Dispositif sélecteur d'harmoniques. La présente invention a pour objet un dispositif sélecteur d'harmoniques destiné à un instrument de musique électrique, instru ment dans lequel des courants alternatifs com plexes à fréquence musicale sont transmis par l'intermédiaire d'un amplificateur à un récep teur sonore tel. qu'un haut-parleur.
Avant son entrée dans l'amplificateur, le courant alternatif complexe destiné à pro duire les sons dans le récepteur sonore, tra verse le dispositif sélecteur d'harmoniques, objet de l'invention qui modifie les compo santes du courant d'une fagon déterminée et réglable et permet ainsi d'obtenir, dans ledit récepteur, des sons ayant des timbres déter minés.
Ce dispositif sélecteur d'harmoniques est, caractérisé en ce qu'il comprend une chaîne de transformateurs court-circuitables, à vo lonté, couplés en série, pour agir sur la grille d'une lampe électronique reliée à l'amplifica teur et munis chacun de moyens pour trier, dans le courant qui les alimente, un harmo nique ou une bande de fréquence déterminée et pour en régler l'intensité à volonté. Par mise en court-circuit d'un ou de plusieurs des transformateurs, on peut obtenir, à volonté, à partir d'un même oscillateur, des sons de timbres différents.
Lorsque l'instrument de musique, équipé avec de tels sélecteurs, comprend plusieurs oscillateurs, ceux-ci peuvent être branchés chacun sur un de ces dispositifs sélecteurs tels que spécifié ci-dessus. On peut aussi associer plusieurs oscillateurs en parallèle ou en série à une seule et même chaîne de trans formateurs reliée à l'appareil récepteur, un dispositif commutateur permettant de bran cher, alternativement ou simultanément, les divers oscillateurs sur ladite chaîne sélective.
Le dispositif sélecteur d'harmoniques, ob jet de la présente invention, peut, en effet, agir aussi bien dans le cas où on lui appli que un seul courant alternatif que dans celui où on lui applique un ensemble de courants de fréquences diverses, de valeurs voisines ou distantes. Il convient, dans ce cas, de prévoir, sur les transformateurs, l'adjonction de cir cuits spéciaux atténuant ou éliminant les in terférences qui peuvent se produire lorsque plusieurs courants de fréquences voisines sont appliqués à ce dispositif.
Ce dispositif permet d'obtenir, à partir d'un courant alternatif simple, ou d'un ensem ble de courants alternatifs de fréquences di verses, des courants capables, après leur pas sage dans un amplificateur suivi d'un haut- parleur, de produire des sons analogues à ceux que l'on peut tirer d'un ou de plusieurs instruments de musique déterminés à l'avance, jouant ensemble ou suivant toutes combinai sons désirées.
C'est ainsi que l'on peut, entre autres applications, réaliser, grâce au dispositif sé lecteur objet de la présente invention, un orgue électrique comprenant, d'une part, un certain nombre d'oscillateurs d'une nature quelconque, commandés par un ou des cla viers, et, d'autre part, le dispositif sélecteur d'harmoniques tel que spécifié ci-dessus, et, enfin, un ou plusieurs amplificateurs suivis de haut-parleurs. Le dispositif sélecteur d'harmoniques est alors relié et commandé directement par des interrupteurs, ou con trôlé à distance par des contacteurs, chacun d'eux portant une indication relative à un jeu d'orgue déterminé.
En agissant sur ces inter rupteurs ou sur ces contacteurs comme sur les registres d'un orgue à tuyaux de construction classique, l'exécutant a la faculté de choisir le ou les jeux qu'il désire.
Ce dispositif sélecteur d'harmoniques per met. en outre, la réalisation d'instruments de musique nouveaux commandés par des cla viers ou par tout autre moyen. Les timbres de ces instruments pourront être nouveaux ou correspondre à ceux d'instruments connus.
