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Perfectionnements aux dispositifs électro-acoustiques.
La présente invention concerne les dispositifs a - coustiques comportant des chambres électro-acoustiques de cou- plage du type consistant en une chambre de réverbération conte- 9nant-un haut-parleur ou un transducteur électro-acoustique équi- valent ( ci-après dénommé haut-parleur ) auquel on applique un signal électrique et qui propage un 'signal sonore correspondant à l'intérieur de la chambre, laquelle contient aussi un microphone ou un transducteur équivalent ( ci-après dénommé microphone). qui capte le signal sonore propagé par le haut-parleur et modifié par . les réflexions internes et les effets de réverbération à l'inté- rieur de la chambre et qui convertit le signal sonore modifié
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en un signal électrique de sortie.
De telles chambres de coupla- ge sont dénommées ci-après "chambres de couplage du type spéci- . fié". ',
Il est courant d'utiliser une chambre électro-acous- tique de réverbération simple pour modifier les qualités tonales d'un signal sonore introduit électriquement ou mécaniquement dans la chambre et capté ensuite à l'intérieur de la chambre par un ap- pareil comme un microphone, toute la chambre étant habituellement @ utilisée pour communiquer au signal un effet de réverbération ,prolongé et, si nécessaire, un effet.de tintement dans une certaine' . mesure, grâce aux réflexions internes de la chambre et à la nature ' des parois intérieures de cette chambre.
La présente invention se rapporte à certaines oombi- naisons nouvelles de chambres électro-acoustiques de couplage au , moyen desquelles on peut communiquer à volonté une grande divers!- té de modifications acoustiques différentes à un signal sonore qui peut être varié sous la commande directe d'un exécutant ou d'un o- pérateur, cette commande permettant, en particulier, de communiquer au signal ce que l'on peut nommer "un effet d'espace" de faon qu'un son produit dans un petit local ou une enceinte de dimensions réduites puisse être coloré de manière à donner à l'auditeur l'im- pression que ce son a été produit dans une salle de très grandes dimensions,par exemple dans une cathédrale.
La présente invention peut être appliquée à toute source sonore, que ce soit un orchestre, une voix ou toute .autre source, mais elle convient spécialement aux générateurs de sons synthétiques comme des orgues électroniques.
D'autres applications importantes de l'invention con- sistent è,communiquer un effet de réverbération aux chants d'un choeur et à corriger les'caractéristiques acoustiques d'une salle
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en réglant les effets d'espace de cette salle sans provoquer des échos inadmissibles ; par exemple, un mauvais effet acoustique dans une salle donnée peut être entièrement modifié en supprimant d'abord, à l'aide de matières absorbantes, toutes les qualités acoustiques existantes de la salle de façon que cette salle soit réellement "morte" et sans réaction, et en communiquant ensuite synthétiquement les effets acoustiques requis au moyen de la pré- sente invention à un signal sonore produit dans la salle à l'ef- fet de diffuser le signal modifié à l'intérieur aussi bien qu'à l'extérieur de la salle.
Le résultat obtenu est entièrement in- sensible aux variations provenant de l'effet d'absorption exercé par l'auditoire lui-même. L'invention procure un appareil simple et réellement économique au moyen duquel on peut, par exemple, mo- difier le débit d'un orgue électronique relativement bon marché sur lequel on joue dans un petit local ou dans une salle de dimen- sions réduites,de manière à obtenir les effets et la beauté du son d'un grand orgue coûtant plusieurs millions de francs et installé dans une enceinte de grandes dimensions comme une cathédrale.
Un dispositif électro-acoustique selon la présente invention comprend, en combinaison, au moins deux chambres électro- acoustiquesde couplage du type spécifié qui sont électriquement reliées en série, au moins une partie du signal électrique de sor- tie du microphone d'une chambre,dénommée la première chambre,étant appliquée au haut-parleur de la deuxième chambre en tant que signal électrique d'entrée de second étage.
