EP3063950B1 - Système de sonorisation à directivite réglable améliorée - Google Patents

Système de sonorisation à directivite réglable améliorée Download PDF

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EP3063950B1
EP3063950B1 EP13805441.6A EP13805441A EP3063950B1 EP 3063950 B1 EP3063950 B1 EP 3063950B1 EP 13805441 A EP13805441 A EP 13805441A EP 3063950 B1 EP3063950 B1 EP 3063950B1
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EP
European Patent Office
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sound
frequency transducer
frequency
mid
transducer
Prior art date
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EP13805441.6A
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German (de)
English (en)
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EP3063950A1 (fr
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Christophe Combet
Christian Heil
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L Acoustics SAS
Original Assignee
L Acoustics SAS
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Publication date
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    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/403—Linear arrays of transducers

Definitions

  • the invention relates to the control of the directivity of electroacoustic sound sources, whether they are used in professional, institutional or domestic sound systems.
  • Electroacoustic sound sources are commonly referred to as “loudspeakers”, “speaker systems”, “source lines” or “loudspeakers or sound systems”.
  • the directivity generally expresses an angle corresponding to the angular sector for which the level of sound pressure or SPL for Sound Pressure Level in English is constant over a frequency range specified by the manufacturer.
  • SPL for Sound Pressure Level in English is constant over a frequency range specified by the manufacturer.
  • Such sound source has, for example, a horizontal directionality of 90 °, controlled from 1kHz to 10kHz.
  • controlled implies that the SPL is constant within +/- 3dB on a sector of 90 ° between 1khz and 10kHz, while the attenuation of the SPL outside this angular sector should be as high as possible, typically greater than 6dB.
  • the directivity of a sound source distinguishes two planes, the horizontal plane and the vertical plane, for which this characteristic generally has different values.
  • the art of controlling the directivity of sound sources goes back to the origin of the speakers.
  • the former is traditionally mechanical: it relies heavily on the use of sound horns, and / or the network arrangement of multiple transducers.
  • the "sound source” products belonging to this class in the professional sector or not, present for a given horizontal or vertical plane, a single directivity, fixed once and for all by the hardware configuration of the components of the acoustic enclosure.
  • the choice of transducers, their frequency of connection, the type of flag or waveguide mounted in front of the orifice of compression chamber motors or electrodynamic loudspeakers thus determines the directivity characteristics of the sound source over a spectral band. more or less extensive.
  • the second way of controlling directivity has emerged over the past decade, relying on the electronic recourse provided by the DSP components for Digital Signal Processor in English - or digital signal processor in French. Often identical transducers are associated according to a predefined physical arrangement. The transducers operate on a common frequency range chosen by the manufacturer. With the aid of the DSP component are applied to at least one of the transducers magnitude and phase parameters in other terms of filtering, gain, phase shift, delay for modifying and controlling the directivity of the set of speakers, considered as a complex sound source.
  • the advantage of this approach lies in its power to propose different directivities for the same physical configuration. It always involves a large number of transducers to obtain a high quality of control.
  • the device presented in the document EP 1 635 606 belongs to the first class of sound sources with mechanical action, with adjustable shutters acting mechanically and acoustically on the midrange and treble transducers.
  • the method uses different DSP parameters for different flap settings, for the sole purpose of linearizing the frequency response.
  • the connection frequency between mid and high-frequency transducers is fixed, therefore independent of the flap orientation.
  • the document US 2005/0207593 A1 presents a loudspeaker system including a waveguide and a signal processing provided to loudspeakers with overlapping frequency ranges to control the directivity of the loudspeaker system.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of known loudspeaker systems, by proposing a system which has a particularly effective directivity and which is of a sufficiently simple construction.
  • a sound system comprising at least one acute sound transducer and at least one medium sound transducer, orientable flaps acting on a sound emission of the high-pitched sound transducer to produce a sound emission directivity of the acute sound transducer according to a selected angular sector, characterized in that it is configured so that the medium sound transducer and the acute sound transducer emit over a common frequency range and it comprises at least one control module of Digital signal - acting on a signal to the acute sound transducer and on a signal to the mid-range sound transducer so as to apply in the common frequency range at least one magnitude parameter on the acute sound transducer (1) and / or on the medium sound transducer as well as at least one phase parameter on the acute sound transducer and / or r the medium sound transducer so as to produce a sound emission directivity of the pair consisting of the acute sound transducer and the medium sound transducer according to the same angular sector selected as the directivity produced by the
  • the adjustable flaps and the control module of the DSP type are configured in such a way that they each generate a presence of the sound waves at a substantially constant sound level in said selected angular sector, the adjustable flaps and the control module of the following type.
