Brevet FR2413009A1 — publié le 19790720

La présente invention se rapporte à un système de correction automatique de la courbe de réponse d'une chaîne électro-acoustique, ledit système agissant en fonction de l1 environnement, de la position d'écoute et du nombre d'auditeurs. La qualité d'écoute d'une chaine électro-acoustique dépend de manière importante de l'environnement. Il est en effet bien connu que la tension de sortie d'un circuit électrique dépend beaucoup de l'impédance de charge du circuit. De la même façon, ;a sortie d'un système acoustique dépend de la charge acoustique. Or, pour une chaîne électro-acoustique, la charge est constituée par la pièce d'ecoute et cette charge n'est pas constante à toutes les fréquences. Il est évident par ailleurs que la réponse en fréquence varie en fonction de la pièce d'écoute, de même qu'elle varie en fonction de la position des haut-parleurs et de la position d'écoute.Les remarques précédentes expliquent le fait que des chaînes électro-acoustiques dont les performances sont excellentes en chambre sourde s'avèrent de qualité médiocre lorsqu'elles sont utilisées dans une pièce quelconque. I1 conviendrait donc, pour obtenir une bonne qualité d'écoute, de pouvoir comparer plusieurs chaînes non pas dans une chambre sourde ou un studio mais dans les conditions d'écoute réelles, c'est-à-dire dans la pièce même où la chaîne doit être installée. Par ailleurs, il existe des techniques connues pour déterminer la courbe de réponse d'une chaîne électro-acoustique et pour rendre cette courbe de réponse aussi plate que possible dans le domaine des fréquences utiles. Pour cela on utilise un générateur de "bruit rose" à large bande relié à la chaîne électro-acoustique à tester ; le signal émis par les haut-parleurs est recueilli par l'intermédiaire d'un microphone placé à la position d'écoute puis transmis à un analyseur temps-réel qui comporte un banc de filtres dont la bande passante est d'un tiers d'octave et un dispositif de visualisation.Une fois que la réponse de la pièce est obtenue, on peut alors soit modifier l'environnement pour améliorer ladite courbe de réponse, soit modifier la courbe de réponse de la chaîne elle-même par l'adjonction de filtres passe-bande et d'atténuateurs adaptés. On conçoit dès lors aisément combien ces méthodes sont lourdes et coûteuses. En effet, d'une part le matériel de mesure représente un matériel important, et d'autre part, lorsqu'une chaîne a été adaptée à la pièce d'écoute, elle ne peut plus etre déplacée sans faire apparaître à nouveau les inconvénients précités. Aussi un objet de la présente invention est un système de correction de la courbe de réponse d'une chaîne électro-acoustique. Un autre objet de l'invention est un système de correction de la courbe de réponse d'une chaîne électroacoustique qui permet l'adaptation automatique de la chaîne à l1 environnement. Un autre objet de l'invention est un système de correction automatique de la courbe de réponse d'une chaîne électroacoustique qui est d'une mise en oeuvre simple et de coût réduit par rapport à ltart antérieur. Un autre objet de ltinvention est un système de correction automatique de la courbe de réponse d'une chaîne qui est incorporé aux autres éléments de la chaîne. Selon une caractéristique de l'invention la chaîne électroacoustique, comportant au moins un amplificateur et une enceinte acoustique, est munie en outre - de moyens pour engendrer un signal de bruit à large bande ; - de moyens pour connecter sélectivement une série de N+l filtres adjacents à bande étroite ; - de moyens pour atténuer le signal de- sortie desdits N+1 filtres ; - de moyens pour enregistrer un niveau de signal fourni par ladite chaîne après passage dans un filtre déterminé et reçu à la position d'écoute ; - de moyens pour comparer le niveau du signal fourni par la chaîne après passage dans l'un des N autres filtres audit niveau enregistre ; et - de moyens pour agir sur lesdits moyens d'atténuation en réponse au signal de sortie desdits moyens de comparaison. Selon une autre caractéristique de ltinvention, le système de correction automatique comporte en outre des moyens pour indiquer que ladite correction ne peut pas être effectuée. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit signal de bruit est un signal de bruit rose. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits N+1 filtres couvrent chacun une bande de fréquences d'un tiers d'octave. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation préféré, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est un diagramme schématique qui illustre une technique de mesure connue dans l'art antérieur - la figure 2 représente, en fonction de la fréquence, les courbes de réponse d'un générateur de bruit blanc et d'un générateur de bruit rose ; et - la figure 3 montre le schéma d'un système de correction acoustique automa tique en accord avec les principes de l'invention. Le diagramme de la figure I illustre une technique de mesure des caractéristiques d'écoute d'une chaîne électroacoustique connue dans l'art antérieur. Une source de bruit GE alimente l'amplificateur AMPLI et le hautparleur "P de la chaîne à tester. Placé a la position d'écoute, un microphone MI est connecté