Brevet FR2980071A1 — publié le 20130315

Perfectionnement aux dispositifs de reproduction stéréophonique des automobiles. Tous les véhicules de tourisme fabriqué par les constructeurs d'automobiles sont équipés d'un système de haut-parleurs destiné à reproduire des modulations stéréophoniques. Or, le procédé stéréophonique exige que les auditeurs soient placés à égale distance des haut-parleurs gauche et droit ce qui est impossiblè dans une automobile de conception traditionnelle. La différence de distance entre les haut-parleurs gauche et droit et les auditeurs entraîne des distorsions acoustiques de niveau et de phase entre les canaux qui perturbent profondément la reproduction de l'image sonore stéréophonique. De nombreux dispositifs ont été proposés pour améliorer la reproduction stéréophonique en automobile dont certains sont proposés sur les véhicules de haut de gamme d'origine ou en option. Mais, les véhicules d'entrée et de milieu de gamme sont équipés d'installations traditionnelles qui ne disposent d'aucun moyen permettant de corriger les effets provoqués par la différence de distance entre les haut-parleurs gauche et droit et les auditeurs et, dans ces véhicules, le son semble principalement provenir d'une zone située à proximité immédiate du haut-parleur le plus proche l'auditeur. La solution actuellement proposée par les revendeurs d'autoradios pour améliorer la restitution stéréophonique dans les véhicules d'entrée et de milieu de gamme est de remplacer les haut-parleurs d'origine par des modèles plus performants et d'ajouter des amplificateurs de puissance et des appareils de traitement du signal. Ce type d'intervention pose un double problème. D'une part la modification des installations d'origine devient de plus en plus délicate d'où un temps de main-d'oeuvre important qui rend ce genre d'opération hors de portée financière de la majorité des amateurs ; et d'autre part, le réglage de ces installations est une procédure délicate hors de portée de la grande majorité des installateurs. La présente invention est un procédé et un dispositif d'amélioration des installations traditionnelles des véhicules d'entrée et de moyenne gamme permettant aux amateurs de HIFI d'obtenir une amélioration très sensible de la qualité de reproduction sonore dans leur véhicule d'un prix de revient pose comprise à la portée du plus grand nombre et dont l'installation et le réglage sont à la portée de tous les professionnels et amateurs avertis. L'idée originale de la présente invention est au lieu de remplacer des haut-parleurs d'origine par des modèles plus performants installés dans les mêmes emplacements ce qui devient de plus en plus problématique, d'utiliser dans la mesure du possible les haut-parleurs d'origine dans la ou les bandes de fréquences ou leurs performances sont acceptables et d'ajouter des haut-parleurs installés dans des enceintes acoustiques dans les bandes de fréquences ou l'installation d'origine ne donne pas satisfaction. Ce procédé suivant la présente invention conduit à la réalisation de dispositifs destinés à améliorer la restitution stéréophonique dans les véhicules qui ont l'avantage de s'installer rapidement dans le véhicule et se désinstaller aussi rapidement lors de sa revente en laissant le véhicule intact. Une caractéristique constante dè la reproduction sonore dans les véhicules d'entrée et de moyenne gamme et la médiocrité de la reproduction du registre des fréquences médium car les haut-parleurs diffusant ce registre ne sont jamais orientés vers les auditeurs et de plus la qualité de l'image stéréophonique est mauvaise à cause des distorsions de niveau et de phase et le son semble le plus souvent provenir de l'environnement immédiat du haut-parleur le plus proche l'auditeur. Cette constatation conduit à rajouter systématiquement à la configuration d'origine des mini enceintes placées aux extrémités du tableau de bord et diffusant au moins le registre médium c'est-à-dire les fréquences situées entre environ 150 Hertz et 3000 Hertz. La face avant de ces mini enceintes est positionnée de manière sensiblement verticale ce qui permet aux haut- parleurs reproduisant les fréquences médium d'être dirigés vers les auditeurs pour .une bonne reproduction des transitoires. Lorsque la qualité de diffusion des fréquences aiguës par les haut-parleurs de l'installation d'origine n'est pas satisfaisante l'idéal théorique est d'utiliser dans les mini enceintes un haut-parleur large bande diffusant aussi les fréquences aiguës de manière satisfaisante. Mais on peut lui préférer la solution d'équiper ces mini enceintes d'un haut-parleur conventionnel pour la reproduction du registre médium et de rajouter un tweeter. Dans ce cas le tweeter est installé soit sur la face avant des mini enceintes à côté des haut-parleurs de médium soit sur la face horizontale supérieure de la mini enceinte avec un axe vertical, le son se réfléchissant sur le pare-brise. Lorsque les faces avant de ces mini enceintes sont écartées du pare-brise et du tableau de bord de distances constantes de l'ordre de 10 cm du pare-brise est de l'ordre de 5 cm du tableau de bord l'influence de l'habitacle sur la courbe