Dispositif électroacoustique de modification d'un signal La présente invention a pour objet un dispositif électroacoustique de modification d'un signal, compre nant une chambre de couplage électroacoustique, pour vue d'un premier transducteur destiné à convertir un signal électrique d'entrée, en un signal acoustique et d'un second transducteur destiné à convertir le signal acous tique modifié par la chambre en un signal électrique de sortie.
L'emploi d'une chambre de couplage électroacous tique, par exemple de réverbération, est bien connu pour modifier la tonalité d'un signal acoustique introduit électriquement ou mécaniquement dans la chambre et capté dans celle-ci à l'aide d'un microphone, par exem ple, la chambre servant généralement à imposer un effet de réverbération prolongée au signal et, au besoin, un certain effet de tintement, par suite de réflexion à l'in térieur de la chambre et de la nature des surfaces inter nes de celle-ci.
La présente invention a pour but de permettre d'ef fectuer une plus grande variété de modifications, par exemple à volonté, d'un signal sonore. Ces modifications peuvent par exemple être commandées par un acteur ou un opérateur, en permettant d'obtenir un signal pré sentant un effet d'espace, de sorte que la tonalité d'un son produit dans un petit local peut être telle que l'au diteur ait l'impression de se trouver dans un très vaste local, une cathédrale par exemple.
Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une seconde chambre de couplage électroacoustique dont le signal électrique d'entrée est constitué, au moins en partie, par le signal de sortie de la première chambre.
Le dispositif peut être employé avec n'importe quelle source sonore orchestrale, vocale ou autre, mais elle est surtout applicable à des générateurs de sons synthé tiques, tels que des harmoniums électroniques.
Une forme d'exécution du dispositif peut être utilisée pour imposer un effet de réverbération à un choeur, ainsi que pour corriger l'acoustique d'une salle, en y ajustant les effets d'espace sans produire d'échos gê nants; par exemple, une mauvaise acoustique d'une salle donnée peut être complètement modifiée en sup primant tout d'abord, par des matériaux absorbants, toutes les qualités acoustiques de la salle, de sorte que celle-ci soit complètement insonorisée, puis en imposant synthétiquement les effets acoustiques requis, à l'aide du dispositif, sur un signal sonore produit dans la salle et en transmettant le signal modifié dans la salle et/ou hors de celle-ci.
L'effet résultant n'est pas modifié par l'absorption de l'auditoire. Le dispositif est simple et peu coûteux, permettant par exemple de modifier la sonorité d'un harmonium électronique relativement bon marché joué dans un petit local ou une petite salle, de façon à produire l'effet et la beauté sonore d'un grand orgue, coûtant plusieurs milliers de francs et installé dans une cathédrale, par exemple.
La figure unique du dessin représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution du dispositif.
Cette forme d'exécution est constituée par un dispo sitif destiné principalement à être employé avec un har monium électronique, dont la console comprend un gé nérateur électronique de sons, qui constitue la source de signaux pour le dispositif électroacoustique. Le dis positif électroacoustique représenté peut toutefois être égaiement utilisé avec n'importe quelle autre source de signaux, par exemple un microphone ou un électro phone.
Le dispositif électroacoustique représenté comprend trois chambres de couplage électroacoustiques diffé rentes Cl, C2 et C3, interconnectées par un circuit et pouvant recevoir des signaux d'entrée produits de di verses manières, à partir des signaux sonores émis par l'harmonium ou par une autre source, et appelés ci- après signaux sonores d'origine.
La première chambre de couplage<B>Cl</B> comprend une chambre en béton cons- tiuée par des tuyaux de drainage en béton, de 0,30 ou 1,20 mètre de longueur, de section circulaire, elliptique ou ovale, placés bout à bout pour former une chambre cylindrique d'environ 7,5 mètres de long et de 2 mètres de diamètre, les extrémités de la chambre étant fermées par des parois en métal ou en béton, chacune de 30 cen timètres d'épaisseur, leur face intérieure présentant une forme en dôme ou autre, basée sur des principes d'acoustique connus, afin de réduire la formation d'on des stationnaires dans la chambre.
Un haut-parleur 10 est monté dans la chambre Cl près de l'une des extré mités et un ou plusieurs microphones 11 sont montés (en positions de préférence ajustables) près de l'autre extrémité de la chambre. La deuxième chambre acous tique C2 comprend une enceinte en tôle d'acier cylin drique ou ovale, de dimensions analogues à celles de la chambre en béton Cl, et est également pourvue d'un haut- parleur interne 10 et d'un ou de plusieurs micro phones 11.
