Brevet FR2501448A1 — publié le 19820910

DESCRIPTION L'invention est née de l'analogie entre ce système de restitution sonore et l'holographie, système de restitution visuel en trois dimensions (à partir d'une image matricielle plane). La Restituion, selon l'invention, consiste à créer à partir d'un signal stéréophonique classique une image sonore virtuelle en trois dimensions. Elle permet dans l'espace, de figer la disposition d'une formation orchestrale ou d'un soliste, alors qu'en stéréophonie les instruments vous suivent (fig.2 et 3). Il est donc possible de percevoir cette formation ou ce soliste en se déplaçant dans le local de restitution, de la même façon qu'en se déplaçant dans une salle de spectacle. Eh écoutant le système selon l'invention, au centre, à droite ou à gauche les instruments restent à la même place.(Fig. 1) L'application du principe de l'invention a été rendue possible par la création de mini enceintes de haute qualité, permettant une disposition facile et discrète du système qui a été conçu à partir de la directivité des sources sonores et de leur multicité. Il se décompose en deux grands thèmes, restitution et propagation - La restitution selon l'invention (Fig.1) fait appel à la disposition particulière des enceintes dans 1' espace, empruntant grossièrement la forme et la disposition du volume d'un orchestre dans une salle de concert. Elle fait usage de quatre enceintes formant un plan trapezoldal incliné et dirigé vers l'auditeur, similaire au plan formé par une chorale ou un orchestre. - La DroPagation selon l'invention fait usage du caractère physiologique de l'oreille humaine et de son choix suggestif à définir comne excellente, l'acuus- tique d'une salle de concert. L'emploi de plusieurs lignes à retard, conjointement associées à des enceintes disposées au fond du local d'écoute, ainsi qu'éventuellement au centre, de part et d'autre de l'auditeur, ont permis de recréer les temps de propagations et réflexions complexes de la salle de concert. Mais ce n'est pas tout, le système selon l'invention tient aussi compte des mélanges que subissent, lors de leur propagation, les signaux acoustiques. -Il tient aussi compte de la réponse, en riveau et en fréquence, que ces mêmes signaux rencontrent à chaque rzlexior.. Pensé pour recrer le plus fidèlement, dans toutes leurs subtilités, les sons tels que l'on peut les enterre avant leur enregistrement, le système figure aujourd'hui comme l'une des plus convaincantes approches de l'écoute domestique. DESCRIPTION TECi UE W SYSTEME Comme annoncé en présentation le système se décompose en fait, en deux parties génératrices de deux effets distincts nommées : restitution et propagation. La restitution s'intègre dans une or aine stéréophonique en remplacement des deux enceintes couramment utilisées. Ce système se compose de quatre mini-enceintes associées ou non, à un ou plusieurs caissons de grave. . La première subtilité de la restitution tient dans le fait que la puissance d'émission sonore est d'avantage répartie, grâce à la multicité des enceintes acoustiques, que dans un système utilisant deux enceintes ; d'où une moins grande localisation des sources émettrices. . La seconde susbtilité de la restitution vient de la disposition de ces minienceintes. Le propre d'un système de restitution sonore est de reproduire non seulement tous les sons enregistrés, mais aussi et davantage encore leurs positions dans ltespace et leurs positions respectives, les uns par rapport aux autres. La majorité des enregistrements reproduit en usage domestique proviennent dans leur aspect physique de sources connues par l'auditeur. Ainsi le son provenant d'un orchestre ou d'une chorale est émis par un -volume auquel le système de restitution s'efforce de se rapprocher. SI par exemple l'auditeur d'un système stéréophonique sait que dans un orchestre sympnonique, les cuivres se situent en haut, il sera choqué de les trouver concentrés avec les bois et les violons dans la maigre bande sonore offerte par l'espace de deuxenceintes acoustiques. S'il écoute par contre le syst ème de restitution dont la disposition et la plus grande surface sonore offrent à sa subjectivité, la possibilité d'entendre les cuivres en haut de l'orchestre, il sera satisfait et positionnera les instruments, les entendra là où il le désire. DISPOSITION DES ENCEIRPES DU SYSTEME DE RESTITUTION En considérant un volume d'écoute