Brevet FR2923343A1 — publié le 20090508

" Procédé et système acoustique pour restituer un spectre sonore dans un habitacle " Le domaine de l'invention est celui des 5 architectures acoustiques pour restituer un spectre sonore dans un habitacle. Certains habitacles comme par exemple l'intérieur d'un véhicule automobile sont perturbés par des bruits extérieurs ou intérieurs et par des obstacles tels que 10 les sièges et les passagers eux-mêmes qui obstruent une partie substantielle du volume de l'habitacle. Les parois relativement proches les unes des autre sont sources de réflexions qui peuvent nuire à un volume trop élevé du son. 15 La demande de brevet WO01/84882 propose de mettre des haut-parleurs sous les sièges du véhicule. Parmi les nombreuses solutions recherchées jusqu'à ce jour, aucune n'a apporté entière satisfaction. De façon à remédier aux inconvénient de l'état 20 connu de la technique, l'invention a pour objet un procédé pour restituer un spectre sonore dans un habitacle au moyen d'un ensemble de signaux sonores dimensionnés chacun pour fournir une puissance déterminée sur un haut-parleur qui présente une impédance donnée. 25 Dans ce procédé, on répartit dans un domaine fréquentiel et/ou dans un domaine spatial la puissance d'au moins un signal sonore sur une combinaison de haut-parleurs agencés pour présenter l'impédance pour laquelle le signal sonore est dimensionné. 30 Avantageusement la combinaison de haut-parleurs est réalisée en câblant en parallèle deux paires de haut-parleurs présentant chacune une impédance double de ladite impédance donnée. Particulièrement au moins une paire de haut- 35 parleurs est réalisée en câblant en série deux haut-parleurs présentant chacun une impédance égale à ladite impédance donnée. L'invention a aussi pour objet unsystème acoustique comprenant un étage amplificateur et au moins un premier haut-parleur d'impédance adaptée de façon à être alimenté par une sortie de l'étage amplificateur pour émettre une première partie d'un spectre sonore à partir d'un emplacement dans un habitacle. Le système comprend une combinaison d'au moins un haut-parleur d'impédance adaptée de façon à être alimenté par la même sortie de l'étage amplificateur pour émettre une deuxième partie du spectre sonore qui complète la première partie à partir du premier emplacement ou qui reproduit la première partie à partir d'au moins un deuxième emplacement dans l'habitacle. Avantageusement, la combinaison de haut-parleurs 15 comprend : - au moins un deuxième haut-parleur d'impédance identique à celle du premier haut parleur et câblé en série avec le premier haut-parleur ; - au moins un troisième et un quatrième haut- 20 parleur d'impédances identiques à celle du premier haut parleur et câblés en parallèle avec le premier et le deuxième haut-parleur. Particulièrement, l'habitacle est un habitacle d'automobile. 25 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple 30 illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 présente une architecture existante à 4 hautes-parleurs ; - la figure 2 présente une architecture existante à 35 6 haut-parleurs ; - la figure 3 présente une architecture existante à 8 haut-parleurs ; - la figure 4 présente une architecture acoustique à 16 haut-parleurs conformes à l'invention - la figure 5 présente un détail de réalisation conforme à l'invention ; - la figure 6 présente une architecture acoustique à 12 haut-parleurs conformes à l'invention ; et - la figure 7 présente un exemple de répartition de haut-parleurs dans un habitacle. En référence à la figure 1, un système acoustique comprend un étage amplificateur 100. L'étage amplificateur 100 comprend une sortie avant-gauche 110 et une sortie avant-droite 120 dimensionnées pour alimenter un ensemble de haut-parleurs 111, 112, 121, 122. De façon à