Les courants à fréquence musicale peuvent être produits par des oscillateurs de nature quelconque, oscillateurs à lampes électroni ques, par exemple. Ils peuvent aussi provenir de la transformation en oscillations électri ques de sons provenant d'un instrument de musique quelconque. La présence du disposi tif sélecteur d'harmoniques permet alors de modifier ces sons et d'en régler, à volonté, le timbre et l'intensité.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemples, quelques formes d'exécution et d'utilisation du dispositif sélec teur d'harmoniques faisant l'objet de l'inven tion.
La fig. 1 est le schéma de principe d'un dispositif sélecteur d'harmoniques conforme à l'invention.
Les fig. 2a, 2b, 2 sont des exemples de construction d'un transformateur à circuit magnétique ouvert utilisé dans un dispositif sélecteur d'harmoniques conforme à l'inven tion.
La fig. 3 est un schéma de montage du transformateur des fig. 2a, 2b, 2 .
La fig. 4 est un autre exemple de cons truction d'un transformateur à circuit ma gnétique ouvert. La fig. 5 donne le schéma de montage du transformateur construit selon la fig. 4.
La fig. 6 est un exemple de construction de transformateur à circuit magnétique fermé. La fig. 7 montre une forme de montage des divers éléments d'un dispositif sélecteur sur un châssis unique.
La fig. 8 représente le schéma d'un trans formateur de dispositif sélecteur d'harmoni ques, dans lequel le circuit shuntant l'enrou lement relié à la grille de la lampe électroni que comprend plusieurs éléments de réglage pouvant, séparément, être mis en action ou hors d'action.
La fig. 9 est un autre exemple de schéma de transformateur, dans lequel le circuit prévu pour l'élimination des interférences est muni d'éléments de réglage.
La fig. 10 est un exemple de montage d'un dispositif sélecteur d'harmoniques, dans lequel la mise en action ou hors d'action, à volonté, d'un ou de plusieurs éléments de réglage du cir cuit de shuntage des enroulements de trans formateur liés à la grille de la lampe électro nique permet d'obtenir des timbres différents et variés.
La fig. 11 est un schéma de montage d'un appareil comprenant plusieurs oscillateurs associés chacun à un dispositif sélecteur d'har moniques.
Les fig. 12, 13 et 14 montrent des exem ples d'utilisation d'oscillateurs divers contrô lés par un dispositif sélecteur d'harmoniques conforme à l'invention.
La fig. 1 montre le schéma d'-Lui dispositif sélecteur d'harmoniques interposé- entre un oscillateur E. et un amplificateur monté de vant un récepteur sonore, un haut-parleur par exemple. Le dispositif sélecteur d'harmo niques comprend une chaîne de transforma teurs Tl, T, <I>...</I> Tn dont les enroulements se condaires I. sont couplés en série.
Chacun de ces transformateurs comprend sur un noyau de fer, soit ouvert, soit partiel lement ou complètement fermé, outre l'enrou lement h, un enroulement L; monté dans le circuit de l'oscillateur E, et un enroulement 1. indépendant, ayant pour rôle d'étouffer certaines composantes du courant et plus particulièrement d'atténuer on d'éliminer les interférences pouvant se produire lorsque plusieurs courants de fréquences voisines sont appliqués sur le dispositif.
Tous les enroulements I, sont, montés en série dans le circuit de l'oscillateur E,.
Tous les enroulements I, sont également montés en série, l'une de leurs extrémités étant mise à la terre et l'autre extrémité étant reliée à la grille g d'une lampe à trois élec trodes L" dont le courant de plaque est con duit à l'amplificateur A en partant par un condensateur de liaison K. Un courant haute tension est appliqué en passant par une résis tance r sur la connexion entre la plaque p de la lampe et le condensateur K.
Chaque enroulement 1, des divers trans formateurs comprend un circuit shunt s, s, ... s", dans lequel est monté un interrup teur x" x_ <I>...</I> x"; lorsque cet interrupteur est fermé, le transformateur correspondant est shunté et est ainsi mis hors d'action.