à un amplificateur AMP2 par l'intermédiaire d'un banc de filtres BF. La sortie de l'amplificateur AMP2 est reliée à un dispositif de mesure ou de visualisation IN. Le générateur de bruit GE sera un générateur de bruit rose, de préférence à un générateur de bruit blanc.Alors que le spectre d'un bruit blanc contint toutes les fréquences avec les mêmes amplitudes, le spectre d'un bruit rose est tel que l'énergie émise est constante d'une octave à l'autre. Cette caractéristique est illustrée à la figure 2 dans laquelle on a représenté l'énergie émise, pour chaque bande de fréquences correspondant à une octave, par un générateur de bruit blanc (figure 2, courbe a) et par un générateur de bruit rose (figure 2, courbe b). Un dispositif tel que celui de la figure I est utilisé pour déterminer les caracteristiques d'une chaîne dans un environnement donné en mettant en évidence les paramètres de la pièce d'écoute tels que les coefficients d'absorption ou de reflexion des matériaux, ou encore le temps de réverbé- ration. En d'autres termes, on détermine la courbe de réponse en fréquence de l'ensemble haut-parleurs/pièce d'écoute. En général, cette courbe de réponse fait apparaître des résonances à certaines fréquences et/ou des phénomènes d'absorption à d'autres fréquences. Ces inconvénients peuvent être éliminés à l'aide de filtres passe-bande fournissant une atténuation appropriée.Comme on l'a vu précédemment, un inconvénient de cette méthode réside dans le fait que la chaîne, une fois adaptée, ne peut plus être déplacée sans recréer à nouveau une désadaptation préjudiciable à la qualité de l'écoute. C'est pourquoi il est prévu, selon l'invention, un système de correction automatique, de mise en oeuvre simple et rapides qui permet d'adapter la chaîne à son environnement, et cela sans requérir de l'opérateur une qualification particulière. Le schéma de la figure 3 montre un dispositif de correction automatique de la courbe de réponse en fréquence d'une chaîne électro-acoustique en accord avec les principes de la présente invention. On retrouve les organes classiques que sont le préamplificateur PAI, l'amplificateur ANP et le haut-parleur HP. Le préamplificateur PAl peut être connecté à des sources différentes par l'intermédiaire des entrées Si, 52, ...Sp. Le systeme de l'invention comporte-un générateur de bruit rose GE qui peut être connecté à-la place du préamplificateur PAl à un banc de N+l filtres FO, Fi, ...FN par l'intermédiaire d'un interrupteur de test KT et des interrupteurs KO, Ki, . . EN Les sorties des filtres sont appliquées à un additionneur AD à travers des atténuateurs ATO, ATI, ...ATN. La sortie de l'additionneur AD est appliquée à l'amplificateur AMP de la chaîne à régler. A la position normale d'écoute est placé un microphone MI relié à un préamplificateur PA2. La sortie du préamplificateur PA2 est appliquée à un circuit VE de détermination de la valeur efficace du signal appliqué.La sortie du circuit VE est appliquée soit à un condensateur C relié à une entrée d'un comparateur CO, soit à l'autre entrée dudit comparateur CO, sous la commande d'un interrupteur KS. Le signal de sortie du comparateur CO est appliqué, d'une part, à un temporisateur TE et, d'autre part, à un circuit logique de commande LC. Le circuit logique de commande LC fournit, sous la commande d'un signal de commande de test TE et en réponse au signal de sortie du comparateur CO, les signaux de commande kT, kS, kO, ki, ...kN des différents interrupteurs KT, KS, KO, K1,...KN respectivement ainsi que les signaux de commande mi à mN des moteurs M1 à MN des atténuateurs variables ATi à ATN. La fonction du circuit logique de commande LC est la suivante.Dès qu'un signal de commande de test TE est reçu, l'interrupteur KT est placé en position de test (c'est-à-dire qu'il connecte le générateur GE à la place du préamplificateur PAl) et l'interrupteur KO est fermé, puis, au rythme d'une horloge interne les interrupteurs K1 à RN sont fermés successivement. Le signal de sortie du comparateur peut prendre trois états différents et le circuit logique LC fournit un signal ml au moteur Mi pour obtenir un réglage positif, négatif ou nul de l'atténuateur correspondant. Le principe de la correction automatique selon l'invention est alors le suivant. Les filtres FO, Fi, ...FN sont des filtres actifs dont la bande passante est d'un tiers d'octave, et leur nombre est suffisant pour couvrir toute la gamme des fréquences utiles.Le filtre FO est centré sur la fréquence 1 kHz et il est suivi d'un atténuateur fixe ATO tandis que les filtres F1 à FN sont suivis d'atténuateurs variables AT1 à ATN. Dans la première phase du test, seul le filtre FO est connecté, et l'interrupteur KS connecte la sortie du circuit VE au condensateur C. De cette manière, on enregistre le niveau correspondant à la bande centrée sur I kHz. Ensuite, le circuit logique de commande connecte successivement les filtres F1 à FN à la sortie du générateur GE tout en positionnant l'interrupteur KS de manière que le niveau de sortie du circuit VE puisse être comparé à celui enregistre dans le condensateur C.Le signal de sortie du comparateur Co peut résenter-teis:- états différents (par exemple : -15 v, =-.O-v ou > + v) selon que