  • DSPs are configured such that they attenuate the sound waves at any angle outside said selected angular sector at an attenuation greater than 6 dB from the highest sound level in said selected angular sector.
  • the sound system is configured so that the common frequency range is variable depending on the orientation of the adjustable flaps.
  • the sound system comprises at least two medium sound transducers and at least one acute acoustic transducer, the medium sound transducers being arranged on either side of the acute sound transducer.
  • the sound system comprises a housing surrounding at least partially one of the flaps, said at least one of the flaps having a surface oriented vis-à-vis a sound flow emitted by said acute sound transducer and a surface oriented away from the sound flow emitted by said acute sound transducer, the obstacle housing in front of the surface of the flap (6) oriented away from the sound flux emitted by the acute sound transducer so as to protect the surface against shock by a foreign object.
  • said at least one medium sound transducer comprises a movable membrane of substantially conical shape and the housing of said at least one flap is shaped to fit a portion of the substantially conical shape of the membrane.
  • the sound system is a portable sound system.
  • the sound system comprises at least two serious sound transducers and said at least two serious sound transducers are disposed on either side of an assembly constituted by said at least one acute sound transducer and said at least two sound transducers. medium.
  • the sound system comprises at least one waveguide which conveys sound waves emitted by the acute sound transducer.
  • the sound system comprises a slot through which sound waves produced by the acute sound transducer are emitted, said at least two medium sound transducers being disposed on either side of the slot.
  • the loudspeaker system shown on the figure 1 has a K arrangement of the mid and high transducers.
  • This speaker system seen from the front is symmetrical with respect to the vertical plane passing through the system in the middle.
  • compression chamber motors 1 mounted in line coupled to superimposed waveguides 2 having on the front face an outlet in the form of a vertical longitudinal slot 3.
  • medium transducers 4 located closer to the slot 3.
  • bass drivers 5 located near the mid section.
  • the acute transducers 1 emit high frequencies which are frequencies between about 1 kHz and about 10 kHz.
  • the midrange transducers emit medium frequencies which are frequencies between about 200Hz and about 1kHz.
  • the bass transducers emit bass frequencies that are frequencies below about 200Hz.
  • These walls 6 form here orientable flaps.
  • a mechanical adjustment of these pivotable flaps 6 is thus implemented at the output of the waveguide 2 itself connected to the orifice of the high-frequency transducer 1, which consists here of a compression chamber motor.
  • the assembly is positioned between two or more medium transducers 4 mounted in direct radiation on a fixed plane, so that the complete device has, from the front, a symmetry with respect to a vertical plane.
  • the flaps 6 located at the output of the waveguides 2 are here movable with a preselection of several orientations.
  • the flaps 6 are here imprisoned in two respective boxes 7.
  • Each of the boxes 7 extends around a space defined by the lower face of the flap 6 turned away from the acute sound flow.
  • the housings 7 thus protect the flaps 6 so that no external object can come into contact with the flap under it.
  • Each of the housings 7 also houses and protects a rotation and preselection system of the corresponding flap 6.
  • the housings 7 each have a portion overlapping a respective medium transducer. In this covering part, each housing 7 enters the conical space delimited by the movable membrane of the medium transducer 4 considered and matches the shape of the membrane. This covering part thus plays the role of a medium compression chamber.
  • the shutters 6 are here individually adjustable so that one can adopt with the present system an asymmetrical adjustment of the direction of the sound flow, either to the right or to the left depending on whether one or other of the flaps is arranged in the most raised position.
  • the rotation of the flaps 6 makes it possible to modify the directivity of the acute over the operating range of the acute transducers, typically over the frequency range greater than 800 Hz, provided however that the size of the flaps 6, in open or closed mode, sufficient to ensure effective control. Indeed, it is worth noting the loss directional control as the flaps are narrowed in a narrow angular sector because of too small physical dimensions at the exit of the flaps.
  • the mid and high-frequency transducers 1 operate on a common frequency range and a DSP component sets the magnitude and phase parameters of the acute 1 and medium 4 transducers in the common frequency range so that the Directivity obtained by such parameters is the same as the directivity produced by the adjustment of flaps 6 in the high frequencies.
