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Monsieur Àlexanàer T 0 L 1 à K 0 F F
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"1EBFECTI0l-J.NElvJEN!IB AUX All#EILS JE REPRODUCTI,(})N DES S,0NS" @ La présente invention est relative à tous les dispos sitifs reproducteurs de sons dans lesquels des écouteurs et non pas des hauts-parleurs sont utilisés pour faire
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rayonner les sons , tels que les téléphones oridlaiires ati- lisés pour les communications , les amplificateurs destinés à faciliter l'audition aux personnes atteintes de surdité les téléphones de campagne , les récepteurs radioélectriques employés à bord des aéronefs, et installations analogues.
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Jusqu'ici, la majorité des 8l.Jpareils destinés à faci- liter l'audition' aux sourds, à la fois les microphones simples et les amplificateurs à lampe, utilisait un seul écouteur.
Des tentatives ont été faites avec des amplificateurs à lampe pour donner la forme voulue à la courbe de sensibilité de l'appareil , afin de compenser partiellement la sur..
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dite propre de l'auditeur , telle quelle est montrée par sa courbe audiométrique - Une courbe de ce genre est commu- nément obtenue au moyen d'un oscillateur à lampe pourvu d'un dispositif atténuateur calibré ou à l'aide d'une série de diapasons calibrés. Dans les deux cas, l'infirme n'entend qu'une note à la fois, de sorte qu'on ne tient pas compte de l'effet de. perturbation ou de " couverture" produit par les notes graves et moyennes sur les notes aiguës dans un son complexe.
Toutefois, on sait que cet effet est, important et augmente rapidement avec le niveau de l'intensité des sons; des courbes montrant cet effet peuvent être vues dans Harvey Fletcher, Speech and Hearing, 1939, Part 3, Ch.IV.
Un cas commun de surdité aura une perte plus grande pouvant aller jusqu'à 40 décibels, à 4000cycles par exemple, qu'à 512 cycles. Avec un amplificateur portatif à lampe utilisant un microphone à granules de charbon et le téléphone magnétique usuel, il est non seulement impossible de compenser cette perte , mais même d'obtenir une sensibilité égale entre ces fréquences à un niveau d'ampli.. fication raisonnable , étant donné que le microphone et le téléphone ont des pertes importantes en notes aiguës et que le nombre de lampes employé doit nécessairenent être faible.
En outre, les notes aiguës , bien qu'elles soient présentes dans le téléphone d'un instrument de ce genre, ne seront pas perçues par l'auditeur du fait qu'elles sont masquées par le bruit dans la pièce cu chambre et par les notes graves et moyennes comprises dans le son, notamment dans la région de la résonance principale de la membrane
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ou diaphragme du téléphone.
Les appareils estinés à faciliter l'audition aux personnes atteintes de surdité fournissant à chaque oreille un signal de grande fidélité amplifié séparément pour compenser exactement les courbes audiométriques des deux oreil- les, courbes qui sont généralement différentes , en outre de leur encombrement prohibitif , ne seront pas exempts de l'effet de "couverture" et de l'importante diminution qui l'accompagne dans la perception des notes aiguës.
La présente invention élimine en principe la "couverture" des composantes des audiofréquences élevées dans un son complexe par les autres composantes de ce son, par 1' emploi de deux écouteurs ( un sur chaque oreille ), les composantes basse et moyenne fréquences, ou basse ou moyenne fréquence du son émis par un des dits écouteurs , étant suffisamment réduites au point de l'intensité pour ne pas masque quer , d'une manière appréciable , les composantes haute fréquence reçues par l'oreille en contact avec cet écouteur.
Etant donné que les composantes haute fréquence reçues par une oreille ne sont pas marquées par les composantes asse et moyenne fréquences reçues par l'autre oreille , un débit acoustique donné de composantes haute fréquence dans un son complexe produit ainsi une sensation beaucoup plus grande que cela ne serait le cas si la totalité du débit était appliquée à une oreille seulement , ou était partagée entre les deux oreilles sans discrimination de fréquences entre elles.
Une vérification expérimentale de ce qui précède a été réalisé comme suit :
Deux amplificateurs thermoioniques ont été établis
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avec entrée commune à partir d'un microphone donnant une grande fidélité de son (et du type autre qutun microphone à charbon) accouplé aux amplificateurs à ltaide dtune lam- pe commune à ces deux amplificateurs. Un des amplificateurs avait une courbe approximativement horizontale de sensibi- lité aux fréquences, tandis que l'autre avait une courbe rapidement ascendante.
