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Procédé d'enregistrement ou de reproduction de vibrations ou d'enregistrements de vibrations et dispositif convenant à cet effet.
L'invention concerne un procédé d'enregistrement ou de reproduction d'oscillations ou d'enregistrements d'oscillations, en particulier de vibrations acoustiques, et un dispositif conve- nant à cet effet.
L'enregistrement mécanique, à profondeur et à largeur variables, de vibrations acoustiques, provoque parfois, et ce suivant le type de l'appareil enregistreur utilisé, des sons dits différentiels ou additiomiels qui se manifestent pendant la re- production directe par voie électro-optique, sous forme de bruits gênants. Ce même inconvénient se constate lors de la reproduction d'une copie photographique de 1'original, éventuellement obtenue en passant par une ou plusieurs copies photographiques intermé- diaires ou d'un enregistrement sonore obtenu par voie photogra- phique.
Lorsque ces sons différentiels ou additionnels, qui ré- sultent d'un glissement variable de la ligne des zéros de l'en- registrement, glissement variable dont la cause sera expliquée en détail par la suite, constituant des dissonantes avec les fré- quences originales, ils provoquent une musique d'un caractère rauque et, lorsqu'ils ne constituent pas de dissonantes, ils mo- difient l'image acoustique initiale. En outre, dans les deux cas, les instruments séparés ne se perçoivent pas séparément, comme dans la musique à enregistrer. En ce qui concerne la reproduction de la parole, ils provoquent une déformation des sifflantes.
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Dans le cas d'une seule fréquence à reproduire la défor- mation par harmoniques, dont les amplitudes sont assez faibles, est accompagnée d'un glissement de la ligne des zéros; comme ce glissement est constant, il n'est pas perceptible. Il n'en est plus de même pour la reproduction d'une ou de plusieurs fréquences, sujettes à de brusques et fortes variations d'amplitude. Dans ce cas, le glissement de la ligne des zéros ae perçoit sous forme de choc. Le glissement de la ligne des zéros est aussi perceptible lorsqu'il varie par suite de l'existence simultanée de plusieurs fréquences et qu'il acquiert lui-même une fréquence située dans la gamme audible.
Dans le cas d'un' enregistrement mécanique du son, à pro- fondeur et largeur variables, obtenu à l'aide d'un ciseau en forme de V, à angle au sommet obtus, par exemple 'Sur un film recouvert d'une couche de gélatine ou d'un produit analogue, le glissement variable de la ligne des zéros est provoqué par le fait que, par- ticulierement aux fréquences élevées, le ciseau rencontre plus de résistance pour pénétrer dans le film que pour en sortir et, de plus, par suite des propriétés de coupe de ;La couche, la modula- tion de la piste ne coïncide pas exactement'avec le mouvement du ciseau.
Les enregistrements photographiques du son sont aussi sujets à un glissement de la ligne des zéros. En effet, pendant le développement d'un tel enregistrement, obtenu directement ou bien par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs copies, 11 se pro- duit aux fréquences élevées et en mesure croissante avec la fré- quence et avec la modulation, une diffusion perceptible de l'image, diffusion qui élargit les sommets de l'enregistrement et en rétré- cit les bases. Dans ce cas aussi, on perçoit peu d'harmoniques, mais un grand nombre de sons différentiels et additionnels provo- qués par le déplacement de la ligne des zéros. ces phénomènes sont connus et il existe déjà un certain nombre de solutions qui permettent d'obvier à l'inconvénient men- tionné. Ces solutions peuvent être classées en deux'catégories.
Dans la première catégorie, connuepour l'enregistrement photographique ou la reproduction d'enregistrements photographiques du son, on ajoute au dispositif d'enregistrement ou de reproduc-- tion, au-delà d'une fréquence limite déterminée, une composante obtenue par le redressement biphasé du courant alternatif à en- registrer ou à reproduire, composante qui par un choix judicieux de la caractéristique du redresseur, est 1 même de compenser la composante à courant continu qui ferait prévoir, dans la courbe de courant alternatif acoustique, le glissement a éviter de la ligne des zéros.
Dans une forme d'exécution connue de ce procédé la com- posante redressée est appliquée à une bobine additionnelle de l'organe d'enregistrement, dans ce cas un oscillographe à miroir.