  • a DSP component sets the magnitude and phase parameters of the acute 1 and medium 4 transducers in the common frequency range so that the Directivity obtained by such parameters is the same as the directivity produced by the adjustment of flaps 6 in the high frequencies.
  • at least the three source points are combined electronically by means of DSP, namely the acute transducer 1 positioned in the center and the two identical medium transducers 4 situated on either side, so that, in a manner known per se, acoustic summation is known. resulting result in the desired directivity.
  • the present processing consists of other terms to adjust the parameters of filtering, gain, phase and delay, a delay equivalent to a frequency-dependent phase shift and a filtering equivalent to a frequency-dependent magnitude as is the case in the present embodiment.
  • This technique can be generalized to several additional source points that would be positioned for example on either side of the device described above, and this, step by step, to gain control of even lower frequencies, and correlate it to other sections .
  • a variable directivity loudspeaker system is obtained not only by the variability of the flap orientation, but also by the coordinated variability of the processing applied by the DSP component.
  • the acute transducers 1 are here fed by a DSP component included in a control module which implements, in addition to the digital signal processing, also an amplification.
  • the high-pass transition filter between medium and high frequencies is set to a value Fc.
  • the gain and delay of the acute section are adjusted relative to the mid-section so that the acoustic summation is the most favorable over the widest angular sector, 110 ° in the present example.
  • a gain attenuation is implemented over a frequency range [Fc, Frc] with respect to the nominal gain over the frequency range below Frc, a value of less than 6 dB depending on the flap orientation, Frc variant between Fc and Fc x 2.5 depending on the orientation of the shutters 6.
  • the medium transducers 4 are also powered by a control module producing the digital signal processing and amplification, these modules being here one in number for each type of transducer but which can alternatively be replaced by a plurality of control modules by example each associated with a transducer respective.
  • the control module is here disposed externally to the loudspeaker system shown in the figures, but alternatively it can be integrated in such a loudspeaker system.
  • the transition low-pass filter between medium and high frequencies is fixed at Fc
  • a crossover low-pass filter between the frequencies of the medium transducer 4 and the acute transducer 1 being fixed at the value Frc
  • Frc Frc varying between Fc and Fc x 2.5 according to the orientation of flaps 6.
  • a gain attenuation in the range [Fc, Frc] with respect to the nominal gain over the frequency range below Frc is set here implemented with an attenuation value greater than 6 dB.
  • the present speaker system is a portable one or two person system using handles at the ends of the present system.
  • the frequencies and attenuations given in the table according to which frequencies and attenuations are given as a function of the desired directivity are used, these frequencies and attenuations being able to vary as a function of the physical configuration of the transducers. values are further given here for a value of Fc equal to 1 kHz.
  • the device described combines a mechanical adjustment of the sound source by the use of the adjustable flaps 6 acting on the acute section, and a DSP component adjustment of the low-frequency transducers 5, medium 4 and treble 1, implementing a common frequency range at least two types of transducers, which common frequency range is here variable depending on the orientation of the flaps of the acute 6.
  • the mechanical and electronic parameters are adjusted to extend the directivity control obtained in the acute at medium frequencies reproduced by the medium transducers 4.
  • the relative magnitude and phase parameters of the transducers are changed by DSP component to obtain a match between the directivity of the treble and the medium. It is thus possible to adjust the directivity of a sound source containing such a device on an angular sector of range between 60 ° and 120 ° with good control from 300 Hz, up to frequencies exceeding 10 kHz.

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Description

  • L'invention concerne le contrôle de la directivité des sources sonores électroacoustiques, qu'elles soient utilisées en sonorisation professionnelle, institutionnelle ou domestique.
  • Les sources sonores électroacoustiques sont communément appelées « enceinte acoustique », « système de haut-parleurs », « ligne source » ou « enceinte ou système de sonorisation ».
  • Parmi les caractéristiques essentielles qualifiant une source sonore, la directivité, et plus particulièrement la manière de contrôler cette dernière sur une partie définie du spectre sonore, joue un rôle capital dans les applications professionnelles. La directivité exprime généralement un angle correspondant au secteur angulaire pour lequel le niveau de pression sonore ou SPL pour Sound Pressure Level en anglais est constant sur une plage de fréquences spécifiée par le constructeur. On dira ainsi que telle source sonore présente, par exemple, une directivité horizontale de 90°, contrôlée de 1kHz à 10kHz. Selon des convenances internationales, le terme « contrôlé » sous-entend que le SPL est constant à +/-3dB près sur un secteur de 90° entre 1khz et 10kHz, tandis que l'atténuation du SPL à l'extérieur de ce secteur angulaire doit être aussi élevée que possible, typiquement supérieure à 6dB.