parallélépipèdique donc, se rapprochant de la forme générale d'une pièce d'habitation ; il suffit de disposer le système sur un des murs formant la largeur de la pièce avec deux enceintes placées presque dans les coins, en haut, de part et d'autre de ce mur, en veillant que dans la position d'écoute de l'auditeur, la base de ltenceinte soit située à environ 15 cm, au-dessus de sa tête, ceci afin de profiter de la non hémisphèricité de la perception de nos oreilles et de ne pas trop attirer l'attention de celles-ci sur les enceintes arrière. Pour positionner les enceintes restantes, on tracera dans l'espace en partant dii mur où est déjà positionné la première paire d'enceintes, deux droite orientées vers le centre de la pièce et formant un angle d'environ 350 à 400 avec les murs latéraux. C'est sur chacun de ces lignes que 1' on placera les deux enceintes restantes, en prenant soin que leur sommet arrive à hauteur de poitrine de l'auditeur, toujours pour profiter de la non hémisphèricité de la perception des oreilles et d'éviter une perception trop axiale de ces enceintes. Enfin dernier paramètre, le rapport d'écartement entre les paires arrières et avant, doit approcher O 0,6. Exemple: Les enceintes arrière3hautes sont distantes de 3.3 , on écartera par conséquent les enceintes avant de 3,3 m x 0,6 soit : 1,98 m La Propagation s'intégré en plus du système de restitution, ou à défaut d'un système de reproduction stéréophonique. Ce système vient se raccorder par un T en sortie du préamplificateur stéréophonique, il est donc raccordé en parallèle à l'amplificateur servant à alimenter le système de restitution. Ce boitier renferme tout ce qui est nécessaire au traitement du signal et à son amplification. Il n'y a donc plus qu'à lui raccorder la ai les paires d'enceintes acoustiques qui serviront à reproduire les sons propagés dans le loeal simulé. Ce boitier se présente avec deux options révisables. . La première version permet le branchement d'une paire d'enceintes reproduisantsles sons propagés vers et, par le fond du local simulé. . La seconde version permet le branchement d'une paire d'enceints supplémentairesqui reproduit les sons propagés vers et, par les murs latéraux du local simulé. Sur la première version du système de propagation les deux signaux stéréophoniques sont mélangés conte le sont, dans la salle de spectacle ou de concert, les ondes sonores auprès de la paroi du fond de salle. Le signal est ensuite grâce à un filtre, mUdelé pour lui donner le son si caractèristique d'une bonne salle de concert; C' 'est après qu'il pénètre dans une ligne à retard ou on le retient un temps variable correspondant à la longueurdeocal que lton désire simuler :(ex. 34 m = 100 millisecondes). Le Signal est ensuite selon la réverbération de la salle à reproduire, réinjecté plus ou moins vers l'entre de la ligne à retard. Le Signal résultant de ces deux critères :(retard et réinjectiai), est ensuite à son tour melé au signal non retardé ce qui permet à l'auditeur du système de se rapprocher fictivement plus ou moins de la source d'émission sonore. Le signal est ensuite amplifié et transmis aux enceintes acoustiques arrières. La seconde version du système de propagation possède en plus de la première version citée, deux circuits indépendants similaires à celui précité, abstraction faite du dispositif de mélange des signaux stéréophoniques. Eh réglant plus ou moins, le retard et la réverbération de ces dispositifs latéraux, an agit fictivement sur la largeur et la réflexion des parois de la salle ainsi "copiée". Le système de propagation complet, permet donc en écoute domestique de simuler - la longueur et la largeur, grâce aux lignes à retard - la nature des parois, grâce aux filtres - leurs réflexions, grâce aux réinjections de signaux - ainsi que leurs mélanges, grâce au scoateur - la proportion du volume sonore de la source émettrice, comparée au volt sonore au centre et au fond de la salle représentée, grâce aux réglages indépendants des amplificateurs. DISPOSITION DES ENCEINTES DU SYSTEME DE PROPAGATION --------------------------------------------------- Dans le cas de la première version du système de propagation, on placera les enceintes arrières, sur le mur opposé au système de restitution. Elles seront placées dans les coins, orientées vers le centre de la pièce, leur hauteur correspondra à la hauteur d'oreille de l'auditeur. Duns la seconde version du