Des condensateurs, résistances, selfs, ou des combinaisons de ces éléments désignés par <I>c" d"</I> c.,, <I>d . ... c", d",</I> sont montés respective ment dans les circuits des enroulements I, et 1, de chaque transformateur pour modifier leurs caractéristiques et effectuer tout dosage désiré des harmoniques. En outre, la cathode de la lampe L, est mise à la masse par l'inter médiaire d'un ensemble résistance, condensa teur de polarisation R.
Les transformateurs Ti, T, <I>... T"</I> sont choisis avec des caractéristiques différentes et un rôle déterminé est attribué à chacun d'eux.
Les circuits respectifs de ces transforma teurs sont réglés de manière à obtenir le do sage désiré des harmoniques. Les enroule nients<I>1,</I> et L, sont accordés à l'aide des con densateurs, résistances et selfs désignés par c" c1" etc., et permettant de modifier les ca ractéristiques de ces enroulements pour ob tenir un dosage précis des harmoniques choi sis. On peut, en suivant cette voie jusqu'à l'extréme limite, accorder les circuits de fa- qon à supprimer tous les harmoniques, les fondamentales subsistant seules.
L'ensemble des enroulements de couplage I., montés en série présente, de préférence, une très faible impédance.
Ainsi qu'on l'a expliqué ci-dessus, par une commande impérative des interrupteurs x1, xz <I>...</I> x", on peut court-circuiter et par suite mettre hors d'action plusieurs des transfor mateurs choisis à volonté, ce qui permet d'éli miner les harmoniques auxquels chaque trans formateur ou groupe de transformateurs est conjugué.
En ce qui concerne la construction des transformateurs qui font partie de la chaîne sélective d'harmoniques, on peut employer, si multanément, dans la même chaîne, des trans formateurs à circuit magnétique ouvert, à circuit magnétique partiellement. fermé et à circuit magnétique totalement. fermé, la pro portion de ces divers transformateurs dans la chaîne sélective en question dépendant de la nature des timbres que l'on se propose d'ob tenir. Ces transformateurs sont, constitués, les uns par des tôles assemblées, les antres par un fer massif, les- autres, enfin, par d'autres matériaux magnétiques.
On utilise certains de ces transformateurs avec des enroulements à couplages magnétiques serrés et d'autres avec des enroulements à couplages magnétiques lâ elies selon les effets à obtenir.
Les fig. 2 ' à G montrent différents exem ples de construction de ces organes.
Dans les fig. 2a, 2", 2 , le tranformateur représenté est à circuit magnétique ouvert. Il. comprend un noyau 1 formé d'un paquet de tôles rectangulaires assemblées et sur lequel. sont montées deux carcasses B et C. La car casse B porte l'enroulement I , relié à l'oscil lateur et sur lequel est bobiné l'enroulement I., prévu pour réduire les interférences pro venant de fréquences indésirables. Les enrou lements<U>I.,</U> et 1..; sont ainsi couplés de faqon serrée, ce qui est favorable.
La. carcasse C porte l'enroulement I, qui est relié, d'une part, à la masse, d'autre part, à. la grille de la lampe à. trois électrodes placée avant l'am plificateur: cet. enroulement secondaire I, est. couplé de façon moins serrée que l'enroule ment 4 à l'enroulement primaire I-,, ce qui a été reconnu préférable.
Le montage électrique d'-Lui transforma teur est donné par la fig. 3, dans laquelle sont représentés: le noyau A, l'enroulement secon daire Ii lié, d'une part, à la grille de la lampe L" d'autre part, à la masse (ou plus généra lement inséré entre d'autres secondaires, d'au tres transformateurs sélecteurs reliés en sé rie entre la grille et la masse) ; le circuit shuntant l'enroulement I, et dans lequel sont montés l'interrupteur Xi et des éléments de contrôle cl;
l'enroulement h monté dans le circuit de l'oscillateur<B>E,;</B> l'enroulement I, dans le circuit duquel sont montés des élé ments de contrôle dl.