Deux écouteurs magnétiques identi- ques étaient connectés à la sortie, de telle manière que en manoeuvrant un interrupteur, les débite des deux ampli- ficateurs pouvaient être combinés et partagés également par les deux écouteurs, ou les débits de niveau et de passe- haut pouvaient être fournis à des écouteurs différents.
La figé 1 montre la courbe de 1*'amplificateur du type passe-haut par rapport à l'amplificateur de niveau suivant vL la iormule g ; en décibels, dans laquelle VL et VH sont H les tensions respectivement appliquées à la première grille commune pour des débits égaux des amplificateurs de niveau et du type passe--haut.
Le niveau du potentiel de sortie de l'amplificateur passe-haut est inférieur à celui de l'amplificateur de ni- veau, à toutes les fréquences, sauf à 4000 cycles où les deux potentiels de sortie sont égaux.
Avec un auditeur possédant une acuité auditive nor- male, l'expérience a consisté à rendre la parole inintelli- gible dans la pièce ou chambre contenant le microphone par un bruit contrôle rayonné par un haut-parleur disposé dans la même chambre, les deux téléphones se partageant également les potentiels de sortie des deux amplificateurs.
En passant à un potentiel de sortie asymétrique, c'est-à-dire avec un téléphone reli à l'amplificateur passe-haut seulement
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la parole a été de nouveau rendue intelligible , Des bruits d'une fréquence de 500 à 1000 cycles, l'imitation du bruit d'un moteur à essence et le bruit amplifie re- cueilli par un microphone placé dans un atelier, ont été essayes avec le même résultat, En outre, l'emploi d'un seul écouteur connecté à l'amplificateur passe-haut n'a pas produit une parole intelligible;
tandis qu'avec les deux écouteurs reliée - l'amplificateur de niveau seulement et en augmentant le bruit de " couverture Il au point où la parole était juste inintelligible, la parole n'a pas été rendue intelligible en ajoutant le potentiel de sortie de l'amplificateur passe-haut qui, en raison de son faible niveau, a été entièrement perdu,
Pour faciliter la description, l'écouteur reproduisant la gamme entière des sons sera désigne ci-après par le terme " écouteur de niveau ", et l'autre par le terme " écou- teur passe-haut ".
L'invention ne, dépend pas de l'emploi d'un récepteur spécial, tel qu'un écouteur a condensateur ou un écouteur à bobine mobile dans la position " passe-haut ", ou même de l'emploi d'amplificateurs thermoioniques, et elle peut-être appliquée aux systèmes microphoniques les plus simples utilisant des récepteurs téléphoniques magnétiques ordinaires,
Le son émis par l'écouteur passe-haut seul ne doit pas ae confondre avec un débit corrigé des fréquences, étant donné flue, en général , le niveau, des composantes basse et moyenne fréquences sera au-dessous de la lirai- te inférieure d'audibilité, de sorte que l'écouteur passehaut seul ne fournira pas généralement une audition intelligible.
,La fig. 2 montre un mode d'application simple de l'in-
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vention , un amplificateur thermoionique pour faciliter l' audition aux personnes atteintes de surdité, ou à l'ampli- fication de la fréquence ordinaire de la parole.
Deux écouteurs T1 et T2, qui peuvent être identiques, sont connectés à la sortie, T1 directement, T2 par l'inter- médiaire d'un condensateur Ci, dont l'impédance est élevée aux basses et moyennes fréquences comparée à Z1 et Z2. Si Z1 et Z2 sont les impédances de T1 et T2, respectivement, et si Z1= Z2, le débit sonore de T2 aura alors une courbe ascendante et sera, à toutes les fréquences, à un niveau plus bas que T1. Si Z1 est rendue plus élevé que Z2, le dé- celuf de bit sonore de T2 sera plus élevé que/T1 aux hautes fréquences, et plus faible aux basse et moyenne fréquences.
La fig. 3 montre les caractéristiques du débit sonore du circuit représenté fig. 2. La courbe 1 est le débit so- nore de T1, l'écouteur T2 étant déconnecté, la courbe @2 est le débit sonore de Ti, l'écouteur T2 étant en circuit, et Z2 étant lég@rement plus faible que Z1. La courbe 3 est le débit sonore de T2. Il n'y a pas augmentation du débit acoustique total en connectant T2 en plus de T1, mais simple- 'sent une transmission 2. l'autre oreille de la moitié, ou davan tage, du débit haute fréquence.
Les courbes de la fig. 3 devront être comparées avec celles publiées pour les combinaisons à @eux speakers, dont le but est de,reproduire une plus grande gamme de fréquences que celle pouvant être couverte par un seul speaker et dans lesquelles l'intervention du speaker à voix aiguë augmente considérablement le débit total des no- tes aiguês*
Dans la présente invention, les notes graves et mo- yennes, notamment ces dernières, sont réduites dans l'écou-
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teur passe-haut à un niveau de faible intensité .