système de propagation, on placera les deux enceintes latérales de chaque côté de l'auditeur, sur les deux lignes rejoingnant l'enceinte avant, du système de restitution, à l'enceinte arrière du système de propagation de leur côté respectif. L'implantation du système est donnée par la fig. 4 Les réflexions de parois du local simulé étant recréées artificiellement, il s'artère préférable de disposer le système dans une pièce acoustiquement mate. Les revêtements de sol et muraux absorbants sont recoenisdés, sauf pour le mur se situant derrière le système de propagation qui doit de préférence être plus réfléchissant que le reste de la pièce. Le système de base (fig;5) comprend NOMENCLATURE El : étage d'entrée servant de mélangeur - séparateur F1,F2: filtre passe-bas du second ordre évitant les interférences du signal audio avec le signal de l'horloge. S1 S2, St : étage sérarateur-adaptateur d'impédance. C.D. : compresseur de dynamique à circuit intégré type NE 571. L.R : ligne à retard utilisant un circuit à transfert de charges du type SAD 4096. H : multivibrateur-oscillateur à circuits logiques type CD4069 servant d'horloge à la ligne à retard. E.D : Filtre du premier ordre servant à modeler la réponse aux fréquences élevées simulant cille obtenue dans une salle de spectacle - position 1 : B.P. : 20 Hz à 10 RHz à - 3 dB - position 2 : B.P. : 20 Hz à 8 KHz à - 3 dB - position 3 : B.P. : Hz à 6 J à - 3 dB - position 4 : B.P. : 20 Hz à 4 KRz à - 3 dB. S.M : étage séparateur-mélangeur servant au dosage des sons réfléchis et réverbérés par un système de balance ; le réglage est effectué en fonction du type de la salle de spectacle. -A : Amplificateur de puissance hybride 60 Weff. sous 8 ohms. Le système de base se compose d'une ligne à retard (+ éléments associés : filtres, étages tampons, compresseur-expenseur, mélangeurs) et 7.'-un amplificateur monophonique de 60 W eff. sous 8 ohms.(fig. 5). Ce système reçoit les signaux issus, soit d'un préamplificateur stai'dar4 disponible sur le marché, soit de la prise "monitoring" d'un ampli-préampli compact, auquel cas une autre prise "monitoring" est disponible sur le boitier du système de base, remplaçant ainsi celle de l'amplificateur. le système de base est monopllonique et un mélange des 2 voies est assuré dès l'entrée. Le système optionnel relève de la même technologie que le précédent, à cette différence près que celui-ci est stéréophonique. Ainsi il se compose de - 2 lignes à retard (et éléments associés) - 1 amplificateur stéréophonique de 2x6OW. eff.sous 8 ohms. Chacune des deux voies est absolument conforme au synoptique de base, mise à part le mélange des canaux gauches et droits au départ. REVENDICATIONS Revendication 1 : Dispositif de restitution sonore à trois dimensions caractérisé en ce qu'il comprend six ou huit mini enceintes et un système de base (fig.5) comprenant - un étage d'entrée (E.1) servant de mélangeur-séparateur, - deux filtres passe-bas (FN,F2) du secand ordre ffivitant les interférences du signal audio avec le signal de l'horloge. - trois étages ( S1, S2, S3) sérarateurs-adaptateurs d'impédance. - un compresseur dynamique (CD) à circuit intégré - une ligne à retard (LR) utilisant un circuit à transfert de charge - un multivibrateur-oscillateur (H) à circuits logiques servant d'horloge à la ligne à retard - un expanseur de dynamique (ED) à circuit intégré - un filtre (F3) du premier ordre servant à modeler la réponse aux fréquences élevées simulant celle obtenue dans une salle de spectacle, - un étage séparateur-mélangeur (SM) servant au dosage des sons réfléchis et réverbérés par un système de balance, le réglage étant effectué en fonction du type de salle de spectacle. - un anplificateur de puissance hybride (A) Revendication 2 : Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les quatre enceintes de restitution (fig. 4) forment un plan trapézoTdal incliné et dirigé vers 1' auditeur, et en ce que les quatre enceintes de propagation (fig.4) sont placées sur le mur opposé au système de restitution, dans les coins orientés vers le centre de la pièce, leur hauteur correspondant à la hauteur des oreilles des auditeurs. Revendicatian R : Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux enceintes latérales de propagation sont placées sur deux lignes rejoignant l'enceinte avant du système de restitution, à l'enceinte arrière du système de propagation de leur côté respectif.