Le dispositif peut comprendre une source de signaux électriques d'où un signal électrique d'entrée de premier étage est appliqué au haut-parleur se trouvant dans la première chambre, et un circuit électrique de.contournement reliant la source à l'en- trée de la seconde chambre. et agencé de manière à appliquer au
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haut-parleur se trouvant dans, la seconde chambre, en contournant..
! la première chambre et en plus du signal d'entrée de second étage provenant de 'la sortie du microphone se trouvant dans la première chambre, un signal électrique de contournement correspon- ' dant au signal de la source,,
De préférence, on prévoit une commande de gain servant, à régler les proportions relatives de signal de contournement et de signal d'entrée de second étage qui sont appliqués comme entrée mélangée au haut-parleur se trouvant dans la seconde chamj- bre.
L'alimentation sonore successive des deux cham- bres due au fait que ces deux chambres se trouvent en série, a pour..effet d'introduire des retards cumulatifs entre le signal de source et le signal de sortie de la seconde chambre. Lorsque la source sonore consiste en un instrument à clavier, par exemple le clavier d'un orgue électronique, ces retards cumulatifs se font sentir dans le "toucher" du clavier en ce sens qu'il y a un re- tard entre le moment où la touche est enfoncée et le moment où le son sort de la seconde chambre, ceci produisant un effet musical important consistant à assouplir "l'attaque",
ce phénomène venant s'ajouter à la coloration ou moiification sonore du signal audible produit par les chambres de couplage elles-mêmes. La pré- sence de ce circuit de contournement permet de mettre à la dispo- sition de l'instrumentiste une maîtrise supplémentaire de la colo- ration du son et de "l'attaque".
Dans une forme- d'exécution préférée de la présente in- vention, le dispositif comprend une troisième chambre électro-acous- tique de couplage du type spécifié qui est électriquement reliée en série avec la deuxième chambre tandis qu'une partie au moins du signal électrique de sortie de la seconde chambre est appliquée,
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comme signal électrique d'entrée de troisième étage, au haut-par- leur se trouvant dans la troisième chambre.
De préférence, le circuit.de contournement est relié à l'entrée électrique de la troisième chambre et est organisé de façon à y appliquer un signal de contournement correspondant au signal original provenant de la source et contournant la première et la deuxième chambre, ce signal venant s'ajouter à l'entrée de troisième étage provenant de la sortie de la deuxième chambre.
On prévoit, de'préférence, une commande de gain pour régler les pro- portions relatives du signal de contournement et du signal d'entrée de troisième étage qui sont appliqués, sous la forme d'une entrée mélangée, au haut-parleur se trouvant dans la troisième chambre,
Les chambres de rouplage peuvent.être pourvues chacu- ne de haut-parlears extérieurs associés et de moyens pour appliquer à chaque haut-parleur extérieur un signal d'entrée provenant direc- tement de la sortie électrique de la chambre correspondante. Il peut aussi y avoir un haut-parleur extérieur supplémentaire dont l'entrée provie':.t directement de la source, ceci indépendamment des différentes chambres.
Tous ces haut-parleurs extérieurs peu- vent être disposé? dans une salle commune ou dans une zone commune en dehors de la salle.
En choisissant et'en réglant de façon appropriée les diverses commandes de gain ou autres commandes servant à régler les entrées et les sorties des chambres de couplage et du circuit de contournement, on peut faire fonctionner le dispositif suivant une grande variété de combinaisons parallèles et série différentes des chambres de couplage. C'est cette combinaison de signaux sonores provenant tous d'une source commune et produits en substance si- multanément sous différentes formes modifiées constituant les sor- ties des diverses chambres combinées de façon variée,qui produit
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un complexe sonore des plus agréables et permet d'atteindre des résultats qui sont très supérieurs à l'effet obtenu avec une seu- le chambre acoustique de couplage.