La troisième chambre de couplage C3 com prend également une enceinte en acier, mais de dimen sions nettement plus petites que celles de la chambre C2, sa longueur étant d'environ 6 mètres et son diamètre de 1,20 mètre; elle est remplie à chaque extrémité d'une épaisseur de 30 centimètres de blocaille de briques de béton poreux et tendre, qui constitue un excellent maté riau absorbant le bruit. Ces couches absorbantes rédui sent considérablement la période de réverbération de la troisième enceinte, ce qui supprime tout effet de tinte ment dans cette chambre, qui est pourvue d'un haut- parleur interne 10 et d'un ou de plusieurs micro phones 11.
Le signal d'origine provenant du générateur de sons de l'harmonium électronique ou d'une autre source so nore, est fourni en I, comme signal d'entrée du disposi tif électroacoustique, une partie de ce signal d'entrée parvenant par l'intermédiaire d'un amplificateur de puis sance A1 au haut-parleur 10 de la première chambre de couplage Cl.
Le signal de sortie du microphone 11 de cette chambre est amplifié par un préamplificateur Pl et une partie du signal de celui-ci est appliquée, par l'intermédiaire d'un atténuateur Gl et d'un amplifica teur de puissance A2, à un premier haut-parleur exté rieur S1 associé à la chambre Cl. Le reste du signal de sortie du préamplificateur Pl est appliqué, par l'in termédiaire d'un second atténuateur G2, à un amplifi cateur de puissance A3, dont la sortie alimente le haut- parleur interne 10 de la deuxième chambre de couplage C2, ce qui établit une connexion en série entre les cham bres Cl et C2.
En outre, une partie du signal d'origine fourni à l'entrée I est appliquée, par une ligne de dérivation 12, une connexion 13 et un atténuateur G3, à l'entrée de l'amplificateur A3, de sorte qu'une partie du signal d'origine peut être appliquée à l'entrée de la deuxième chambre C2, en étant mélangée avec la partie du signal de sortie de la première chambre Cl fournie à A3 par l'intermédiaire de l'atténuateur G2.
En ajustant les trois atténuateurs Gl, G2 et G3, on peut régler la proportion du signal de sortie de la première chambre Cl, qui est fournie directement, sous forme acoustique, au haut- parleur extérieur S1, et les proportions relatives du si gnal de sortie résiduel de la première chambre Cl et du signal d'origine provenant de I, qui mélangés sont four nis, comme signal d'entrée, à la deuxième chambre C2, ceci par l'intermédiaire de l'amplificateur de puis sance A3.
Le signal de sortie du microphone 11 de la deuxième chambre C2 est appliqué à un préamplificateur P2, dont une partie du signal de sortie est appliquée, par l'inter médiaire d'un atténuateur G4 et d'un amplificateur de puissance A4, à un deuxième haut-parleur extérieur S2 qui la transmet dans la salle, en même temps que le signal de sortie du haut-parleur extérieur S1. Le reste du signal de sortie du préamplificateur P2 est appliqué, par l'intermédiaire d'un atténuateur G5, à l'entrée d'un amplificateur de puissance A5.
L'amplificateur de puissance A5 reçoit également une composante du signal d'origine à l'entrée I, com posante qui provient de la ligne 12 et d'un atténuateur G6. Les signaux de sortie des atténuateurs G5 et G6 sont mélangés et amplifiés par l'amplificateur de puis sance A5 et appliqués au haut-parleur 10 de la troi sième chambre de couplage C3. Le signal de sortie du microphone 11 de cette chambre est appliqué, par l'in termédiaire d'un préamplificateur P3 et d'un atténua- teur G7, à un amplificateur de puissance A6, dont la sortie alimente directement un troisième haut-parleur extérieur S3.
Les signaux de sortie combinés des trois haut-parleurs extérieurs S1, S2 et S3 sont transmis dans la salle comme signal acoustique de sortie du dispositif.
Chacun des haut-parleurs extérieurs S1, S2 et S3 comprend, de préférence, un assemblage de deux unités ou plus, interconnectées par des unités de croisement, de la manière habituelle et montées dans un baffle appro prié.
Au besoin, une partie du signal d'origine appliqué à l'entrée I peut être amplifiée séparément par un ampli ficateur A7 et appliquée directement à un quatrième haut- parleur extérieur S4, par l'intermédiaire d'un atténua- teur G8, sans modification par les chambres de cou plages, ceci pour compléter les signaux de sortie des trois haut-parleurs extérieurs.
Ainsi donc, par un ajustement convenable des atté- nuateur Gl à G7, on peut ajuster non seulement la pro portion du signal de sortie de chacune des chambres de couplage qui est appliquée directement à leurs haut- parleurs extérieurs S1, S2 ou S3, et également l'équili bre entre les signaux de sortie de ces haut-parleurs, mais aussi ajuster la proportion du signal de chacune des deux premières chambres qui est appliquée à la cham bre suivante, et la proportion relative du signal d'origine dérivé, qui leur est mélangée pour injection dans l'entrée de la chambre suivante.
