Dispositif électroacoustique. La présente invention a pour objet un dis positif électro-acoustique destiné à remplacer les cloches et carillons en tous lieux et dans toutes les applications possibles, notamment les cloches et carillons pour clochers, pour le théâtre, les concerts, la musique de films, etc.
Ce dispositif comporte au moins une verge en matière élastique fixée par l'une de ses ex trémités, l'autre extrémité restant libre, et dont le régime vibratoire est déterminé par sa forme et par la position du point où cette verge est soumise aux chocs qui provoquent. ses vibrations, les vibrations mécaniques ainsi engendrées étant transformées en courants électriques amplifiés par un amplificateur et envoyés à un système transformateur de vi brations électriques en vibrations acoustiques.
La mise en vibration de la verge peut être réalisée de diverses manières, de même que les vibrations de cette verge peuvent être utilisées de différentes façons pour produire le courant électrique modulé destiné à agir sur le ou les hauts-parleurs, la lecture de ces oscillations pouvant se faire par voie électromagnétique, électrodynamique, électrostatique, photoélec trique, etc.
Des sélecteurs d'harmoniques peuvent être combinés à ces systèmes de lecture, pour agir sur les courants électriques bruts produits, afin que le ou les hauts-parleurs émettent des sons rectifiés correspondant plus exactement à celui des cloches et carillons véritables que le dispositif électrique de l'invention est. destiné à remplacer.
Des formes d'exécution de l'objet. de l'in vention sont représentées, à titre d'exemples, sur le dessin annexé.
La fig. 1 est une vue en perspective sché matique d'un premier dispositif électro acoustique.
Les fig. 2, 3 et -1 représentent des exem ples de formes de verges vibrantes.
La fig. 5 est un schéma électrique d'une installation d'un dispositif, exemple d'exécu tion de l'objet de l'invention.
La fig. 6 représente une disposition de hauts-parleurs dans un clocher.
La fig. 7 est un schéma. expliquant une va riante permettant de modifier électrique ment la. sonorité d'un dispositif électroacous tique.
La fig. 8 représente un système photoélec trique de lecture et de transmission des vibra tions de la verge.
La fig. 9 représente un système électro statique de lecture.
La fig. 10 illustre un système électrody namique de lecture.
Suivant la fig. 1, une verge 1, à laquelle une courbure ou conformation désirée quel conque est donnée pour modifier sa sonorité, est. serrée, à une extrémité 2, dans un dis positif de serrage 3 comportant, par exemple, deux mâchoires 4, 5 serrées à l'aide d'une vis 6 et d'un écrou 7, l'autre extrémité 8 de la verge est entièrement libre. Un organe & frappe 9 est destiné à heurter la verge en 10. Dans une région 11, la verge vibrante 1 induit les vibra tions électriques dans un circuit comprenant une bobine 12 entourant un aimant 13. La bo bine 12 est reliée, par couplage 14,à un am plificateur 15 monté devant un haut-parleur 16.
Pour obtenir des sons de cloches de timbre voulu, la verge peut être recourbée ou con formée de diverses manières qui sont déter- minées par l'expérience et le calcul. La verge peut être façonnée depuis son point de fixa tion suivant une infinité de courbes, ce qui donne le moyen d'obtenir, à partir d'une même verge vibrante, une très grande quantité de sons différents pouvant être modifiés à vo lonté puisqu'il suffit de changer la forme de la verge pour faire varier son son. Un artiste peut ainsi créer et harmoniser tout son de cloches suivant son propre goût.
Le fonctionnement ressort de la descrip tion qui précède. En effet, lorsque, l'organe de frappe 9 heurte la verge 1 en 10, celle-ci vibre et ses oscillations induisent dans le circuit comprenant le bobinage 12, le couplage 14, l'amplificateur 15 et le haut-parleur 16 des oscillations électriques de même fréquence qui émettent par suite le son désiré.
Les fig. 2, 3 et 4 représentent trois exem ples de variantes de la forme donnée à la verge vibrante. Dans ces figures, on a tracé, pour plus de clarté, les coordonnées dans l'@es- pace OX, OY, <I>OZ,</I> afin de situer la verge par rapport au plan horizontal et au plan ver tical. En outre, on a représenté, en pointillé, les projections de ladite verge sur les plans OXZ et OXY.
La verge 17 de la fig. 2 est courbée de fa çon à former une boucle irrégulière 18. La verge 19 de la fig. 3 est simplement rabattue vers son point de fixation par une branche en porte-à-faux 20. La verge de 1a fig. 4 com porte trois parties rectilignes 21, 22, 23 for mant entre elles des angles obtus.
Ces formes ne sont d'ailleurs données qu'à titre d'exemples très généraux, car il est bien évident. que l'on peut utiliser une infinité de formes, courbures ou enchevêtrements phis ou moins compliqués suivant des plans divers.