Cette transmission électro-mécanique présente un inconvénient; la compensation s'effectue avec un certain retard, inévitable, tandis qu'une brusque application de la charge provoque des vi- brations indesirables. Dans une autre forme d'exécution utilisée pour larsprocuction photo-électrique d'un phonogramme, un filtre d'uniformisation introduit dans le circuit de la composante re- dressée du courant alternatif acoustique une constante de temps au-delà de laquelle ne se produit pas de compensation et dont.la valeur est telle que ce procédé ne permet de compenser que dans une gamme de fréquence limitée.
Dans l'autre procédé, connu pour l'enregistrement méca- nique du son, le courant alternatif acoustique est appliqué à l'or- gane d'enregistrement par l'intermédiaire d'un amplificateur équi- pé de tubes dont le point de fonctionnement sur la caractéristique tension de grille-courant anodique est tel que l'on évite la détor-
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mation prévisible de la courbe de vibration.'Pour-la même raison, on donne au tranchant du ciseau d'enregistrement une forme spéciale. ces deux solutions présentent plusieurs inconvénients: elles sont non seulement difficiles à réaliser, mais plus grave, elles sont
Indépendantes de la fréquence.
La pratique a prouvé que la varia- tion avec la fréquence est une condition indispensable pour obte- nir des résultats meilleurs que ceux obtenus Jusque présent.
Le procédé conforme a l'invention fournit un autre moyen d'obvier à l'inconvénient spécifié, basé aussi sur l'idée générale qu'il faut éviter le glissement de la ligne des zéros provoqué, pendant l'enregistrement ou la reproduction par des écarts de la forme de vibration désirée, en particulier au--delà d'une fréquence limite déterminée. Suivant l'invention, ce résultat est obtenu comme suit : un redresseur monophasé inséré dans le circuit de sortie de l'appareil d'enregistrement ou de reproduction fournit ou prélève de l'énergie dans la phase positive ou dans la phase négative de la vibration suivant la variation d'amplitude dans chaque demi-onde et suivant la fréquence.
De cette manière, les phases positives et les phases négatives de l'oscillation sont pratiquement rendues égales, de sorte que l'on évite lors de l'enregistrement ou de la reproduction le glissement de la ligne des zéros, ainsi que les phénomènes acoustiques gênants inhérents à ce glissement. Il y a lieu de spécifier que ce résultat est ob- tenu par une modification par voie électrique, d'une manière tech- niquement réalisable, de la forme de la courbe de courant alter- natif acoustique de manière à non seulement éviter l'effet redres- seur genant provoqué par le glissement de la ligne des zéros, mais aussi améliorer la forme de la courbe lors de l'enregistrement mécanique du son, pour chaque fréquence. Il en résulte une diminu- tion du pourcentage d'harmoniques.
L'expression précitée "suivant la variation d'amplitude dans chaque demi-onde% veut dire que pour chaque demi-onde se produit une fourniture ou un prélèvement d'é- nergie, variables avec la valeur Instantanée de l'amplitude, Sui- vant 1?invention, la grandeur de ce prélèvement ou de cette four- niture varie avec la fréquence. on obtient de meilleurs résultats encore lorsque la four- niture ou le prélèvement d'énergie dépend aussi de la grandeur de la valeur instantanée maximum de l'amplitude de chaque demi-onde.
Pour appliquer le procédé conforme à l'invention à iten- registrement ou à la reproduction de vibrations acoustiques par exemple, on peut utiliser un dispositif dans lequel l'organe en- registreur ou reproducteur est shunté par le montage en série d'un redresseur et d'un filtre dont le degré de transmission dépend de la fréquence et éventuellement de l'amplitude. De ce fait, en principe les moitiés positives des ondes sont rétrécies, tandis que les moitiés négatives restent inchangées, car l'énergie n'est prélevée que dans la phase des amplitudes positives. Grâce au re- dresseur, le prélèvement d'énergie de chaque demi-onde est proportionnel à la variation d'amplitude dans chaque demi-onde.
Ce dispositif de prélèvement d'énergie présente un grand avantage: il est très simple et, de plus, la correction automatique s'ef- fectue toujours dans la phase requise.