le niveau atteint est inférieur, égal ou supérieur à celui mesuré pour la bande centrée sur 1 kHz. Le moteur M correspondant au filtre sélectionné sera donc commandé par le circuit logique LC de manière telle que les tensions présentes sur les entrées du com; parateur CO soient égales. Lorsque tous les filtres Fi à FN auront été sélec tionnés, la chaîne sera donc adaptée et le circuit logique de commande connectera le préamplificateur PAl à l'amplificateur AMP à travers l'ensemble des filtres FO, Fi, ...FN et l'additionneur AD.En fait il peut arriver que, pour une bande de frequences donnée, il ne soit pas possible d'obtenir le réglage convenable de itatténuateur correspondant. Tel est le cas si, l'atténuateur étant en bout de course, légalité des tensions des entrées du comparateur CO n'est pas atteinte. Pour cela il est prévu un temporisateur TE qui allume une lampe L si la sortie du comparateur CO présente l'un des deux états correspondant à I'inégalité des tensions sur les entrées pendant un temps supérieur à une durée prédéterminée. Cette durée prédéterminée sera supérieure au temps maximum de réglage dfun atténuateur. Un avantage non négligeable du système de correction décrit cidessus réside dans le fait qu'il est automatique et ne demande qu'un minimum d'action à l'opérateur. De plus, ce système peut être intégre à la chaîne électro-acoustique. De fait, lorsque l'opérateur désire faire l'adaptation de la chaîne à un environnement, il doit placer un microphone MI à la position d'écoute, disposer un générateur de bruit rose et initialiser le test (signal de commande TE). Le générateur de bruit rose peut être, par exemple, une platine munie d'un disque spécial, ou même un récepteur FM (à modulation de fréquence), et la réalisation des différents circuits ne présente aucune difficulté particulière pour l'homme de l'art. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'un exemple de réalisation préféré, il est clair que ladite description n1 est donnée qu a titre illustratif et qu'elle est susceptible de modifications ou variantes sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Système de correction acoustique automatique de la courbe de réponse en fréquence d'une chaîne électro-acoustique, qui comprend au moins un amplificateur et une enceinte acoustique, dans un environnement donné, caractérisé en ce qu il comporte - des premiers moyens pour engendrer un signal de bruit a large bande - des seconds moyens pour connecter sélectivement une série de N+1 filtres adjacents à bande étroite ; - des troisièmes moyens pour atténuer le signal de sortie desdits N+1 filtres; - des quatrièmes moyens pour enregistrer un niveau de signal fourni par ladite chaîne après passage dans un filtre déterminé et reçu à la position d'écoute ;; - des cinquièmes moyens pour comparer le niveau du signal fourni par la chaîne après passage dans l'un des fl autres filtres audit niveau enregistré dans lesdits quatrièmes moyens ; et - des sixièmes moyens pour agir sur lesdits troisiemes moyens en reponse au signal de sortie desdits moyens de comparaison. 2. Système de correction selon la revendication i, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des septièmes moyens pour indiquer que la correction ne peut pas être effectuée. 3. Système de correction automatique selon la revendication I ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal de bruit est un générateur de bruit rose. 4. Système de correction selon ltune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits N+1 filtres couvrent chacun une bande de fréquences d'un tiers d'octave. 5. Système de correction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens comportent un atténuateur fixe relié à la sortie dudit filtre déterminé et un atténuateur variable pour chacun des N autres filtres. 6. Système de correction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les sorties desdits N+1 filtres sont reliées audit amplificateur de la chaîne par l'intermédiaire d'un circuit additionneur. 7. Système de correction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits quatrièmes moyens comportent - un microphone placé à la position d'écoute ; - un préamplificateur pour amplifier le signal de sortie dudit microphone ; - un circuit de détermination de la valeur efficace connecté à la sortie dudit préamplificateur ; et - un condensateur relié audit circuit de détermination de valeur efficace lorsque ledit filtre déterminé est sélectionné. 8. Système de correction selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que lesdits septièmes moyens comportent un temporisateur et un indicateur, ledit temporisateur activant ledit indicateur si les niveaux comparés par lesdits cinquièmes moyens diffèrent d'une valeur donnée pendant une durée au moins égale à ladite temporisation. 9. Système de correction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens sont activés par un signal de commande et que, lorsque lesdits N+1 filtres ont tous été sélectionnes, ceux-ci sont connectés en parallèle et reliés à la sortie du préamplificateur de la chaîne. 10. Système de correction selon l'une quelconque des revendications i à 9; caractérisé en ce que ledit filtre déterminé est centré sur la fréquence 1 kHz.