Brevet FR2394222A1 — publié le 19790105

La wrésente invention se rapporte d'une façon générale aux ensembles ou enceintes acoustiques du type utilisé de façon courante en combinaison avec un appareil de reproduction des sons tel qutun tourne-disques, un magnétophone et analogue, tant en monophonie quten stéréophonie. I1 est connu de monter, dans une enceinte acoustique, plusieurs haut-parleurs conjugués à des filtres et conçus chacun pour assurer émission ondes sonores dans une bande de fréquences déterminée. En stéréophonie ou en multiphonie, il est connu également de combiner plusieurs de ces enceintes, disposées en des endroits appropriés d'un local, pour donner 11impression désirée de volume sonore. Toutefois, les divers procédés de mise en phase des hautparleurs dans les enceintes ne donnent actuellement que des résultats moyens. Ceci est dû au fait que les parois ou murs du local dans lequel une enceinte est placée sont à l'origine de réverbérations des ondes sonores et que, pour chaque fréquence émise par un haut-parleur de l'enceinte, il se crée dans le volume du local un système de noeuds et de ventres de pression qui sont distants les uns des autres de la valeur doune longueur d'onde ou d'un multiple de cette longueur d'onde, de sorte que la qualité d'écoute dépend en fait alors de la position de ltauditeur dans le local. Dans ensemble d'une écoute musicale, la position optimale est essentiellement variable, notamment en fonction des fréquences émises. Le but de l'invention est de créer un ensemble acoustique remédiant à cet inconvénient et fournissant, même en monophonie, un effet d'écoute spatial amélioré. L'invention est matérialisée à cet effet dans un ensemble acoustique comportant au moins deux enceintes acoustiques équipées elles-mêmes chacune d'un ou plusieurs haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs assurant une émission tondes sonores dans une bande de fréquences définie et associés judicieusement à des filtres spécifiques, ces haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs présentant entre eux une relation échelonnée de bandes de fréquences d'émission et étant répartis entre les deux enceintes de telle sorte que les haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs d9une même enceInte e-iaettant chacun dais une bande de fréquences présentent entre eux un écart de fréquences correspondant à au moins une bande de fréquences spécifique d'émission par un haut-parleur. Suivant un mode de réalisation simple de l'ensemble faisant ltobjet de l'invention, il est prévu deux enceintes et au moins trois haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs, émettant chacun dans une bande de fréquences, lesdites bandes étant éche lorgnées et les haut-parleurs étant répartis en alternance entre les enceintes selon ltéchelonnement de de leurs bandes de fréquences. Ainsi, un haut-parleur émettant en basse fréquence peut être monté dans la première enceinte, un haut-parleur émettant en bassemoyenne fréquence peut être placé dans la seconde enceinte, puis un haut-parleur émettant en fréquence moyenne peut être disposé à nouveau dans la première enceinte, un haut-parleur émission des fréquences moyennes-aigus peut être placé dans la deuxième enceinte, et un haut-parleur d'émission des aiguës peut être placé dans la première enceinte. I1 va de soi que lton peut subdiviser la plage des fréquences audibles en tout nombre désiré ou usuel de bandes de fréquences, qui sont reproduites ou émises chacune par un haut-parleur spécialisé, dans des conditions permettant d'obtenir une écoute optimale. Il va de soi également que le nombre des enceintes individuelles de l'ensemble acoustique peut être choisi à volonté. Suivant une autre particularité de l'invention, ltéche- lonnement des fréquences émission spécifiques de chaque hautparleur est choisi de telle sorte que l'on obtienne entre les bandes de fréquences un chevauchement, notamment dans les parties correspondant aux flancs des courbes d'émission ondes sonores, afin qu'il en résulte, du fait de ce chevauchement, une courbeenveloppe sensiblement régulière, c'est-à-dire évitant toute faiblesse ou atténuation dans la reproduction de certaines fréquences Si désiré, on peut d'ailleurs prévoir, dans l'une au moins des enceintes, un haut-parleur à large bande couvrant ensemble ou une partie importante des bandes de fréquences des haut-parleurs spécialisés.Par ailleurs, on peut prévoir un haut-parleur émettant dans la bande supérieure des fréquences harmoniques de celles du haut-parleur de bande inférieure. Lors de