Ainsi , l'invention ne consiste pas simplement à utiliser deux téléphones dont l'un reproduit les notes aiguës mieux que l'autre Il est courant , dans les combinaisons à deux speakers que le débit sonore émis par les deux speakers soit approximativement égal à 1000 cycles .Les écou- teurs constituant l'équivalent de ces deux speakers peu- vent assurer une intelligibilité un peu plus grande qu'une paire de téléphones semblables .
mais les notes aiguës seront fortement masquées par les notes moyennes
On n'entend pas suggérer qua l'isolement des notes aiguës dans un téléphone devrait remplacer la correction, c'est-à-dire conformer la courbe des fréquences du débit sonore pour convenir approximativement à des cas déterminés de surdité ou à des besoins spéciaux d'auditeurs ayant une acuité auditive normale et se trouvant dans des endroits bruyante,, Toutefois, on, prétend qu'avec un débit sonore déterminé en notes aiguës dans un son complexe, l'applica- tion de l'invention permet qu'une sensation beaucoup plus grande soit produite par les notes aiguës.
Il a été jugé utile de contrôler la fréquence du débit de l'amplificateur alimentant les écouteurs T1 et T2 à l'aide, par exemple, d'un transformateur de couplage du type décrit dans le brevet français N 73.537.
Dans la pratique, on a trouvé qu'une atténuation suffisante des basse et moyenne fréquences dans le débit de T2 peut être produite à l'aide d'un simple condensateur en série pour satisfaire aux exigences de la plupart des cas de surdité. Toutefois, lorsque l'espace le permet, on peut employer un filtre passe-haut fixe ou variable appro-'
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prié, dont la construction est connue.
L'emploi de lampes thermoioniques séparées pour alimenter T1 et T2 n'a besoin d'être adopté que dans les cas exigeant un très grand débit de notes aiguës* Dans des cas de ce genre, les deux lampes de sortie ont une entrée commune, et le débit passehaut de l'une d'elles peut être facilement obtenu en uti- lisant deux transformateurs de couplage dont les enroulements primaires sont connectés en parallèle ou en série, l'un de ces transformateurs étant du type normal et alimentant la grille de la lampe dont le débit présente une courbe approximativement horizontale, tandis que l'autre est du type décrit dans le brevet français N 738.537 et alimente la grille de la lampe passe-haut* Dans le cas ou les enroulements primaires sont connectés en parallèle,
un petit condensateur devra être connecté en série avec ltenroulement primaire du second transformateur, afin de l'empêcher de réduire l'impédance dans le circuit plaque de la lampe précédente pour les basse et moyenne fréquences.
Dans certains cas, 11 est possible de supprimer les filtres en utilisant des récepteurs dans la position passe-haut.récepteurs qui, en vertu de leur construction élec- trique ou mécanique, ont une courbe de sensibilité naturellement ascendante. Un récepteur à condensateur par exemple connecté directement à un récepteur magnétique reproduira en général seulement les notes algues*
Ltinvention peut évidemment être réalisée avec des récepteurs assurant la conduction par les os et portés sur la mastoïde derrière l'oreille* Ces récepteurs consistent communément en un élément vibratoire boulonné à l'envelop- pe qui est en contact avec l'os.
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On a en outre trouvé que. pour les personnes dont l'acuité auditive est réduite, l'écouteur passe-haut devra généralement étra placé sur l'oreille percevant. le mieux les notes aiguës et qui, dans la majorité des cas, est également l'oreille la plus sensible à toutes les fréquen- ces. L'invention a alors pour avantage complémentaire de transmettre davantage d'énergie à la mauvaise oreille qu'à la bonne, de sorte que les bruits puissants produisent moins de gêne que cela ne serait le cas si un seul écouleur était appliqué sur la meilleure oreille.
Jusqu'ici on a principalement fait mention d'amplificateurs pour personnes atteintes de surdité, mais l'invention peut également être très avantageusement appliquée aux appareils reproducteurs de sons utilises par les parsonnes ayant une acuité auditive normale.
L'existence de pertes importantes en notes aiguës dans le téléphone ordinaire employé pour les communica- tions téléphoniques est naturellement bien connue La personne se servant d'un téléphone dans un endroit très bruyant peut être considérée comme souffrant d'une surdité très prononcée, étant donné que les notes aiguës qui sont transmises seront en grande partie masquées par le bruit.