Selon.une autre particularité de la présente invention, les parois des diverses chambres de couplage ou'au moins la majeure , partie de ces parois peuvent être construites ou garnies de dif- férerites matières ayant des propriétés'acoustiques différentes.
Au moins une des chambres de couplage peut être entiè- :rement ou en majeure partie bétonnée. Par exemple, une telle chambre peut comprendre une ou plusieurs parties tubulaires pré- fabriquées en des tuyaux de béton, les deux extrémités de la cham-, bre étant fermées par deux parois d'extrémité* Des tuyaux d'égout en béton ordinaires de forme cylindrique ou ovale conviennent admirablement à cet effet et constituent un moyen très économique pour construire facilement une grande chambre en béton pouvant avoir:., deux ou trois mètres de diamètre .et une longueur axiale de huit mètres.La paroi latérale de la chambre peut être constituée par plusieurs tuyaux préfabriqués de ce genre ayant chacun une longueur axiale de 30 centimètres ou de 1,20 m.
.et mis bout,à bout dans le sens de la longueur. La demanderesse a constaté que l'utilisation d'une matière dure mais poreuse com- me le béton pour la construction d'une chambre acoustique de cou- plage permet d'obtenir une coloration où-modification sonore ex- cellente du signal audible, avec une attaque franche, mais sans tintement exagéré , et l'utilisation, dans le dispositif,d'une grande chambre de couplage construite en béton comme première chambre de couplage de la combinaison série procure un effet ."d'espace" d'une grande beauté que l'on ne trouve que dans les ca- 'thédrales ,et d'autres enceintes de dimensions très vastes.
Une autre des chambres peut consister en un réservoir
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en acier.
Dans une autre forme d'exécution préférée de l'in- vention, la'première chambre de couplage consiste en une enceinte . composée de plusieurs sections annulaires de tuyaux préfabriqués en , béton mises. bout à bout, les extrémités de l'enceinte étant fer- mées'par des parois d'extrémité en métal ou en béton; tandis que la deuxième chambre-de couplage consiste en un réservoir en tôle -d'acier,cylindrique ou de section ovale ayant des dimensions pra- -tiquement semblables à celles de la première chambre, la troisième chambre de couplage consistant en un réservoir en acier dont les dimensions sont notablement plus petites que celles de la deuxié- me chambre.
Une partie importante de la paroi intérieure de la . troisième chambre en acier peut être garnie d'une matière absorbant le son, par exemple du béton de briquaillons tendre et pg- reux recouvrant les parois aux deux extrémités, ceci,afin de dimi- nuer le temps de réverbération de la troisième chambre.
La présente invention peut être mise en pratique de ' diverses façons, mais une forme d'exécution déterminée est décrite ci-après, à titre d'exemple seulement, avec référence au dessin an- nexé qui est un schéma synoptique d'un dispositif électre-acousti- que comprenant un ensemble de trois chambres de couplage.
La forme d'exécution représentée est.un dispositif acoustique destiné principalement à un orgue électronique dont le ..clavier comprend un générateur électronique de sons dont la sortie constitue la source de signal du disposif acoustique. Si on le désire,cependant, le dispositif acoustique représenté peut être utilisé avec toute autre source de signal comme un microphone ou un magnétophone.
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Comme le dessin le montre, le dispositif acoustique comprend trois chambres électro-acoustiques de couplage différentes' C1, C2 et C3 reliées entre elles par un circuit approprié et pou- , vant recevoir de différentes façons des signaux d'entrée dérivés du signal original produit par le clavier de l'orgue ou une autre ' source que l'on dénommera ci-après la source de signal.
La pre- mière chambre de couplage Cl consiste en une chambre en béton se domposant de plusieurs sections tubulaires préfabriquées de tuyaux , d'égout en béton ayant une section circulaire, elliptique ou ova- le et mises bout à bout de manière à constituer une enceinte cylindrique d'une longueur d'environ huit mètres et d'un diamètre d'environ deux mètres, les extrémités de la chambre ainsi cons- truite étant fermées par deux parois d'extrémité en mé-
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<; tal ou en béton ayant chacune une épaisseur de trente cm. et ayant une forme bombée vers l'intérieur ou profilée conformément à des principes acoustiques connus de manière à empêcher la for- mation d'ondes stationnaires à l'intérieur de la chambre.