de réponse est sensiblement constante et une égalisation standard valable pour tous les véhicules peut-être préprogrammée, ce qui limite le réglage de l'installation à ajuster le niveau sonore produit par les mini enceintes par rapport à celui de l'installation d'origine et parfois retoucher la tonalité à l'aide du correcteur grave/aigu de l'autoradio ce qui est à la portée de tous les professionnels et de tous les amateurs avertis. Selon la présente invention, les mini enceintes sont alimentées en signal par un boîtier électronique contenant au moins deux amplificateurs de puissance, deux filtres passe haut accordés à environ 150 Hertz, un moyen de correction électronique de la phase stéréophonique de type connu et un dispositif d'égalisation paramétrique de type connu destiné à corriger la courbe de réponse de l'enceinte une fois installée. Selon la présente invention, le boîtier électronique sera alimenté par un faisceau qui viendra s'intercaler entre les connecteurs du véhicule et ceux de l'autoradio pour y prélever d'alimentation en puissance, la commande de remote et le signal de modulation sur les sorties haut-parleurs de l'autoradio. Dans la pratique l'installateur n'aura qu'à déconnecter l'autoradio des connecteurs de la voiture et à les relier au moyen du faisceau d'alimentation du boitier électronique prévu pour le véhicule. Une variante consiste à installer tout ou partie de l'électronique dans les mini enceintes elles-mêmes ce qui en augmente le volume et réserve cette solution aux véhicules dont l'habitacle est suffisamment spacieux pour supporter l'augmentation de volume. Dans la plupart des cas le son diffusé par les mini enceintes viendra se rajouter à celui diffusé par l'installation d'origine de la voiture. En ajustant convenablement le niveau des mini enceintes par rapport à celui de l'installation d'origine et en retouchant le réglage du correcteur grave aigu de l'autoradio on obtient pour un prix de revient minimum une amélioration très sensible de la qualité de de la reproduction stéréophonique. Lorsque la reproduction des basses fréquences par l'installation d'origine est perfectible et que le budget le permet plusieurs options sont possibles en fonction des caractéristiques de l'installation d'origine et du résultat recherché. Une première option consiste lorsque l'installation d'origine présente un déficit dans la restitution des basses fréquences est de rajouter au moins une enceinte spécialisée dans la reproduction des basses fréquences dans le coffre et/ou une autre enceinte de basses à l'avant du véhicule, le ou les amplificateurs et les moyens de correction alimentant le ou les haut-parleurs de basses étant situés soit dans le boîtier électronique soit dans la ou les enceintes de basses elles-mêmes. Une deuxième option lorsque les haut-parleurs de l'installation d'origine sont de bonne qualité mais que la courbe de réponse de l'installation est mal réglée consiste à alimenter les haut-parleurs d'origine par un système d'amplification situé dans le boîtier électronique et de corriger la courbe de réponse de l'installation d'origine par des moyens situés dans le boîtier électronique en amont du système d'amplification Le meilleur résultat est obtenu lorsque l'on place au moins une enceinte de basses à l'avant du véhicule et une autre à l'arrière du véhicule. L'expérience montre qu'il est possible de prédéterminer des réglages de courbe de réponse de niveau des enceintes reproduisant les fréquences basses en fonction du type de haut-parleurs et de l'emplacement sélectionné convenant à tous les véhicules. Une variante à l'ajout d'un boîtier électronique est de remplacer l'autoradio par un modèle comportant une programmation spécifique afin de le rendre compatible avec toutes les options décrites plus haut du procédé suivant la présente invention Il peut être défini pour chaque modèle de véhicule plusieurs options possibles en fonction des caractéristiques du véhicule et du budget de l'utilisateur et de définir les programmes de réglage correspondants. Ces programmes pourront être téléchargés à partir d'un site Internet et introduit dans l'autoradio ou le bloc électronique par une mémoire type carte flash ou par une connexion avec ou sans fil appropriée. La présente invention sera mieux comprise à l'examen des figures que nous allons en décrire. La figure 1 montre l'emplacement des haut-parleurs dans une configuration d'origine traditionnelle installée dans un véhicule 1. Des haut-parleurs 2 et 3 sont installés aux extrémités du tableau de bord reproduisant soit uniquement les fréquences aiguës soit les fréquences médium et les fréquences aiguës avec un axe vertical qui fait réfléchir le son dans le pare-brise. Des haut-parleurs 4 et 5 sont installés dans les portes avant reproduisant les fréquences basses et parfois aussi les fréquences médium. Des haut-parleurs 6 et 7 sont installés dans les portes arrière reproduisant généralement l'ensemble du spectre. Ce type d'installation comporte pour principal défaut que les haut-parleurs reproduisant les fréquences médium qu'ils soient situés sur le tableau de bord ou dans les portes ne sont jamais orientés vers les