  • En sonorisation professionnelle, la directivité d'une source sonore distingue deux plans, le plan horizontal et le plan vertical, pour lesquels cette caractéristique présente généralement des valeurs différentes. L'art du contrôle de la directivité des sources sonores remonte à l'origine des haut-parleurs.
  • De nos jours, il existe deux méthodes indépendantes capables de contrôler la directivité des sources sonores. La première est traditionnellement mécanique : elle s'appuie très largement sur l'utilisation de pavillons sonores, et/ou de l'arrangement en réseau de transducteurs multiples. Les produits « sources sonores » appartenant à cette classe, dans le secteur professionnel ou non, présentent pour un plan donné, horizontal ou vertical, une seule directivité, fixée une fois pour toutes par la configuration matérielle des composants de l'enceinte acoustique. Le choix des transducteurs, leur fréquence de raccordement, le type de pavillon ou guide d'onde monté devant l'orifice de moteurs à chambre de compression ou de haut-parleurs électrodynamiques détermine ainsi les caractéristiques de directivité de la source sonore sur une bande spectrale plus ou moins étendue.
  • Il convient de rappeler que seules les fréquences moyennes et aigues peuvent être contrôlées, sachant que toutes les fréquences dont la longueur d'onde dépasse largement les dimensions physiques de l'objet source sonore ne sont pas réputées pouvoir être contrôlées en vertu de lois physiques incontournables. Il est ainsi illusoire de contrôler des fréquences inférieures à 100Hz soit une longueur d'onde supérieure à 3,4 mètres si l'enceinte acoustique est un cube de 30 cm d'arête. Aux fréquences moyennes, c'est-à-dire pour des haut-parleurs médium dont les fréquences sont typiquement comprises entre environ 200Hz et environ 1kHz, on pourra obtenir un contrôle satisfaisant par un arrangement ad hoc des transducteurs, en jouant sur les interférences entre haut-parleurs multiples. Aux fréquences élevées, c'est-à-dire pour des haut-parleurs aigus dont les fréquences sont typiquement comprises entre environ 1 kHz et environ 10kHz, il est nécessaire de monter des guides d'onde et/ou pavillons devant l'orifice ou embouchure des haut-parleurs d'aigus souvent appelés des « tweeters » en anglais, ou des moteurs à chambre de compression pour obtenir par la forme du guide et/ou du pavillon la directivité souhaitée.
  • L'intérêt de l'approche mécanique réside dans sa simplicité de conception et son coût modéré, offrant des résultats intéressants aux fréquences moyennes et élevées. L'inconvénient dû à la fixité mécanique est de ne pas pouvoir proposer à l'utilisateur plusieurs choix de directivité dans un même produit.
  • Cet inconvénient a poussé à introduire des pavillons ou guides d'onde à géométrie variable, en insérant des volets orientables à la sortie de guides d'ondes, réglés par l'utilisateur en fonction de son choix. On connait également un dispositif portant le nom de Outline MINI COM.P.A.S.S. - marque déposée - lequel appartient à la première classe de sources sonores à action mécanique, avec des éléments orientables, dans lesquels sont montés les transducteurs de médium. Malheureusement de tels réglages n'agissant que sur certains paramètres physiques de l'ensemble médium/aigu, ils ne présentent un niveau de performance que limité sur l'ensemble de la plage de fréquences recherchée.
  • La deuxième manière de contrôler la directivité est apparue au cours des dix dernières années, elle repose sur le recours électronique fourni par les composants de type DSP pour Digital Signal Processor en anglais - ou processeur de signal numérique en français - . Des transducteurs souvent identiques sont associés selon un arrangement physique prédéfini. Les transducteurs opèrent sur une plage de fréquences commune choisie par le constructeur. Grâce au composant DSP sont appliqués à au moins un des transducteurs des paramètres de magnitude et de phase en d'autres termes de filtrage, gain, déphasage, délai permettant de modifier et contrôler la directivité de l'ensemble de haut-parleurs, considéré comme une source sonore complexe. L'intérêt de cette approche réside dans son pouvoir de proposer des directivités différentes pour une même configuration physique. Elle implique toujours un nombre de transducteurs important pour obtenir une qualité élevée du contrôle. Son inconvénient est son coût élevé car elle met typiquement en oeuvre un composant DSP à amplification par transducteur et elle implique une quasi-impossibilité d'adresser le contrôle des fréquences très élevées, dès que la longueur d'onde devient bien plus petite que la taille de chaque transducteur, typiquement au-dessus de 4kHz.