L'énergie peut à tre fournie d'une autre manière: on prélève de la tension appliquée à l'organe enregistreur ou repro- duoteur (inscripteur ou haut-parleur) une certaine tension et par l'intermédiaire du redresseur précité et des filtres, on applique cette tension, sous forme de tension de contre-réaction, à l'amplificateur d'enregistrement ou de reproduction. Il va de soi que le couplage entre l'amplificateur et l'organe enregistreur ou re-
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producteur doit permettre la transmission de la composante à cou- rant continu. Un couplage constitué par un transformateur ne con- vient donc pas. Ce procédé permet aussi de reproduire directement le son enregistré par un microphone par exemple.
Les valeurs du filtre, à degré de transmission variable avec la fréquence, se déterminent comme suit: En série avec le re- dresseur, on monte, au lieu du filtre, une résistance variable usuelle et à l'aide de l'organe enregistreur on enregistre deux fréquences peu écartées (par exemple,4000 et 4200 regi On recher- che alors dans cet enregistrement le son différentiel et l'on en détermine la valeur exprimée en pourcents de l'amplitude de la moyenne les deux fréquences fondamentales. On règle ensuite la ré- sistance variable de maniere à réduire au minimum l'amplitude du son différentiel; ce minimum se décelé facilement a,l'aide d'un oscillographe à rayons électroniques.
La valeur de la résistance variable est ainsi fixée pour la fréquence moyenne (4100 Hz); on procède de même pour un certain nombre d'autres fréquences plue basses et plus élevées (par exemple environ 2000, 3000, b900 et 8000 Hz)* on obtient ainsi une courbe qui donne les variations de la résistance en fonction de la fréquence. A l'aide de cette courbe, on compose un filtre dont l'impédance est adaptée à cette courbe et on remplace la résistance variable par ce filtre. la Demanderesse a constaté qu'en général il suffit d'ap- pliquer la compensation au-delà de 2000 hzx. de sorte que pratique- ment il suffit que le filtre transmette des oscillations dont la fréquence dépasse 2000 hz.
Lorsque, dans les mesures précitées, on modifie, pour chaque fréquence, l'amplitude, on détermine, de manière analogue, la caractéristique du filtre éventuel à degré de transmission variable avec l'amplitude.
Lorsqu'on réalise une copie photographique de l'enre- gistrement sonore, la diffusion d'image précitée se produira pen- dant la copie et pendant le développement. En -fait, cette diffu- sion d'image provoque aussi un glissement, variable avec la fré- quence, de la ligne des zéros. Le procédé de sons différentiels décrit ci-dessus permet de déterminer la grandeur de l'effet ae ce glissement, en d'autres termes, il permet de déterminer la gran- deur de ce glissement et ses variations en fonction de la fréquence.
Ce glissement photographique de la ligne des zéros dépend entre autres aussi du noircissement. Donc, pour réaliser d'un enre- gistrement mécanique, un positif par exemple, une photographie négative de noircissement déterminé, il faudra lors de l'enre- gistrement, tenir compte non seulement du glissement de la ligne des zéros dans l'enregistrement mécanique, mais aussi du glisse- ment photographique de la ligne des zéros correspondant au noir- cissement choisi et faire en sorte que la compensation correspon- dante s'effectue lors de l'enregistrement. Si l'on réalise un positif de ce négatifphotographique, il se produit de nouveau une diffusion d'image et partant un glissement de la ligne des zéros.
Pour obtenir un positif final aussi bon que possible, il y a donc lieu de déterminer de nouveau, de manière connue, la pour- cent age de sons différentiels et d'appliquer la compensation cor- respondante pendant l'enregistrement initial. Il faut tenir coopte du fait que le glissement final de la ligne des zéros est composé du glissement de la ligne des zéros lors de l'enregistrement, de celle résultant de la diffusion d'image négative et de celle ré- sultant de la diffusion d'image positive, on peut évidemment appli- quer le même procédé, lorsqu'on part par exemple d'un négatif en- registré par voie.photographique.
@ En général, il n'est pas nécessaire de déterminer le
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glissement de la ligne des zéros uniquement à l'aide du pourcen- tage de sons différentiels. En principe, ce résultat peut aussi être obtenu à l'aide du pourcentage de sons additionnels, ou bien des deux* Cependant, cornas en général le son additionnel se trouve dans une gamme de fréquences peu intéressante, les mesures sont pratiquement toujours effectuées à l'aide de sons différentiels.