auditeurs et qu'aucune correction de la phase stéréophonique n'est prévue. La figure 2 illustre une configuration conforme à la présente invention dans laquelle les haut-parleurs 2 et 3 de la figure 1 sont présents mais n'ont pas été représentés pour la clarté du dessin. Des mini enceintes 8 et 9 contiennent chacune au moins un haut-parleur reproduisant les fréquences médium avec un axe horizontal orienté vers les auditeurs. Les fréquences aiguës sont reproduites par les haut-parleurs 2 et 3 de l'installation d'origine et/ou par ce même haut-parleur, soit par un tweeter situé dans la mini enceinte. Les haut-parleurs 4, 5,6 et 7 de l'installation d'origine reproduisent une modulation conforme à une des options décrites plus haut. Une enceinte 10 est installée dans le coffre arrière et affectée à la reproduction des bandes de fréquences basses mal reproduites par l'installation d'origine. La figure 3 illustre l'ensemble 11 des différentes fonctions de traitement du signal qui sont à prévoir dans le boîtier électronique ou à programmèr dans l'autoradio de manière à fournir tous les signaux de toutes les options décrites plus haut. On trouve à son entrée les canaux gauche et droit CG et CD, et à sa sortie les signaux MG et MD destinés à alimenter les amplificateurs de puissance des mini enceintes gauche et droite, le signal W destiné à alimenter l'amplificateur de puissance des haut-parleurs d'origine du véhicule lorsque ceux-ci sont affectés à la reproduction des basses fréquences ou de l'enceinte de basses situées à l'avant du véhicule. Le signal SW destiné à alimenter l'amplificateur de puissance du Subwoofer additionnel. Un premier étage 12 assure la séparation entre les fréquences situées au-dessus et au-dessous d'environ 150 Hertz. Deux filtres passe haut 16 et 18 assurent le filtrage des signaux destinés aux mini enceintes. Le filtre passe-bas 17 monté en additionneur des canaux gauche et droit élimine les fréquences situées au-dessus d'eviron 150 Hertz. Un deuxième étage 13 assure l'égalisation séparée de chaque canal il comporte quatre égaliseurs paramétriques 19 20 21 et 22 chaque cellule de ces égaliseurs étant réglable en fréquence, largeur et gain. Un troisième étage 14 assure l'égalisation de phase entre les canaux reproduisant les fréquences médium au moyen d'un retard temporel et/ou d'un égaliseur paramétrique de phase stéréophonique tel que décrit dans le brevet français N° 2 855 931. Le quatrième étage 15 règle la bande passante et le gain des canaux woofer et subwoofer au moyen de filtres passe-haut 25 et passe-bas 26 à gains réglables de manière à REVENDICATIONS1 - Procédé d'amélioration de la qualité de restitution des installations de reproduction stéréophonique d'origine des véhicules automobiles caractérisé par le fait que l'on rajoute à l'installation d'origine des mini enceintes supplémentaires aux extrémités du tableau de bord reproduisant au moins le spectre des fréquences sonores du registre médium c'est-à-dire les fréquences situées entre environ 150 Hertz et 3000 Hertz. L'axe du haut-parleur reproduisant les fréquences médium étant sensiblement horizontal. 2 - Procédé suivant la revendication 1 et caractérisé par le fait que l'on retarde en temps ou en phase le signal alimentant l'enceinte la plus proche d'un auditeur favorisé afin d'obtenir pour cet auditeur le centre de l'image sonore stéréophonique à proximité de l'axe de symétrie longitudinale du véhicule. 3 - Procédé suivant la revendication 1 et caractérisée par le fait que l'on rajoute en outre au moins une enceinte diffusant tout ou partie du spectre sonore inférieur à environ 150 Hertz. 4 - Procédé suivant la revendication 1 et caractérisé par le fait que l'on utilise certains haut-parleurs de l'installation d'origine uniquement dans certaines bandes de fréquences. 5 Dispositif d'amélioration de la reproduction stéréophonique en automobile composé principalement de deux mini enceintes acoustiques destinées à être installées aux extrémités du tableau de bord des véhicules le haut-parleur diffusant les fréquences médium ayant son axe sensiblement horizontal. 6 - Dispositif conforme à la revendication 5 et caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un bloc électronique comportant au moins deux amplificateurs de puissance, deux filtres passe-haut accorder à environ 150 Hertz, un moyen retardant en temps ou en phase un canal par rapport à l'autre et un dispositif d'égalisation.457 - Dispositif selon la revendication 5 et caractérisé par le fait qu'il comporte en outre .au moins une enceinte reproduisant les fréquences basses, et des moyens de réglage et de puissance pour alimenter cette enceinte. 8 - Dispositif selon la revendication 5 ou 6 caractérisée par le fait qu'il comporte en outre des moyens de réglage et de puissance pour alimenter certains haut-parleurs de l'installation d'origine. 9 - Dispositif selon la revendication 5 et caractérisée par le fait que les moyens de puissance alimentant les mini enceintes et les haut-parleurs d'origine sont ceux de l'autoradio dans lequel a été introduit un programme permettant de réaliser les configurations décrites dans les revendications 1,2,3 et 4.