Dans la fig. 4, le transformateur repré senté est, comme dans le cas précédent, du type ouvert, mais il possède deux enroule. menu séparés, reliés en série à la grille de la lampe. Le noyau A est constitué par un assemblage de feuilles de tôle. La carcasse B, montée sur le noyau A, porte les enroule ments I, et I,. De part et d'autre de la car casse B sont montées, sur le noyau A, deux carcasses Ci et C= portant chacune un enrou lement I, et<B>Fi</B> de caractéristiques semblables ou différentes, selon le cas.
La fig. 5 donne le montage de ce transfor mateur. Les circuits si et s', shuntant les en roulements I, et Fi sont munis chacun d'un interrupteur X, et X', permettant successi vement la mise en action et hors d'action de l'enroulement correspondant; ils sont munis, en outre, d'éléments de contrôle ci et c', dif férents ou semblables. On a ainsi réalisé, en fait, nui ensemble pouvant remplacer, dans suie certaine mesure, un groupe de deux transformateurs de sélecteur dont les enrou lements liés à la grille sont en série.
La fig. 6 représente un transformateur du type à circuit magnétique fermé, dont le circuit magnétique A a la forme de deux E accolés par leurs branches. La carcasse B supportant les enroulements I, et I3 bobinés l'un sur l'antre et la carcasse supportant l'en- roulement Il sont montées côte à côte sur la branche centrale du circuit magnétique. Le schéma de montage électrique du transforma teur est semblable à celui donné par la fig. 3.
Lorsque le dispositif sélecteur d'harmoni ques fait partie d'un instrument de musique électrique, il est commode d'en grouper tous les éléments sur un même châssis.
La fig. 7 donne un exemple de réalisation. Les transformateurs sélecteurs T, et T2, cons tituant la chaîne spécifiée plus haut, sont fixés dans un châssis 1' monté, lui-même, sur un socle G.
Le transformateur T, est du type fermé et porte les bobines B, et Ci; le transforma teur TZ est -du type ouvert et porte les bobi nes B. et<B>CI.</B>
Les éléments de contrôle des enroulements sont contenus dans le socle G sur lequel est montée une lampe à électrodes multiples L.
A la partie supérieure du châssis, une bar rette en matière isolante H porte une série de bornes de connexion ci, c.,, <I>c;</I> ... c7, aux quelles sont respectivement raccordés les en roulements des bobines B" C" B2, C,, les élé ments de contrôle et la lampe L. Une prise de courant D permet le branchement du dispo sitif sélecteur, ainsi constitué, entre le géné rateur d'oscillations et l'amplificateur lié au haut-parleur. Un dispositif sélecteur, comme celui décrit, est, par exemple, prévu pour une bande de n notes successives; il est alors ré pété par un dispositif analogue pour les n notes suivantes, etc.
Un nombre convenable de tels dispositifs sélecteurs permet ainsi de couvrir le nombre d'octaves désiré.
La fig. 8 montre un schéma de montage des divers éléments de contrôle du circuit de grille d'un transformateur sélecteur. L'enrou lement I, du transformateur lié à la grille g de la lampe et à la masse est muni d'un cir cuit shunt dans lequel sont montés, en paral lèle, divers éléments de contrôle, soit:
un con densateur c" un condensateur c, de valeur différente du précédent, une self Z montée en série avec un condensateur c3, une résistance r:,, une résistance r, en série avec un conden sateur c.. Tous ces éléments sont reliés aux plots d'un commutateur tournant X, dont le dernier plot S est relié directement à la sor tie de l'enroulement Il.
Le balai mobile du commutateur X, est lié à l'entrée de l'enrou lement I,. En actionnant le commutateur, on met en action ou hors d'action, l'un des élé ments de contrôle et l'on modifie ainsi les ca ractéristiques de l'oscillation appliquée à la grille g; quand le balai est placé sur le plot S, le transformateur est court-circuité, donc hors d'action et aucune oscillation n'est. trans mise.