Dans la technique du développement photographique des films sonores, on a, Jusqu'à présent, supprime le glissement de la ligne des zéros provoqué par la diffusion d'image, en exploitant le fait que la diffusion d'image d'un enregistrement négatif est inverse de celle d'un enregistrement positif. Ce fait se vérifie facilement 4 l'aide d'un enregistrement sonore, car les sommets du négatif sont égaux aux creux du positif et inversement. Pour obtenir une copie positive exempte de diffusion d'image, il suffit de déterminer la matière, le noircissement et la pente des cour- bes de noircissement pour lesquels les diffusions d'image positi- vas et négatives se compensent.
En pratique, pour réaliser un film image-son, on est bien souvent astreint à utiliser le noir- cissement, la pente etc. fixés d'avance du fil d'image positif sur lequel on copie le son, de sorte que les conditions précitées impliquent que la compensation du glissement de la ligne des zéros ne peut être obtenue que par un noircissement, une pente etc. ri- goureusement déterminée . du négatif sonore. Par contre, dans ce cas, l'invention permet d'utiliser un négatif, à noircissement et à pente assez arbitraire et de corriger pendant l'enregistrement par voie électrique, le manque d'adaptation des facteurs mentionnés à l'aide des moyens conformes à l'invention.
En pratique, ce pro- cédé offre un grand avantagea on dispose d'une plus grande liberté dans le choix et dans la manipulation du négatif et même, dans certains cas, du positif.
Il va de soi que si l'un des t'acteurs déterminants: noir- cissement, pente de la courbe de noircissement, matière du film etc. varie, il y a lieu de procéder à une nouvelle détermination du filtre à degré de transmission variable avec la ±réquence et avec l'amplitude.
Lorsque le positif final ne provient pas directement du négatif initial, mais bien d'un négatif intermédiaire quelconque, c'est-à-dire lorsque l'obtention du positif final requiert plusieurs développements, on peut appliquer le même procédé. Cependant, lors- que, dans ce processus, il faut procéder à des inscriptions addi- tionnelles, le glissement compensateur de la ligne des zéros peut être réalisé lors de cette inscription ou bien on peut appliquer ce glissement soit lors de l'enregistrement initial, soit pendant l'inscription.
Pour réaliser, conformément à l'invention, des enregistre- ments acoustiques dont le positif photographique final, qui com- porte une image positive est obtenu par voie photographique ou par voie mécanique éventuellement à l'aide d'une ou de plusieurs copies photographiques intermédiaires, on procède comme suit : On réalise un enregistrement d'essai qui laisse toute liberté quant au cnoix des noircissements et autres caractéristiques pour toutes les copies intermédiaires et aussi pour l'enregistrement lui-même.
En général, c'est seulement pour la copie finale, qui comporte aussi l'image, que l'on est pratiquement lié au noircissement etc. de cette image. On relève sur la positif final de cette épreuve la grandeur du glissement restant de la ligne des zéros. Ce glissement résulte donc de la dissymétrie dans 1''enregistrement, lorsque celui- ci est obtenu par voie mécanique, et de plue, de la diffusion d'ima- ge dans les diverses copies. Bien que cette diffusion d'image soit
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partiellement compensée lors de la copie du positif sur le négatif ou inversement, en.général, il subsistera cependant un certain restant qu'il y a lieu de compenser.
Le glissement de la ligne des zéros du positif final étant ainsi connu, on peut compenser ce glissement en influençant l'organe enregistreur conformément à l'invention de manière qu'en'appliquant le même procédé de réa- lisation, c'est-à-dire des matières de mêmes caractéristiques (noircissements etc.) que celles utilisées pour l'épreuve, la ligne des zéros du positif final soit exempte de glissement.
Il va de soi que 12 .Invention n'est pas limitée aux systèmes d'en- registrement par voie mécanique ou par voie photographique: en principe, elle est applicable à tous les systèmes dans lesquels se produit, par suite de la construction dissymétrique, un glisse- ment de la ligne des zéros variable avec la fréquence, par exemple lors d'une brusque variation de la modulation qui provoque un pas- sage de faibles anplitudes à des amplitudes beaucoup plus élevées ou inversement ou. dans le cas de membranes de microphones ou de haut-parleurs non uniformément chargées. L'invention est aussi applicable à la reproduction photo-électrique d'un enregistrement acoustique dont le glissement de la ligne des zéros n'est pas compensé pendant l'enregistrement.