Un, haut-parleur 10 est monté à l'intérieur de la chambre C1 près .d'une extrémité'et un ou plusieurs microphones 11 sont montés à des endroits appropriés (réglables de préférence) près de l'autre , extrémité de la chambre. La deuxième chambre électro-acoustique de couplage C2 consiste en un réservoir en tôle d'acier de forme cy- lindrique ou ovale ayant des dimensions pratiquement .semblables à celles de la chambre en béton Cl et contenant aussi un haut- parleur 10 e't un ou plusieurs microphones 11,comme dans la chambre CI* La troisième chambre de couplage C3 consiste aussi en un réservoir en acier dont les dimensions sont cependant considé- rablement moindres que celles du réservoir C2 ;
cettetroisième chambre a'une longueur d'environ six mètres et un diamètre d'en- viron 1,20 m, A chaque extrémité,-la paroi de la chambre est
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garnie de béton de briquaillons tendre et poreux, d'une é- paisseur de 30 cm, constituant une matière absorbant le son de façon excellente. Ces matelas d'extrémité absorbant le son di- minuent le temps de réverbération de la troisième chambre très considérablement et suppriment ainsi tout,effet de tintement dans la troisième chambre C3. Cette chambre C3 contient à nouveau un haut-parleur 10 et un ou plusieurs microphones 11,comme pré- cédemment.
Le signal de source provenant du générateur de sons de'l'orgue électronique,ou de toute autre source,est appliqué à l'entrée 1 du dispositif de la figure 1, une partie du signal d'entrée étant envoyée, par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance A1, à l'entrée de la première chambre de couplage Cl, puissance chambre couplage c'est-à-dire à son haut-parleur 10. La sortie de la chambre Cl, c'est-à-dire la sortie du microphone 11, est amplifiée dans un pré-amplificateur P1 et une partie de la sortie du pré-amplifica- teur Pl est appliquée, par l'intermédiaire d'une commande de gain
Gl et d'un amplificateur de puissance A2, à un premier haut-par- .leur de sortie extérieur S1 associé à la chambre Cl.
Le reste de la sortie du pré-amplificateur P1 est envoyé, par l'intermé- diaire d'une deuxième commande de gain G2, à un amplificateur de puissance A3 dont la sortie est appliquée au haut-parleur d'en- trée 10 de la deuxième chambre de couplage C2, établissant ainsi .une liaison série entre les chambres Cl et C2.
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En outre, une partie du signal de source appliqué à centrée I est envoyé, par l'intermédiaire d'une ligne de contour- nement 12 et d'une dérivation 13 partant de cette ligne 12, à une commande de gain G3 allant à l'entrée de l'amplificateur A3, de sorte qu'une partie du signal de source peut être appliquée à l'entrée de la deuxième chambre C2 pour être mélangée à la partie
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,de la sortie de la première chambre C1 appliquée à A3 par l'inter- médiaire de la commande de gain G2.
En réglant les trois com- mandes de gain 01, 02 et 03, il est possible de faire varier la part du signal de sortie de la première chambre Cl qui est appli- quée comme sortie directe "acoustiquement modifiés" au haut-par-, leur extérieur SI ainsi que les parts relatives de la sortie res- tante de la première chambre Cl et du signal de source provenant . de I qui sont appliquées comme entrée mélangée, via l'ampli- ficateur de puissance A3, à la deuxième chambre C2.