De plus, les verges peuvent recevoir une section ronde, carrée, rectangulaire ou autre quelconque; elles peuvent être régulières ou irrégulières sur le cours de leur longueur. C'est ainsi que des verges pourraient avoir clés sections différentes à leurs extrémités et en diverses régions comprises entre ces extré mités. Les diverses dimensions, telles que lon gueur, section, etc., de la. verge peuvent aussi être quelconques.
Le point de frappe 10 et la région d'in duction 11 sont définis suivant le son de cloches obtenu et peuvent occuper des places différentes le long de la verge. L'accord de cette dernière s'obtient en modifiant princi palement ses dimensions (longueur et section) et au besoin par le jeu des courbures.
Suivant la fig. 5, on utilise un électro aimant comportant un paquet de tôles 24 en forme de E et une bobine 25. Une armature 26 est fixée par une attache souple à l'une de ses extrémités 27, par exemple au moyen d'une lame d'acier 28. Cette armature est maintenue relevée et appliquée contre une butée 29 par im ressort 30 attaché à l'une de ses extrémités à une tige 31 et à son autre ex trémité, en 32, à l'armature 26.
Une pièce courbe 33, fixée en 34 par une lamelle d'acier 35 à l'aide d'un vissage 36, est placée dans le prolongement de l'armature. La vis 36 maintient aussi un ressort 37 qui ap plique la pièce 33 contre l'extrémité libre re courbée 38 de l'armature 26.
La verge vibrante 39 est serrée par son extrémité 39' dans un dispositif comportant deux mâchoires 40, 41, serrées, par une vis 42 et un écrou 43. Un aimant droit 44 est place près de la verge en 45; cet aimant est entouré par une bobine 46.
L'enroulement 25 de l'électro-aimant 24 est. relié par des conducteurs 47 à une source d<B>e</B> courant 48 et un interrupteur 49 est. monté dans le circuit de cette dernière.
De son côté, la bobine 46 de l'aimant 44 est reliée à un transformateur 50 alimentant un amplificateur 51 relié au haut-parleur 52. Le dispositif fonctionne de la façon sui vante: En fermant l'interrupteur 49, l'électro aimant 24 attire l'armature 26 et son prolon gement 33. Lorsque cette armature arrive au contact de l'électro-aimant; 24, l'extrémité x du prolongement 33 vient se placer en x'; mais, par suite de l'impulsion donnée et de l'arti culation 34, cette extrémité dépasse le point x' et heurte la verge en 53, puis recule pour prendre la position x'. Quand on ouvre l'in terrupteur 49, x' revient en x et le cycle pré cédent peut recommencer.
Par conséquent, à chaque attraction de l'armature 26, le haut-parleur 52 émet un son. La fig. 6 montre la disposition, dans un clocher 54, de deux hauts-parleurs ou groupes de hauts-parleurs 55, 56 destinés à imiter les sonneries de cloches à la volée.
Ces deux hauts-parleurs ou groupes de hauts-parleurs sont fixés dans le clocher et sont reliés à un commutateur 57. Lorsque le contact 58 de ce commutateur touche le con tact 59, seul le haut-parleur 56 est branché. Lorsque le contact 58 touche à la fois les con tacts 59 et 60, les deux hauts-parleurs 55 et 56 sont branchés en parallèle. Enfin, lorsque le contact 58 touche le contact 60, seul le haut-parleur 55 est branché.
Pour faire sonner le dispositif décrit, on conjugue la manesuvre de l'interrupteur de frappe 49 de la fig. 5 avec celle du commu tateur 57 de la fig. 6, de fa.eon (lue, pendant le temps normal que mettrait une véritable cloche pour accomplir son oscillation, le cycle suivant se produise 10 58 touche 59 au moment où l'on ferme 49. 20 58 touche 59 et 60 alors que 49 est, ouvert. 30 58 touche 60; on ferme 49.
4e 58 touche 59 et 60; 49 est ouvert. Ensuite le cycle recommence, 58 touchant 59, puis 49 étant fermé, ete.
Le son est. en conséquence émis successive ment par le haut-parleur 56, puis par les hauts-parleurs 55, 56, par le haut-parleur 55, par les hauts-parleurs 55, 56, etc., ce qui donne l'illusion du balancement de la cloche. La conjugaison de l'interrupteur 49 et du commutateur 57 peut être réalisée par un jeu de contacts actionné par une même touche d'un clavier.
On a indiqué ci-dessus que le timbre peut être modifié simplement par la courbure ou conformation donnée à la verge et, dans ce cas, la bobine d'aimant 46 de la fig. 5 est di rectement reliée à l'entrée de l'amplificateur 51 en passant, par le transformateur 50.
Suivant une variante, le timbre peut être modifié par la conjugaison des courbures de la verge et de circuits-filtres ou de sélecteurs d'harmoniques. La fig. 7 représente un exem ple de réalisation de ce cas. La bobine 46 de l'aimant 44 de la fig. 5 est alors reliée à l'en trée 61 d'un sélecteur d'harmoniques compre nant une chaîne de transformateurs 62, 63, 64 dont les secondaires, branchés en série sur la grille 65 d'une lampe 66, peuvent être court- circuités individuellement à l'aide d'interrup teurs 67, 68, 69. Le jeu de ces interrupteur agit sur le timbre des vibrations transmises à. l'amplificateur 70 alimentant le haut-par leur 71.
