec un second gain, à travers la cellule photo- résistante Ph5, de faible résistance, l'entrée de l'amplificateur AS;; un signal sonore de très basse fréquence est alors produit par les hauts-parleurs T5 et T6, tandis que le haut-parleur T1 reproduit seulement les composantes de fréquencesplus élevEs,naus d'intensité relativement faible, dans l'exemple considéré. Dans le mème temps, les bruits de fond apparaissant sur les sorties des pré-amplificateurs PA2 à PA4 sont transmis aux entrées des amplificateurs A2 à A4, puis reproduits par les hauts-parleurs T2 à T4, mais les bruits parasites correspondants sont masqués par les sons utiles produits par les hauts-parleurs T1, T5 et T6. Comme on l'a déjà indiqué, l'intensité du courant électrique traversant chacune des photodiodes DlàD4, de même qu, par suite, le gain de chacun des canaux I à IV, dépendent de la position du curseur du potentiomètre P, en actionnant la pédale d'expression de l'orgue, à laquelle le curseur du poten tiometre P est accouplé mécaniquement, il est donc possible de faire varier dans le m & e sens, et dans des proportions égales, les gains respectifs des canaux I à IV; cette disposition permet avantageusement de faire varier dans le mEme sens, et proportionnellement, les volumes des sons qui sont produits simultanément pardeux au moins des hauts-parleurs T1 à T4 lorsque plusieurs touches de 11 orgue sont actionnées simultanément (accords). L'enceinte fermée 4, de forme parallélépipédique qui est représentée schématiquement sur les figures 2 et 3, est divisée par une cloison 5 en un premier et un second compartiment, 6a et 6b respectivement, qui ne communiquent avec l'extérieur que par deux premières ouvertures, 7al et 7a2, et une seconde ouverture 7b,de grandes dimensionsidans la forme de réalisation considérée Les premières ouvertures, 7al et 7a2, et la seconde ouverture, 7b, sont aménagées respectivement dans ~deux parois parallèles de 'enceinte parallélépipédique 4. Les transducteurs des très basses fréquencés sonores, T5 et T6, qui sont par exemple des hauts-parleurs électrodynamiques à membrane souple,de 30cm de diamètre, sont fixés à la paroi correspondante du premier compartiment,6a,de l'enceinte parallélépipédique 4, derrière les premières ouvertures, 7al et 7a2 respectivement. Les quatre transducteurs des hautes fréquences sonores, T1 à T4, qui sont par exemple des hauts-parleurs électrodynamiques du type elliptique-exponentiel, de 21 x 32 cm, sont par contre montés sur un support tournant, 8 , dans le second compartiment, 6b,de l'enceinte 4.Dans la forme de réalisation considérée, le support tournant 8 est un tambour cylindrique plat, creux, dont l'une des faces perpendiculaires à l'axe, 9a, est pleine, et constituée en, ou revêtue intérieurement avec un matériau absorbant les sons, tandis que son autre face perpendiculaire à l'axe, 94.est perforée d'ouvertures pour le montage des quatre hauts parleurs T1 à T4.Les faces 9a et 9b du tambour cylindrique sont traversées en leurs centres par des garnitures, 10a et lOb, par 1 'inter- médiaire desquelles ledit tambour peut tourner librement sur un axe horizontal Il, dont une extrémité au moins, lia, est fixée à l'une des parois verticales, pleines, de l'enceinte-parallélé pipédique 4. Comme visible sur la figure 3, l'ensemble est dispose de telle façon que l'axe 11 est sensiblement parallèle à la seconde ouverture, 7b, de l'enceinte 4, et que les quatre hauts-parleurs T1 à T4 diffusent l'énergie sonore à peu près parallèlement audit axe 11, vers une paroi pleine , voisine, de ladite enceinte 4. Le tambour tournant 8 est entratné en rotation autour de l'axe fixe 11 par un groupe mpt-réducteur 12, fixé à l'une des parois du compartiment 6bi la transmission peut astre assurée par tous moyens appropriés, tels qu'une courroie 13, et l'ensemble est dimensionné de telle facçon que le tambour 8 tourne avec une vitesse uniforme, faible, par exemple de l'ordre de 15 tours par minute.D'autre part, la cloison 5, qui sépare-les deux compartiments 6a et 6base l'enceinte 4, poux trie constituée par une feuille de contreplaqué mince, conformée au pourtour du tambour cylindrique 8, de façon à réverbérer vers la seconde ouverture ,7b, les sons qui sont produits par l'un au moins des quatre hauts-parleurs T1 à T4, et qui ont déjà été diffusés par la paroi verticale,voisine,de l'enceinte 4. Les signaux de sortie des canaux d'amplification I à IV peuvent être transmis respectivement aux hauts-parleurs T1 à T4, par exemple par l'intermédiaire de quatre bagues 14 (figure 3), isolées Flectriquement les unes des autres, et solidaires de l'arbre fixe 11, ainsi que de quatre balais,tels que 14a,lesquels sont portés par exemple par la paroi 9a du tambour 8, et frottent respectivement sur lesdites bagues 14. L'naemble dee générateurs électrostatiques, ainsi que des circuits électriques et électroniques de l'orgue, tels que ceux illustrés sur la figure 1, peuvent être logés dans un bottier unique E,placé lui-meme par exemple dans un compartiment inférieur, 6c, de 1' enceinte fermée 4, d'où partent des conducteurs isolés,aboutissant, les uns aux hauts-parleurs T5 et T6, et les autres aux quatre bagues 14 portées par l'axe 11. La disposition ci-dessus décrite des transducteurs T1 à T6 de l'orgue électrostatique selon la présente invention offre de nombreux avantages. On comprend que le mouvement lent de rotation du support des hauts-parleurs T1 à T4, émettant sépariment ou simultanément des sons de hautes fréquences, de même que la réverbération de cbs sons tout d'abord par la paroi pleine de l'enceinte 4 ,la plus proche desdits hauts-parleurs T1 à T4 puis par la cloison Sgui les réfléchit en direction de l'ouverture 7b, contribuent à améliorer la qualité sonore de l'instrument en évitant la formation d'ondes stationnaires dans le compartiment 6b de l'enceinte 4,et en supprimant toux effet directif, notamment lorsqu'un seul des hauts-parleurs T1 à T4 est excité; ces résultats avantageux sont obtenus sans que la rotation, à faible vitesse, du support des hauts-parleurs T1 à T4 se traduise par une modulation perceptible des sons sortant de l'ouverture 7b. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation précédemment décrites. Elle en englobe toutes les variantes. Son application n'est pas limitée- aux orgues électrostatiques, notamment du type mentionné; elle peut etre notamment appliquée de façon avantageuse à tous les instruments de musique électriques comportant plusieurs canaux d' amplification REVENDICATIONS 1. Instrument de musique électrique, notamment orgue électrostatique, comportant plusieurs générateurs de signaux électriques correspondant respectivement à des notes musicales et plusieurs canaux d'amplification, pour ces signaux électriques, qui attaquent chacun un ou plusieurs transducteurs électro-acoustiques, indépendants, caractérisé en ce qu'il comporte quatre canaux d'amplification, dont chacun a ses entrés reliées à plusieurs générateurs de signaux électriques, de préférence à trois générateurs. 2. Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier canal amplifie lesnotes ut, ut dièze, ré, le second canal, les notes ré dièze, mi, fa-, le troisième canal, les notes fa dièze, sol, sol dièze, et le quatrième canal, les notes la, la dièze, si. 3. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel une cellule photo-résistante est insérée entre le pré-amplificateur et l'amplificateur de chacun des canaux, une photodiode étant disposée de manière à éclaireur ladite cellule lorsqu'une tension de polarisation appropriée est appliquée à la photodiode à travers un commutateur, dont la fermeture est synchrone de l'application d'un signal à amplifier à l'entrée du canal correspondant, caractérisé en ce que les photodiodes asso ciées aux différents canaux d'amplification ont chacune une électrode connectée en commun à un même pôle de la source de tension de polarisation, par l'intermédiaire d'un circuit commun à impédance réglable, permettant d'ajuster simultanément, et à volonté, les tensions de polarisation appliquées à toutes les photodiodes et, par suite, les gains desdits canaux d'amplification. 4. Instrument selon la revendication 3, caractérisé en ce que les photodiodes associées aux différents canaux d'amplification, sont montées respectivement en~série avec des résistances variables, qui sont ajustées pour compenser les différences entre les sensibilités des différentes cellules et entre les rendements lumineux des différentes photodiodes. 5. Orgue électrostatique selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le circuit commun, à impédance réglable, comprend un transistor, recevant-une tension de polarisation réglable, d'un potentiomètre, dont l'organe de réglage est accouplé à la pédale d'expression. 6. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, comportant un canal supplémentaire d'amplification, et des filtres appropries pour transmettre les composantes, de basses ou très basses fréquences, des signaux électriques produits par les générateurs, audit canal supplémentaire, et leurs composantes de hautes fréquences, aux quatre canaux principaux, caractérisé en ce qu'une cellule photo-résistante est insérée entre le pré-amplificateur et l'amplificateur du canal supplémentaire, et qu'une photodiode est disposée de manière a éclairer ladite cellule lorsqu'une tension de polarisation appropriée est appliquée a la ladite photodiode à travers des commutateurs, qui sont connectés en parallèle, et sont actionnés respectivement par les touches de l'instrument, correspondant aux notes du bas de la gamme. 7. Instrument selon la revendication 6, caractérisé en ce que les transducteurs électro-acoustiques qui sont attaqués respectlvement par le canal supplémentaire, des basses fréquences, et par les canaux principaux, des hautes fréquences, sont -disposés respectivement dans un premier et un second compartiment d'une meme enceinte fermée, qui ne communiquent respectivement avec l'extérieur que par au moins une première et une seconde ouverture, aménagées dans des parois différentes de ladite enceinte, le transducteur des basses fréquences étant disposé en regard de ladite première ouverture, tandis que les transducteurs des hautes fréquences sont montés sur un support tournant, entraîné en rotation a faible vitesse autour d'un axe sensiblement parallèle d ladite seconde ouverture, de façon a diffuser lténergle sonore a peu près parallèlement audit axe, vers une paroi pleine, voisine, de ladite enceinte. 8. Instrument selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première et la seconde ouverture sont aménagées dans deux parois parallèles de l'enceinte, de forme parallélépipédique, que le support tournant est un tambour creux, dont les deux faces perpandicúlaires a l'axe sont, l'une, pleine, et constituée en, ou revêtue intérieurement avec un matériau absorbant les sons, et l'autre face, perforée d'ouvertures pour le montage des transducteurs des hautes fréquences, et que la cloison séparant les deux compartiments de l'enceinte est conformée de façon a reverbérer vers la seconde ouverture les sons produits par les transducteurs des hautes fréquences. 9. Instrument selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le support tournant est entraîné à environ 15 tours par minute