La sortie du microphone 11 de la deuxième chambre C2 est appliquée à un pré-amplificateur P2, une partie de la sortie de ce pré-amplificateur étant envoyée, par l'intermédiaire d'une commande de gain G4 et d'un amplificateur de puissance A4, à un deuxième haut-parleur extérieur S2 qui diffuse ce signal dans la . salle en même temps que la sortie du haut-parleur extérieur si*
La part restante de la sortie du pré-amplificateur P2 est envoyée, par l'intermédiaire d'une commande de gain G5, à l'entrée d'un amplificateur de puissance A5.
Une autre entrée de l'amplificateur de puissance A5 est constituée par une partie du signal de source appliqué à l'en- trée I que l'on envoie,par l'intermédiaire de la ligne de con- tournement 12 et d'une commande de gain G6 à l'amplificateur A5.
Les sorties des commandes de gain G5 et G6 sont mélangées et am- plifiées dans l'amplificateur de puissance A5 pour être appliquées au haut-parleur d'entrée 10 de la troisième chambre de couplage
C3. La sortie du microphone 11 se trouvant dans la chambre C3 est appliquée, par l'intermédiaire d'un pré-amplificateur P3 et, d'une commande de gain G7, à un amplificateur de puissance A6 dont la.sortie,est directement appliquée à un troisième haut-parleur extérieur S3. Les sorties combinées des trois haut-parleurs exté-
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rieurs $le S2 et S3 sont diffusées dans la salle en tant que sortie acoustique du dispositif.
De préférence, chacun des haut-parleurs extérieurs S1, S2 et S3 est constitué par un ensemble de deux ou plusieurs. haut-parleurs reliés entre eux par des jonctions conventionnelles et montés dans une enceinte appropriée.
Si celà est nécessaire, une partie du signal de sour- ce appliquée à l'entrée I peut être amplifiée séparément et être appliquée, par l'intermédiaire d'un amplificateur A7, à un qua- trième haut-parleur extérieur S4 via une commande de gain G8, sans qu'aucune modification n'ait été introduite par les chambres de couplage, ce signal supplémentaire venant s'ajouter aux sorties "acoustiquement modifiées" des trois haut-parleurs extérieurs S1,
S2, S3.
On peut donc constater qu'en réglant de façon appro- prés les commandes de gain G1 à G7, il est possible non seulement de faire varier la part de débit de chaque chambre de couplage ap- pliquée directement à son haut-parleur extérieur associé S1, S2 ou S3 et de régler l'équilibre entre les débits de ces haut-par- leurs, mais aussi de régler la part de débit de chacune des deux premières chambres qui est appliquée à la chambre suivante ainsi que la part de signal de source ayant contourné les chambres et mélangée avec ces débits pour être injectée à l'entrée de la chambre suivante.
En réglant de façon appropriée ces sept com- mandes de gain, il est possible'd'obtenir une gamme très variée d'effets acoustiques différents, à la suite de différentes combi- naisons de.connexions série et parallèle des trois chambres de couplage-et des variations résultantes dans les débits des trois 'haut-parleurs extérieurs S1 à S3. o
Les amplificateurs de puissance Al à A6 sont de cons-
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truction classique et ne comportentni commande de tonalité ni commande de volume, chaque amplificateur étant alimenté en courant " alternatif sous une tension de 250 volts et ayant une puissance de sortie d'environ 20 watts sur une impédance de 15 ohms. Tous-,, les amplificateurs Al à A6 sont identiques dans la forme d'exécu- tion considérée, quoique ceci ne soit pas indispensable.
Ces am- plificateurs de puissance ne seront pas décrits plus en détail,
Les pré-amplificateurs P1, P2 et P3 sont aussi de construction ' il tout à fait-classique, leur rôle étant d'amplifier chacun le si- ' gnal provenant du microphone 11 de la chambre correspondante et d'appliquer ce signal, sous une faible mpédance,.à l'étage de]>",, commande de gain qui suit.