l'utilisation d'un ensemble de ce type, les enceintes peuvent être placées à distance l'une de l'autre selon une relation qui doit tenir compte des caractéristiques de réverbération du local et qui sera définie généralement de façon ampirique. Il résulte alors de cette subdivision échelonnée avec alternance des bandes de fréquences de reproduction ou d'émission sonore entre les enceintes, à l'intérieur du local, une uniformisation spatiale d'audition qui découle elle-même de la suppression des alternances de noeuds et de ventres d'ondes de pression dans des positions définies du local, comme cela était le cas selon la technique antérieure, groupant les haut-parleurs spécialisés dans une même enceinte.Il en résulte en effet, dans le cas présent, un chevauchement des ondes primaires et des ondes secondaires dues aux réverbérations, qui est à l'origine d'une sorte de "fusion" sonore fournissant effet spatial désirable. On peut en fait considérer que cet effet est comparable à celui qui ne peut être obtenu, actuellement, que par l'emploi de systèmes stéréophoniques, ce résultat étant toutefois atteint ici sans devoir faire appel aux moyens indispensables à une reproduction en stéréophonie. Il va de soi, suivant une autre particularité, que l'in- vention est également applicable à un système stéréophonique ou multiphonique. On prévoit dans ce cas deux ou plusieurs ensembles comprenant chacun deux ou plusieurs enceintes du type décrit ciavant. On entend dans ensemble de la description, par le terme "enceinte", une unité d'émission d'ondes sonores pouvant être constituée par un ou plusieurs haut-parleurs, et pouvant être réduite à la limite à un seul haut-parleur, sans capotage ni carénage. On pourrait d'ailleurs réunir si désiré les enceintes de cet ensemble dans un même carénage de dimensions appropriées compte tenu de l'écartement à prévoir entre les haut-parleurs pour obtenir l'effet spatial. Suivant une autre particularité encore de ltinvention, certains au moins des haut-parleurs spécialisés prévus dans les enceintes sont du type à rayonnement volumétrique comportant, à titre d'élément générateur d'ondes acoustiques, au moins une sphère pulsante ou une portion de sphère pulsante. Un agencement de ce type permet ainsi de rayonner en couronne des ondes sonores directement à partir de cette sphère sensiblement sur 3600, ce qui améliore encore la reproduction spatiale des sons. Suivant un mode de réalisation, la sphère pulsante est reliée à au moins un élément de suspension par une partie de forme générale cylindrique qui est entourée par la bobine usuelle ou le moteur du haut-parleur. On obtient, de cette manière, une bonne sensibilité pour la sphère pulsante et, en conséquence, une émission satisfaisante pour les ondes sonores. La description qui vå suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés â titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une représentation schématique dtun ensemble acoustique suivant l'invention, comportant deux enceintes et six haut-parleurs. La Fig. 2 est une représentation graphique montrant les courbes d'rémission des ondes sonores par les haut-parleurs. La Fig. 3 est une vue schématique montrant un système stéréophonique comportant deux ensembles, avec chaque fois deux enceintes. Les Fig. 4 à 6 sont des représentations également schématiques de la partie active de trois variantes de haut-parleurs à sphère pulsante. On a représenté sur la Fig. 1 un ensemble suivant l'in- vention, qui comprend deux enceintes 1 et 2 dans chacune desquelles sont montés trois haut-parleurs 3, 4, 5 et 6, 7, 8. Chacun de ces haut-parleurs est relié d'une façon en soi classique, par des conducteurs indiqués d'une façon générale en 9, à un amplificateur 10, à travers des filtres 11, 12, 13, 14, 15 et 16. Suivant l'invention, chaque haut-parleur et le filtre associé sont étudiés de façon que le haut-parleur émette des ondes sonores dans une bande de fréquences spécffique, et les hautparleurs sont répartis en alternance entre les enceintes 1 et 2 selon l'échelonnement de ces bandes de fréquences. Ainsi, suivant un mode de réalisation particulier, le haut-parleur 3 équipant l'enceinte 1 émet dans la bande des basses fréquences, le hautparleur 6 de enceinte 2 dans la bande des fréquences bassesmoyennes, le haut--parleur 4 de l'enceinte 1 dans la bande des fré quences moyennes, le haut-parleur 7 de ltenceinte 2 2 dans la bande des fréquences moyennes-aiguës et le haut-parleur 5 de l'enceinte 1 dans la bande des fréquences aiguës.Le haut-parleur 8 de l'enceinte 2 pourrait