restituer un spectre sonore en haute fidélité dans un habitacle tel qu'un véhicule automobile, la sortie avant-gauche 110 délivre un signal sonore dimensionné pour fournir une puissance déterminée dans le spectre des aigües sur le haut-parleur 111 et une puissance déterminée dans le spectre des graves sur le haut-parleur 112. Si l'habitacle est par exemple un véhicule automobile tel que présenté sur la figure 7, les haut-parleurs 111 et 112 sont disposés dans un emplacement 1 à gauche du véhicule et les haut-parleurs 121 et 122 sont disposés dans un emplacement 5 à droite du véhicule tous deux à l'avant. Ceci constitue une architecture acoustique standard existante sur des véhicules automobiles permettant de restituer un spectre sonore en haute-fidélité au minimum à l'avant du véhicule. La figure 2 présente un système acoustique semblable à celui de la figure 1, dans lequel l'étage amplificateur 100 comprend de plus une sortie arrière-gauche 130 et une sortie arrière-droite 140. Ici un ensemble de 6 haut-parleurs comprend les haut-parleurs 111, 112, 121 et 122 alimentés à partir des sorties 110 et 120 de l'étage amplificateur comme sur la figure 1 et de plus un haut-parleur 131 alimenté à partir de la sortie supplémentaire 130 et un haut-parleur 141 alimenté à partir de la sortie supplémentaire 140. On place par exemple le haut-parleur 131 à l'emplacement 9 de la figure 7 et le haut-parleur 141 à l'emplacement 13. La sortie 130 délivre alors un signal sonore dimensionné pour fournir une puissance déterminée sur le haut-parleur 131 qui en fonction d'une impédance donnée du haut-parleur 131, est propre à restituer un son habituellement perçu par l'oreille gauche comme venant de l'arrière. Il en est de même du haut-parleur 141 de la sortie 140 pour un son habituellement perçu par l'oreille droite depuis l'arrière. Ceci permet d'améliorer la restitution du spectre sonore en haute fidélité. En référence à la figure 3, deux haut-parleurs 132 et 133 sont reliés à la sortie arrière-gauche 130. Deux haut-parleurs 142 et 143 sont reliés à la sortie arrière droite 140. Un branchement en parallèle des haut-parleurs 132 et 133 impose que chaque haut-parleur ait une impédance double de celle de l'impédance de sortie 130. De même lorsque les haut-parleurs 142 et 143 sont branchés en parallèle sur la sortie 140 ceux-ci doivent avoir chacun une impédance double de l'impédance de sortie de l'étage amplificateur 100. Les haut-parleurs 132 et 142 ont par exemple une bande passante favorable à l'émission de son dans le domaine des aigües. Les haut-parleurs 133 et 143 ont par exemple une bande passante favorable à l'émission sonore dans une bande des graves. Les haut-parleurs 132 et 133 reliés à la sortie arrière gauche 130 sont alors disposés dans l'emplacement 9. Les haut-parleurs 142 et 143 reliés à la sortie arrière gauche 130 sont alors disposés dans l'emplacement 13. En référence à la figure 4, on a représenté chaque sortie 110, 120, 130, 140 de façon plus détaillé en distinguant un pôle positif 110, 120, 130, 140 et respectivement un pôle négatif 119, 129, 139, 149. Le système acoustique de la figure 4 comprend deux paires de haut-parleurs connectés en parallèle sur une sortie commune de l'étage amplificateur. Une paire de haut-parleur comprend deux haut-parleurs 113, 114 connectés en série. Une autre paire de haut-parleur comprend deux haut-parleurs 115, 116 connectés en série. Les deux paires de haut-parleurs sont connectées en parallèle sur le pôle positif et le pôle négatif de la sortie 110, 119. On remarque aussi sur la figure 4 une combinaison de haut-parleurs réalisée en câblant en parallèle deux assortiments de haut-parleurs. Un assortiment est réalisé en câblant en série deux haut-parleurs 123, 124. Un autre assortiment est réalisé en câblant en série deux haut-parleurs 