On comprendra que bien qu'une forme d'exécution détermi- née de l'invention ait été décrite et représentée dans laquelle le signal d'entrée est dérivé d'un orgue électrique, toute autre forme de musique ou tout autre signal d'entrée peut être appliqué à l'entrée 1 du dispositif, par exemple un signal enregistré sur bande ou sur disque que l'on reproduit ou encore une capta- tion directe par microphone, et ce signal d'entrée sera alors mo- difié de façon appropriée et enrichi par les chambres de couplage
Cl à C3 avant d'être diffusé par les crois haut-parleurs extérieurs) .SI à S3 qui débitent la sortie "acoustiquement modifiée".
La caractéristique importante de l'invention telle qu'elle a été décrite ci-avant réside en ce qu'il est possible d'apporter un enrichissement acoustique à une gamme étendue de , ' signaux d'entrée, cet enrichissement pouvant communiquer à des sons.produits dans un bâtiment n'ayant pas ou peu de réverbéra- tion par lui-même, un "effet d'espace" plaisant que l'on peut fa- cilement régler et faire varier à volonté.
Dans son application' à un orgue par exemple, l'invention peut enrichir les sons pro-
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duits par,un simple orgue¯électronique au point de donner l'im- pression que l'on joue de l'orgue dans une enceinte de dimensions vastes,ayant des caractéristiques de réverbération réglables dans de larges proportions. ,
Une autre caractéristique du dispositif de la pré- sente invention qui est de grande importantce du point de vue musi- cal, réside en ce qu'on peut faire varier "l'attaque" acoustique, c'est-à-dire le retard entre le moment'où on enfonce une touche du clavier pour jouer une note et le moment où le son débité par les haut-parleurs extérieurs SI à S4 atteint sa pleine puissance ;
ceci est obtenu en faisant usage de différentes combinaisons de propor- tions entre le signal directement reproduit de la composante de signal et les composantes de signal dérivées des connexions série et parallèles des chambres de couplage, ceci sans devoir rendre plus complexes les claviers de l'orgue.
-Talle qu'elle est décrite'et donnée à titre d'exemple dans la forme d'exécution déterminée représentée, l'invention procure la possibilité de produire un son musical de la plus gran- de beauté et de la plus grande pureté tonale en partant d'un si- gnal dérivé d'un clavier d'orgue électronique ordinaire ou d'un autre instrument simple sur lequel on joue dans un petit local- ou une salle de petite dimension, ainsi que d'ajouter à ce son mù- sical produit un effet "d'espace" tel que le champ sonore attei- gnant les auditeurs simule et souffre la comparaison avec le champ sonore produit par un grand orgue coûtant plusieurs millions de francs et installé dans une grande cathédrale.
En outre, com- me les chambres acoustiques de couplage peuvent-être montées sur des wagons ou des remorques de façon à être transportées, l'appa- reil de l'invention peut être'momentanément installé dans un pe- tit local quelconque en vue d'un récital où d'une série de récitals
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au moyen d'un orgue électronique existant, les chambres de coupla- ge en forme de réservoir montées sur véhicule pouvant se trouver :;
à l'extérieur du bâtiment.' D'autre part, une petite salle ou une petite église peut être pourvue d'une installation permanente,, les chambrer étant disposées en un ehdroit approprié à l'extérieur de la salle; à une courte distance de celle-ci. Afin d'éviter / ' que des effets sonores étrangers puissent se mêler au son produit,- par exemple par les bruits de roulage ou d'avions, il est souhai- table, dans le cas d'une installation permanente d'enterrer les chambres de couplage ou bien de les isoler, par exemple en les logeait à l'intérieur d'un bâtiment..
REVENDICATIONS.
1. Dispositif électro-acoustique comprenant la combinaison d'au moins deux chambrés électro-acoustiques de couplage du type spécifié qui sont électriquement reliées en série, au moins une partie du signal électrique de sortie du microphone d'une chambre, ci-après dénommée première chambre, étant appliquée au haut-parleur de la deuxième chambre en tant.. que si gnal électrique d'entrée de deuxième étage.