On peut ainsi modifier électrique ment la sonorité du dispositif. Un potentio mètre 72 permet de commander la. puissance sonore de l'ensemble.
En plus des enroulements primaires des transformateurs 62, 63, 64, reliés en série aux bornes d'alimentation 61, le sélecteur d'har moniques comprend, d'une part, des enroule ments représentés à gauche, du même côté que les enroulements primaires et fermés sur des condensateurs et, d'autre part, des circuits re présentés à. droite et fermés, le premier sur un condensateur, le second sur un condensa teur et une bobine de self-induction et le troi sième sur une résistance.
Comme l'expérience l'a montré, les circuits de gauche, dénommés circuits absorbeurs, absorbent certains cou rants de fréquence indésirable qui nuisent à, la pureté du son; d'autre part, les deux pre miers circuits de droite permettent de faire ré sonner tel ou tel harmonique suivant la va leur du condensateur choisi et la self-induc tion propre des bobinages, tandis que la. résis tance, branchée aux bornes du secondaire du dernier transformateur, permet d'étouffer plus ou moins les courants, donc d'atténuer plus ou moins l'effet de ce dispositif sélecteur d'harmoniques.
On peut mettre en circuit, ou hors circuit, ces enroulements destinés à faire résonner tel ou tel harmonique en manaeu- vrant les interrupteurs 67, 68 @e:t 69.
Au lieu d'utiliser, pour recevoir les vibra tions de la verge dans la région 11 de la fig.1, par exemple, un aimant entouré d'une bobine, c'est-à-dire -an. système élecromagnétique, il est possible, sans sortir du cadre de l'inven tion, d'utiliser un système photoélectrique, électrostatique ou électrodynamique.
La fig. 8 montre l'exemple d'uin système photoélectrique. 73 est une source de lu mière, 74, 75 sont des lentilles, 76 est un cache opaque présentant une fenêtre 77; ce cache est disposé à faible distance au-dessus de 1a verge vibrante 78, immobilisée à l'une de ses extré mités en 79. 80 est une cellule photoélectrique reliée à un amplificateur 81 alimentant un haut-parleur 82. Les rayons lumineux issus de la source 73 viennent éclairer la fenêtre par tiellement dans la région 78' de la verge vi brante.
La cellule 80 reçoit ainsi une certaine quantité de lumière modulée par la vibration de la verge et envoie dans l'amplificateur un courant électrique modulé de façon corres pondante.
La fig. 9 montre un système électrosta tique dans lequel deux plaques 83, 84 sont placées à très faible distance de la verge 85 qui est reliée, en passant par une résistance 86, au pôle positif d'un générateur haute ten sion 87. La vibration de la verge engendre des variations de capacité entre les plaques 83, 84 et la verge 85. Le courant modulé corres pondant est transmis à l'amplificateur 88 ali mentant le haut-parleur 89.
La fig. 10 montre un système électrody namique dans lequel la région 90 de la verge 91 vibre entre les pôles d'un électro-aimant 92. Le courant engendré dans la partie x---4j de la verge est recueilli au- moyen de deux con nexions, l'une au point de fixation, l'autre en y; par un fil très souple, et il est transmis à l'amplificateur 93 alimentant le haut-parleur 94.
Dans les trois cas des fig. 8, 9, 10, i1 n'est pas nécessaire que la verge soit en métal magnétique.
Selon les cas, on peut monter d'après les indications données dans ce qui précède, un appareillage correspondant soit à, une seule cloche, soit à plusieurs cloches. Des carillons pourront, par exemple, être réalisés en grou pant un certain nombre de dispositifs à son de cloches accordés suivant une gamme dé terminée.
Les contacts des interrupteurs comman dant les électro-aimants de frappe sont avan tageusement disposés sous les touches d'un clavier, mais ils peuvent être montés de toute manière; ils peuvent, si on le désire, être ac tionnés par un mouvement réalisant une sonnerie automatique de cloches.
Des carillons de concerts pourront être réa lisés avec un ou plusieurs octaves de cloches commandés par un clavier. Une pédale ex pressive agit alors, par exemple, sur le poten tiomètre 72 de la fig. 7.
Les verges de ces carillons peuvent être courbées de telle manière que le son émis par l'appareil soit voisin de celui des carillons de cloches véritables ou différent, phis purs, par exemple rappelant le son du piano ou du cé lesta. Dans ces instruments, la frappe pour rait être commandée par le doigt de l'exécu tant au lieu d'être électrique. Par exemple, des sélecteurs d'harmoniques dont les courts-cir cuits sont actionnés par des registres peuvent. permettre des variations de-timbre au gré de l'exécutant.