L'enroulement I3 destiné à éliminer les interférences ou les fréquences indésirables peut être muni, lui aussi, d'éléments de con trôle, réglables ou non, à volonté. Un exemple de schéma de montage est représenté par la fig. 9. Le circuit shunt de l'enroulement I3 du transformateur comprend un condensa teur c en série avec une résistance r. Le ré glage de la résistance r permet de modifier l'action de l'enroulement I3.
Il est à remarquer que, pour tous les trans formateurs sélecteurs de même rang, sur un même ensemble, il est souvent avantageux de commander simultanément, par le même moyen mécanique, toutes les résistances, telles que r dont ces transformateurs sont munis.
Les procédés de contrôle et de réglage ci dessus décrits donnent lieu à de multiples combinaisons. La variété des timbres, l'ampli tude de la gamme musicale contrôlée et la puissance d'émission sont avantageusement les plus grandes possibles, et un résultat favora ble est obtenu en choisissant judicieusement le nombre et les caractéristiques des transfor mateurs et des éléments de contrôle. Des dis positifs sélecteurs d'harmoniques, simples et satisfaisants, sont ainsi réalisables.
Un exemple de montage combiné est mon tré schématiquement sur la fig. 10, dans la quelle les transformateurs sélecteurs<I>T</I> et<I>T'</I> ont leurs enroulements secondaires I, <I>et</I> I', montés en série et reliés, d'une part, à la grille g de la lampe L, d'autre part, à la masse.
Le circuit shunt de l'enroulement I, est constitué par le montage, selon un schéma particulier, de condensateurs cl; c2, c3, d'une résistance r1, d'une self l et d'interrupteurs X1, X2, X2, X,, <I>X,.</I> De façon analogue, le cir cuit shunt de l'enroulement I', comprend les condensateurs c4, c,, la résistance r2, les inter rupteurs X e, X;, Xg.
On voit tout d'abord que si les interrup teurs sont fermés (sauf X,), les transforma teurs sont tous deux en court-circuit et au cune oscillation n'est transmise à la lampe L; le haut-parleur ne fournit aucun son.
Si les interrupteurs X2 et X, sont main tenus ouverts, la résistance r, est en circuit. On obtient un timbre doux (bourdon d'orgue).
Si X4 et X, sont ouverts, le condensateur <B><U>c..</U></B> est en circuit, le timbre devient plus corsé (flûte).
Si X. et<I>X,</I> sont ouverts, le condensateur c, est seul en circuit; il est choisi de façon telle que le timbre soit plus corsé que dans le cas précédent.
L'ouverture simultanée de X.; et<I>X,,</I> X, restant ouverte, donne un autre timbre de flûte et ainsi la manoeuvre combinée des deux interrupteurs X.; et X,, donne à l'oreille l'im pression de plusieurs jeux de flûte.
Si les interrupteurs<I>X,</I> et<I>X,</I> sont ouverts, l'enroulement I, n'étant shunté que par sa propre capacité, transmet les harmoniques de rang élevé (trompette).
Enfin, la fermeture de l'interrupteur X, modifie profondément le timbre obtenu par les manoeuvres qui viennent d'être exposées, de façon telle qu'on obtient alors celui d'ins truments de musique différents: hautbois, flûte octaviante, etc.
De façon analogue, les manceuvres combi nées des interrupteurs contrôlant le circuit de shunt et l'enroulement I', permettant d'ac croître la variété des timbres et la gamme du sélecteur. On peut, à l'aide du dispositif sé lecteur d'harmoniques qui vient d'être décrit, grouper sur un même récepteur sonore des appareils divers dans lesquels il est utile d'ef fectuer une sélection des harmoniques.
La fig. 11 représente un groupement de ce genre dans lequel on utilise plusieurs oscilla teurs El, E2 ... E" qui sont branchés chacun sur un dispositif sélecteur d'harmoniques Cl, CI ... C. respectivement. Ces dispositifs sélec teurs sont constitués chacun par une chaîne de transformateurs tels que représentés dans la fig. 1 et les secondaires de ces transfor mateurs attaquent la grille g, 92 ... 9n, res pectivement d'une lampe à trois électrodes.