également, selon la règle ainsi définie, émettre dans les fréquences aigus-supérieures. Il peut toutefois s'agir également dans ce cas d'un haut-parleur dit de "recouvrement", c'est-a-dire émettant dans ensemble des bandes des fréquences couvertes par les autres haut-parleurs. On a représenté sous forme graphique2 sur la Fig. 2, les courbes d'émission des ondes sonores par ces haut-parleurs, les fréquences ayant été portées chaque fois en abscisses, tandis que les fréquences d'émission sont portées en ordonnées. Chacun des deux premiers graphiques a été identifid par la référence (1 ou 2) correspondant à l'enceinte illustrée sur la Fig 1, et chacune des courbes a elle-même été identifiée par la référence du hautparleur correspondant. Le troisième graphique de la Fig. 2 résulte de la superposition des deux graphiques précédents.On voit que les caractéristiques des haut-parleurs et les réglages des bandes passantes des filtres sont étudiés de telle sorte que l'on obtienne, si lton considère ensemble des deux enceintes et comme cela apparat sur la Fig. 2, un chevauchement des flancs des courbes d'émission spécifiques des haut-parleurs, afin que la courbe-enveloppe résultante de l'ensemble ne présente pas de points d'affaiblissement défavorables à la qualité de l'écoute musicale. Sur cette Fig. 2, on a représenté en traits mixtes en 8 la courbe d'émission d'un haut-parleur de recouvrement, que lton a supposé être monté dans l'enceinte 2. On a supposé également, dans le cas présent, qu'un haut-parleur de recouvrement (non représenté sur la Fig. 1) est prévu dans l'enceinte 12 et la courbe d'émission a été indiquée en pointillé en 17. Il résulte de l'échelonnement choisi et de la conjugaison des haut-parleurs spécifiques ou spécialisés avec un ou plusieurs haut-parleurs de recouvrement une reproduction optimale de toutes les fréquences d'une écoute musicale. Pour une utilisation pratique, les deux enceintes 1 et 2 de ensemble acoustique suivant l'invention peuvent être placées dans un local en des endroits différents, leur écartement et leur positionnement étant choisis en fonction des caractéristiques acoustiques, notamment des caractéristiques de réverbération de ce local.Par un choix approprié et du fait de l'alternance de répartition des haut-parleurs spécialisés selon 11échelonnement des bandes de fréquences, on peut obtenir dans la majeure partie du local une "fusion" des ondes sonores, qui fournit un effet de reproduction spatial particulièrement favorable9 sans devoir faire appel à un système stéréophonique0 Comme indique précédemments leiiivention est toutefois applicable également à un tel système stéréophonique0 On a montré sur la Fig. 3 de façon très schématique un amplificateur 18 qui alimente les enceintes 19, 20 et 21, 22 de deux ensembles.Chaque enceinte comporte ici encore trois haut-parleurs spécialisés, et ces haut-parleurs peuvent être répartis entre les deux enceintes d'un même ensemble de la manière décrite précédemment en regard de la Fig. 1. On conçoit que, dans un tel cas, l'effet spatial obtenu sera encore amélioré par le caractère stéréophonique du système. On a montré sur les Fig. 4 à 6 trois modes de réalisation de haut-parleurs (seule la partie active du haut-parleur a été représentée) qui fournissent un rayonnement sensiblement sur 3600, ce qui améliore encore effet spatial de émission sonore. Sur la Fig. 4, un support 23 porte l'aimant 24 du hautparleur et l'armature 25. Le noyau du haut-parleur a été indiqué en 26. Dans le cas présent, ce noyau est relié par suspension à sa partie supérieure, en 27, à une sphère pulsante 28 se prolongeant par une partie cylindrique 29 entourée par la bobine 30 du haut-parleur, ladite partie cylindrique étant reliée à une membrane de suspension 31.Le fonctionnement de base dtun haut-parleur de ce type est en soi -classique. Toutefois, l'élément d'émission sonore proprement dit étant constitué par la sphère pulsante 28, qui a ici la forme d'une portion de sphère supérieure à une demisphère, on obtient dans ce cas une émission dans l'espace sensiblement sur 3600, selon une distribution annulaire, ce qui fournit un effet volumétrique nettement amélioré, se conjugant à fet spatial résultant de la répartition alternée des haut-parleurs spécialisés dans les enceintes d'un même ensemble. Dans la variante visible sur la Fig. 5, sur laquelle un support 32 porte l'aimant 33 et l'armature 34, le noyau a été indiqué en 35 et, dans ce cas encore, la bobine 36 entourée une partie cylindrique 37 reliée à une sphère pulsante 38, ladite partie cylindrique