Par un ajustement convenable de ces sept atténuateurs, on peut produire une très grande gamme d'effets acoustiques différents, grâce aux différentes combinaisons d'interconnexions en série et en parallèle des trois chambres de couplage, et aux va riations résultantes dans les signaux de sortie des trois haut-parleurs extérieurs<B>SI</B> à S3.
Les amplificateurs de puissance Al à A6 sont d'un type habituel, sans réglage de tonalité ou de volume, alimentés chacun par du courant alternatif de 250 volts et fournissant une puissance de sortie d'environ 20 watts pour une impédance de 15 ohms. Tous les amplificateurs Al à A6 sont identiques dans le cas de cette réalisation, bien que cela ne soit pas indispensable. Ces amplifi cateurs de puissance ne seront pas décrits ici plus en détail.
Les préamplificateurs Pl, PZ et P3 sont égale ment d'un type habituel, leur but étant d'amplifier le signal provenant du microphone 11 de la chambre cor respondante et de le délivrer à basse impédance à l'éta ge de réglage de l'amplification qui suit.
Bien que, pour la réalisation spécifique décrite et illustrée, on ait indiqué que le signal d'entrée provient d'un harmonium électronique, il va de soi que n'im porte quelle autre forme de signal musical ou d'autre signal d'entrée peut être fourni à l'entrée I du disposi tif, par exemple un signal enregistré, reproduit par une bande magnétique ou un disque, ou un enregistrement direct par un microphone, ce signal d'entrée étant alors modifié d'une façon appropriée et enrichi par les cham bres de couplage Cl à C3, avant d'être transmis par les trois haut-parleurs extérieurs<B>SI</B> à S3, qui engendrent le signal acoustique de sortie.
L'importante particularité de la forme d'exécution qui vient d'être décrite est donc que celle-ci peut four nir un effet acoustique plus riche, qui peut être appliqué à une vaste gamme de signaux d'entrée, et qui peut si muler, dans un local ne présentant pas ou peu de réverbération propre, un effet d'espace agréable, qu'il est facile de régler et de modifier à volonté. Dans le cas d'un simple harmonium électronique, par exemple, la musique émise peut être rendue beaucoup plus riche, de façon à donner l'impression d'être jouée dans une vaste salle présentant des caractéristiques de réverbé ration largement réglables.
Une autre particularité de cette forme d'exécution, qui a une grande importance au point de vue musical, est qu'une variation dans l'attaque acoustique, c'est- à-dire du retard .entre l'instant où l'on enfonce une tou che du clavier pour produire une note et le moment où le signal de sortie résultant des haut-parleurs extérieurs <B>SI</B> à S4 a atteint sa pleine ampleur, peut être obtenue en employant diverses combinaisons proportionnelles avec le signal directement reproduit à partir de la com posante de signal dérivée des interconnexions en série et en parallèle des chambres de couplage, ceci sans qu'il soit nécessaire de compliquer la manière de jouer sur l'harmonium.
La forme d'exécution qui vient d'être décrite donne la possibilité d'obtenir un son musical d'une très grande beauté et pureté de ton à partir d'un signal dérivé d'une console d'harmonium électronique ordinaire ou d'un au tre simple instrument joué dans une petite salle, et d'in jecter dans ce son musical un effet d'espace tel, que le résultat entendu par- l'audience est comparable à celui produit par un orgue coûtant peut-être des milliers de francs, installé dans une cathédrale.
En outre, du fait que les chambres de couplage acoustiques peuvent être montées sur un camion ou une remorque pour leur transport, l'appareil peut être temporairement installé dans n'importe quel immeuble en vue d'un seul récital ou d'une série de récitals avec une console existante d'un harmonium électronique, les chambres de cou plage montées sur le camion ou la remorque demeurant hors de l'immeuble. Ou bien, une petite salle ou une église peut être équipée d'une installation permanente, les chambres étant disposées en un endroit approprié à l'extérieur, non loin de la salle ou de l'intérieur de l'église.
Pour éviter l'injection de bruits étrangers, dus par exemple à la circulation des voitures ou au passage d'un avion, les chambres de couplage d'une installation permanente seront de préférence enterrées ou protégées par des écrans, par exemple en les plaçant dans un bâti ment.
L'excitation acoustique successive des deux premiè res chambres, due à leur connexion en série, donne ainsi lieu à un retard cumulatif entre le signal de la source et le signal de sortie de la seconde chambre. Lorsque la source sonore comprend un instrument à clavier, tel qu'un harmonium électronique, ce retard cumulatif est apparent dans le toucher du clavier, c'est-à-dire le délai entre l'instant où l'on appuie sur une touche et celui où apparaît la sortie de la seconde chambre, et produit un important effet musical décrit comme une attaque ré duite, en sus de la tonalité acoustique ou modification du signal sonore produit par les chambres de couplage elles-mêmes.
Le circuit de dérivation fournit ainsi à l'organiste une autre possibilité de réglage de la tona lité acoustique et de l'attaque.