Chacune des cathodes de ces lampes est mise à la masse par l'intermédiaire d'un ensem ble résistance, condensateur de polarisation R, et les circuits plaques de chacune de ces lam pes sont reliés chacun par l'intermédiaire d'un condensateur K, à l'entrée d'un amplifi cateur A attaquant l'appareil récepteur, tel que haut-parleur. Une source de haute ten sion HT alimente la plaque de chaque lampe en passant par une résistance r.
Le courant modulé arrivant à l'amplifica teur est ainsi constitué par l'ensemble des cou rants alternatifs produits dans les lampes Ll, LZ <I>...</I> Ln sous l'action modulatrice imprimée à la grille par le courant provenant des oscilla teurs après sélection des harmoniques dans les chaînes de transformateurs. Le nombre des transformateurs de chaque chaîne pouvant être choisi, à volonté, on se rend aisément compte qu'il est possible de pousser la sélection des harmoniques aussi loin qu'on le désire en éliminant ceux-ci dans toute la mesure désirée, pouvant aller jus qu'à leur exclusion complète, en ne laissant subsister que l'onde fondamentale.
A titre d'exemple, dans l'application prati que du dispositif décrit à la construction d'un orgue électrique, l'ensemble des contacteurs x1, x; <I>...</I> x. de toutes les chaînes de transfor mateurs sélecteurs d'harmoniques peut être relié selon toute combinaison désirée à des organes de commande, tels que registres per mettant à l'exécutant d'actionner, à volonté, ces contacteurs individuellement ou par grou pes divers.
De cette façon, il sera à même de mettre hors d'action, par exemple, tous les transformateurs TZ des diverses chaînes de sélection, ou au contraire les transformateurs TI, dans certaines chaînes, les transformateurs T, dans certaines autres, etc. Chacun des organes de commande tels que registres peut. recevoir une indication corres pondant à la sorte de son émis lorsqu'on actionne ces registres, par exemple jeu d'or gue classique, flûte, trompette, etc.
Le dispositif sélecteur d'harmoniques peut être utilisé à la suite d'oscillateurs électriques quelconques ou des reproducteurs électriques d'oscillations de quelque nature qu'elles soient.
Ainsi, la fig. 12 représente le branchement d'une suite de microphones 1111, D'In <I>...</I> 11'1n à un dispositif sélecteur S relié à un amplificateur A alimentant un haut-parteur <I>HP.</I>
On peut alors concevoir un instrument de musique fractionné en groupes d'un certain nombre de notes, chaque groupe agissant sur un des microphones utilisés, lequel est relié à -Lui dispositif sélecteur d'harmoniques et réa lisé pour s'accorder avec les notes choisies.
Dans la fig. 13, les oscillations sont trans mises au dispositif sélecteur S par une suite de lecteurs de vibrations<I>L, L,</I><B>...</B> L,,, etc., qui peuvent être électromagnétiques, électrodyna miques, piézoélectriques ou d'autres sortes.
Ainsi que le montre la fig. 14, les oscilla tions reçues peuvent aussi provenir de réso nateurs sonores sélectifs Rl, R2, ... R", etc., elles sont transformées en oscillations élec triques par des dispositifs T, T2, <I>...</I> T", puis transmises aux groupes accordés convenable ment du dispositif sélecteur d'harmoniques S. Un dispositif établi selon ces dernières condi tions et placé à côté d'un instrument de mu sique, modifie le son produit, dont le timbre et l'intensité peuvent être réglés à volonté.
Plus généralement, le dispositif est capa ble de modifier le timbre et le volume de toute émission sonore.
Il est bien évident que l'on pourrait rem placer les triodes par des pentodes ou toutes autres lampes électroniques de caractéristi ques et natures différentes, telles que lampes multiples, lampes à écran, etc.
De même, les transformateurs pourraient comprendre plus de trois enroulements, no tamment plusieurs enroulement indépendants modifiant leurs caractéristiques. Les chaînes de transformateurs pourraient aussi être com- posées de transformateurs présentant des ca ractéristiques différentes.