étant elle-même fixée sur une membrane de suspension 39. Toutefois, le noyau 35 a ici une hauteur limitée et son extrémité est reliée à la paroi de la sphère pulsante 38 par une autre membrane de suspension 40. Un haut-parleur de ce type fournit un double rayonnement annulaire. Dans le cas de la variante visible sur la Fig. 6, on a utilisé une portion de sphère pulsante de dimensions nettement plus grandes, pour l'démission des basses fréquences. Il est prévu dans ce cas un support 41 qui porte l'aimant 42 et l'armature 43. L'élément de suspension 44 est ici relié à cette armature, et il supporte une partie cylindrique 45 entourée par la bobine 46 du haut-parleur et entourant elle-même le noyau 47. Cette partie cylindrique 45 est reliée par ailleurs à une portion de sphère pulsante de grand diamètre 48 qui entoure en conséquence tous les éléments actifs du haut-parleur. On comprendra que le type de haut-parleur et les dimensions de la sphère pulsante sont choisis en fonction de la bande de fréquences devant être émise par le haut-parleur spécialisé. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. Ainsi, dans le cas des haut-parleurs, l'attaque de la sphère ou portion de sphère pulsante peut être réalisée par voie piézo-électrique, magnétostrictive, capacitive ou autre. Par ailleurs, l'élément pulsant pourrait avoir une forme s'écartant légèrement d'une forme sphérique, par exemple une forme d'ellipsoi- de ou de parabole de révolution. REVENDICATIONS 1.- Ensemble acoustique, caractérisé en ce qutil comporte au moins deux enceintes acoustiques équipées elles-mêmes chacune d'un ou plusieurs haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs assurant une émission d'ondes sonores dans une bande de fréquences définie et associés judicieusement à des filtres spécifiques, ces haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs présentant entre eux une relation échelonnée de bandes de fréquences d'émission eut étant répartis entre les deux enceintes de telle sorte que les haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs dune même enceinte émettant chacun dans une bande de fréquences présentent entre eux un écart de fréquences correspondant à au moins une bande de fréquences spécifique démission par un haut-parleur. 2.- Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu deux enceintes et au moins trois haut-parleurs émettant chacun dans une bande de fréquences, lesdites bandes étant échelonnées entre elles, les haut-parleurs étant répartis en alternance entre les enceintes si lton considère ltéchelonne- ment de leurs bandes de fréquences. 3.- Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce qutil comprend un haut-parleur émettant en basse fréquence prévu dans la première enceinte, un haut-parleur émettant en fréquence basse-moyenne prévu dans la seconde enceinte, un haut-parleur émettant en fréquence moyenne disposé dans la première enceinte, un haut-parleur émettant en fréquence moyenne-aiguë prévu dans la seconde enceinte et un haut-parleur pour les fréquences aigus prévu à nouveau dans la première enceinte. 4.- Ensemble suivant Itune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil est prévu dans l'une au moins des enceintes un haut-parleur de nrecouvrement" couvrant ltensem- ble des bandes de fréquences des haut-parleurs de cette enceinte ou l'ensemble des bandes de fréquences de tous les haut-parleurs de ltensemble acoustique. 5.- Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qutil est prévu au moins' un haut-parleur émettant dans la bande supérieure des fréquences harmoniques de celles du haut-parleur de bande inférieure. 6.- Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on choisit l'échelonnement des fréquences pour chaque haut-parleur de telle sorte que l'on ob tienne un chevauchement entre les bandes de fréquences spécifiques à chaque haut-parleur, notamment dans les parties correspondant aux flancs des courbes de reproduction sonore. 7.- Ensemble destiné à un système stéréophonique, caractérisé en ce qutil comprend deux jeux d'enceintes équipées de haut-parleurs suivant l'une quelconque des revendications précédent es. 8.- Ensemble suivant lVune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que certains au moins des hautparleurs sont équipés d'une sphère ou portion de sphère pulsante assurant un rayonnement annulaire sensiblement sur 3600. 9.- Haut-parleur destiné à un ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une sphère ou portion de sphère pulsante assurant un rayonnement annulaire d'ondes sonores sensiblement sur 3600.