125 et 126. Etant donné une impédance de sortie entre le pôle positif 120 et le pôle négatif 129, la puissance du signal sonore émis par la sortie 129 fournit une puissance déterminée qui est répartie sur les haut-parleurs 123, 124, 125, 126 de sorte que le montage série parallèle représenté, possède dans son ensemble la même impédance qu'un seul des haut-parleurs 123, 124, 125, 126. Si on considère la paire de haut-parleurs comprenant deux haut-parleurs 131, 134 connectés en série, et la paire de haut-parleurs comprenant deux haut-parleurs 135, 136 connectés en série, en connectant en parallèle les deux paires de haut-parleurs sur le pôle négatif 139 et le pôle positif de la sortie 130, on choisit les haut-parleurs 131, 134, 135, 136 avec la même impédance que le haut-parleur 131 représenté en figure 2. De cette manière on peut alimenter quatre haut-parleurs avec la même sortie 130 de l'étage amplificateur 100 que celle représentée en figure 2 sans avoir à modifier son impédance de sortie. Si on considère la paire de haut-parleurs comprenant deux haut-parleurs 141, 144 connectés en série, et la paire de haut-parleurs comprenant deux haut- parleurs 145, 146 connectés en série, en connectant en parallèle les deux paires de haut-parleurs sur le pôle négatif 149 et le pôle positif de la sortie 140, on choisit les haut-parleurs 141, 144, 145, 146 avec la même impédance que le haut-parleur 141 représenté en figure 2. De cette manière on peut alimenter quatre haut-parleurs avec la même sortie 140 de l'étage amplificateur 100 que celle représentée en figure 2 sans avoir à modifier son impédance de sortie. En référence à la figure 5, lorsque le haut-parleur 131 d'impédance adaptée à la sortie 130, 139 de l'étage amplificateur 100 est branché seul, il dissipe la totalité de la puissance fournie par la sortie 130, 139. Le haut-parleur alors unique 131 disposé dans l'emplacement 9 à l'arrière de l'habitacle, émet un spectre sonore qui est perçu différemment selon l'endroit de l'habitacle occupé par une personne à cause de l'amortissement et des bruits perturbants subis par le son sur son trajet pour parvenir à la personne qui le perçoit depuis le haut parleur qui l'émet. De plus les différentes fréquences du spectre sonore allant des graves aux aigus, ne se propagent pas de manière identique. Les distorsions sonores ainsi provoquées incitent par exemple le conducteur qui se trouve à l'avant à augmenter la puissance émise sur la sortie 130 en privilégiant certaines fréquences s'il dispose d'un égaliseur, ceci au gré de sa perception avec les effets néfastes qui peuvent en résulter en termes d'assourdissement du passager arrière. Le montage série parallèle présenté en figure 5, a plusieurs effets bénéfiques. Le montage permet de répartir la puissance sur quatre haut-parleurs ou groupes de haut-parleurs 131, 134, 135 et 136 dans le domaine spatial, dans le domaine fréquentiel ou dans une combinaison des deux domaines. Dans le domaine spatial, le haut parleur 131 étant disposé dans l'emplacement 9 à l'arrière gauche de l'habitacle et dirigé vers l'avant droit, on dispose le haut-parleur 134 dans un emplacement 10 à mi chemin entre l'arrière gauche et l'avant gauche de l'habitacle et dirigé vers le centre, on dispose le haut-parleur 135 dans un emplacement 12 à mi chemin entre l'arrière centre et l'avant centre de l'habitacle et dirigé vers l'avant droit, on dispose le haut-parleur 136 dans un emplacement 11 à l'arrière centre de l'habitacle et dirigé vers le centre droit. Dans le domaine fréquentiel, les quatre haut-parleurs 131, 134, 135 et 136 sont disposés dans l'emplacement 9. Le haut-parleur 131 est prévu, par construction ou au moyen d'un filtre passe bande, pour émettre dans le domaine des médiums de 4 kHz à 7 kHz. Le haut-parleur 134 est prévu, par construction