A cet effet, on shunte la partie du circuit comprise entre la cellule photo-électrique et le haut- parleur par le montage en série précité d'un redresseur et d'un filtre à degré de transmission variable avec la fréquence.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera. bien comprendre comment l'invention peut ê/tre réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La Fig. 1 montre schématiquement l'enregistrement acoue-- tique d'une vibration pour une seule fréquence avec glissement de la ligne des zéros.
La Fig. 2 est une représentation analogue pour deux vi- brations de fréquences voisines.
La Fig.3 montre schématiquement un enregistrement sonore ou une copie avec glissement de la ligne des zéros provoqué par la diffusion de l'image.
La Fig. 4 montre un montage destiné à la réalisation du procédé conforme à l'invention*
Enfin, la fig. 5 montre une piste sonore compensée sui- vant l'invention.
Sur la Fig. 1, un ciseau 1 en forme de V à angle au son- met obtus, grave dans un support 2 une piste de profondeur varia- ble et partant de largeur variable. La droite 4 représente la li- gne des zéros dans le cas où. l'aire des parties limitées par les amplitudes positives serait rigoureusement égale à celle des par- ties limitées par les amplitudes négatives. Cependant, comme le ciseau éprouve plus de résistance pour pénétrer dans le film que pour en sortir et comme les propriétés de coupe de la couche à graver y jouent un certain rôle, la ligne des zéros 4 se déplace vers la droite en pointillés 5. Ce glissement ne se perçoit pas dans la reproduction, car pour une même fréquence et pour une même amplitude, par exemple pour celles de la Fig. l, il est constant.
La Fig. montre un enregistrement analogue de deux vi- brations de fréquences voisines, à savoir de 4000 et de 4200 Hz.
Ici aussi, la ligne des zéros 4 se déplace vers la droite 5 mais cette dernière change constamment de place. Ceci provoque une vi-
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brationn modulée dont la fréquence est exactement égale à la diffé- rence entre les deux fréquences fondamentales et cette vibration se perçoit sous cette forme. Dans le procédé conforme à l'inven- tion, ce glissement de la ligne des zéros est compensé par un glis- sement, de sens inverse, de l'organe enregistreur. De plus, la forme sinusoïdale est plus ou moins améliorée et le nombre d'har- moniques est plus petit.
La Fig. 3 montre un enregistrement ou une copie photogra- phiques dans laquelle se produit une diffusion de l'image. ici aussi la ligne des zéros 4 glisse vers la droite 5.
La Fig. 4 montre un montage approprié au procédé con- forme à l'invention. Sur cette figure, 10 est l'inscripteur auquel on applique une pression acoustique alternative,. Le redresseur il diminue dans l'une des phases l'amplitude de cette tension alter- native tandis que le filtre 12, à degré de transmission variable avec la fréquence, fait en sorte que cette diminution se produise dans la mesure requise suivant le glissement variable avec la fré- quence de la ligne des zéros. Enfin, un filtre 13 à degré de transmission variable avec l'amplitude, est monté en série avec le redresseur et avec le filtre 12.
La Pige ¯,) montre une piste 22. tracée sur un support 21.
Sans compensation, le bord de cette piste suit les lignes en traits pleins 23. la Fig. 5a montre une piste à amplitude constante, de fréquence variable. A une fréquence élevée, il se produit un plus grand glissement de la ligne des zéros suivant la droite 4, de sorte que conformément à l'invention la compensation est variable avec la fréquence. Les parties 25 des sommets d'amplitude en re- gard sont coupées, par exemple à l'aide d'un dispositif tel que montré sur la Fig. 4. On voit que ces parties 25 augmentent avec la fréquence de manière que les aires des demi-ondes positives deviennent égales à celles des demi-ondes négatives.
Le glissement de la ligne des zéros compense exactement le premier glissement et la ligne des zéros finale occupe la position indiquée par la droite en pointillés 26.
La Fig. 5b montre une piste d'amplitudes inégales mais de fréquence constante. Le glissement de la ligne des zéros dé- pend aussi plus ou moins de l'amplitude, de sorte qu'aux grandes amplitudes, il faut couper une partie 25 relativement plus grande qu'aux petites amplitudes. La ligne des zéros glisse ici de nou- veau vers la droite en pointillés 26, qui occupe une position fixe.
En pratique, l'amplitude et la fréquence sont variables, et lors de inapplication du procédé conforme à l'invention, il est préférable de tenir compte de ces deux variations.