ou au moyen d'un filtre passe bande, pour émettre dans le domaine des aigus (tweeters en anglais) de 7 kHz à 15 kHz ou plus. Le haut-parleur 135 est prévu, par construction ou au moyen d'un filtre passe bande, pour émettre dans le domaine des graves (woofers en anglais) de 100 Hz à 4 kHz. Le haut-parleur 136 est prévu, par construction ou au moyen d'un filtre passe bande, pour émettre dans le domaine des ultra graves (subwoofers en anglais) de 40 Hz à 100 Hz. De multiples combinaisons du domaine spatial et du domaine fréquentiel sont possibles. A titre purement illustratif, les haut-parleurs 131 et 134 sont disposés dans l'emplacement 9, l'un dimensionné pour émettre de 4 kHz à 10 kHz et l'autre pour émettre de 60 Hz à 5 kHz, les haut-parleurs 135 et 136 sont disposés dans l'emplacement 10, l'un dimensionné pour émettre de 4 kHz à 10 kHz et l'autre pour émettre de 60 Hz à 5 kHz. Le montage présenté en figure 5, permet d'utiliser la même sortie 130 pour alimenter quatre haut-parleurs semblables à un même haut-parleur que ce seul même haut-parleur, chacun des quatre haut-parleurs dissipant alors le quart de la puissance dissipée par un haut-parleur seul pour réglage donné de l'étage amplificateur 100. De même, on peut disposer les haut-parleurs 113, 114, 115, 116 dans tout ou partie d'un ensemble d'emplacements 1, 2, 3, 4, les haut-parleurs 123, 124, 125, 126 dans tout ou partie d'un ensemble d'emplacements 5, 6, 7, 8, les haut-parleurs 141, 144, 145, 146 dans tout ou partie d'un ensemble d'emplacements 13, 14, 15, 16. En référence à la figure 6, chacun des haut-parleurs 111, 112 présentés à la figure 1 ont été multipliés par quatre sur la même sortie 110, 119. REVENDICATIONS 1. Procédé pour restituer un spectre sonore dans un habitacle au moyen d'un ensemble de signaux sonores dimensionnés chacun pour fournir une puissance déterminée sur un haut-parleur qui présente une impédance donnée, dans lequel on répartit dans un domaine fréquentiel et/ou dans un domaine spatial la puissance d'au moins un signal sonore sur une combinaison de haut-parleurs agencés pour présenter l'impédance pour laquelle le signal sonore est dimensionné. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combinaison de haut-parleurs est réalisée en câblant en parallèle deux paires de haut-parleurs présentant chacune une impédance double de ladite impédance donnée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une paire de haut-parleurs est réalisée en câblant en série deux haut-parleurs présentant chacun une impédance égale à ladite impédance donnée. 4. Système acoustique comprenant un étage amplificateur (100) et au moins un premier haut-parleur (131) d'impédance adaptée de façon à être alimenté par une sortie (130) de l'étage amplificateur (100) pour émettre une première partie d'un spectre sonore à partir d'un emplacement dans un habitacle, caractérisé en ce qu'il comprend une combinaison d'au moins un haut-parleur (134,135,136) d'impédance adaptée de façon à être alimenté par la même sortie (130) de l'étage amplificateur (100) pour émettre une deuxième partie du spectre sonore qui complète la première partie à partir du premier emplacement ou qui reproduit la première partie à partir d'au moins un deuxième emplacement dans l'habitacle. 5. Système acoustique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la combinaison de haut-parleurs comprend :au moins un deuxième haut-parleur d'impédance identique à celle du premier haut parleur et câblé en série avec le premier haut-parleur ; au moins un troisième et un quatrième haut-parleur d'impédances identiques à celle du premier haut parleur et câblés en parallèle avec le premier et le deuxième haut-parleur. 6. Système acoustique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'habitacle est un 10 habitacle d'automobile.