  • Ainsi, le dispositif présenté dans le document EP 1 635 606 appartient à la première classe de sources sonores à action mécanique, avec des volets réglables agissant mécaniquement et acoustiquement sur les transducteurs médiums et aigus. Le procédé utilise des paramètres DSP différents pour des réglages de volets différents, dans l'unique but de linéariser la réponse en fréquence. Il n'y a pas de plage de fréquence commune aux transducteurs médiums et aigus. La fréquence de raccordement entre transducteurs médiums et aigus est fixe, donc indépendante de l'orientation des volets.
  • Le document US 2005/0207593 A1 présente un système de haut-parleurs comportant un guide d'onde ainsi qu'un traitement des signaux fournis à des haut-parleurs dont les plages de fréquences se recouvrent, en vue de contrôler la directivité du système de haut-parleurs. Le but de l'invention est de pallier aux inconvénients des systèmes de haut-parleurs connus, en proposant un système qui présente une directivité particulièrement efficace et qui soit d'une confection suffisamment simple.
  • Ce but est atteint selon l'invention grâce à un système de sonorisation, comprenant au moins un transducteur sonore aigu et au moins un transducteur sonore médium, des volets orientables agissant sur une émission sonore du transducteur sonore aigu pour produire une directivité d'émission sonore du transducteur sonore aigu selon un secteur angulaire choisi, caractérisé en ce qu'il est configuré pour que le transducteur sonore médium et le transducteur sonore aigu émettent sur une plage de fréquences commune et il comprend au moins un module de commande de type - Processeur de Signal Numérique - agissant sur un signal à destination du transducteur sonore aigu et sur un signal à destination du transducteur sonore médium de manière à appliquer dans la plage de fréquences commune au moins un paramètre de magnitude sur le transducteur sonore aigu (1) et/ou sur le transducteur sonore médium ainsi qu'au moins un paramètre de phase sur le transducteur sonore aigu et/ou sur le transducteur sonore médium de manière à produire une directivité d'émission sonore du couple constitué du transducteur sonore aigu et du transducteur sonore médium selon le même secteur angulaire choisi que la directivité produite par les volets orientables.
  • Avantageusement, les volets orientables et le module de commande de type DSP sont configurés de telle sorte qu'ils génèrent chacun une présence des ondes sonores selon un niveau sonore sensiblement constant dans ledit secteur angulaire choisi, les volets orientables et le module de commande de type DSP étant configurés de telle sorte qu'ils atténuent les ondes sonores en tout angle extérieur audit secteur angulaire choisi selon une atténuation supérieure à 6 dB par rapport au niveau sonore le plus élevé dans ledit secteur angulaire choisi.
  • Avantageusement, le système de sonorisation est configuré de telle sorte que la plage de fréquences commune est variable en fonction de l'orientation des volets orientables.
  • Avantageusement, le système de sonorisation comprend au moins deux transducteurs sonores médium et au moins un transducteur sonore aigu, les transducteurs sonores médium étant disposés de part et d'autre du transducteur sonore aigu.
  • Avantageusement, le système de sonorisation comporte un boitier entourant au moins partiellement un des volets, ledit au moins un des volets présentant une surface orientée en vis-à-vis d'un flux sonore émis par ledit transducteur sonore aigu et une surface orientée en éloignement du flux sonore émis par ledit transducteur sonore aigu, le boitier formant obstacle devant la surface du volet (6) orientée en éloignement du flux sonore émis par le transducteur sonore aigu de manière à protéger cette surface contre un choc par un objet étranger.
  • Avantageusement, ledit au moins un transducteur sonore médium comporte une membrane mobile de forme sensiblement conique et le boitier dudit au moins un volet est conformé de manière à épouser une partie de la forme sensiblement conique de la membrane.
  • Avantageusement, le système de sonorisation constitue un système de sonorisation portatif.
  • Avantageusement, le système de sonorisation comporte au moins deux transducteurs sonores graves et les dits au moins deux transducteurs sonores graves sont disposés de part et d'autre d'un ensemble constitué par ledit au moins un transducteur sonore aigu et lesdits au moins deux transducteurs sonores médium.
  • Avantageusement, le système de sonorisation comporte au moins un guide d'onde qui véhicule des ondes sonores émises par le transducteur sonore aigu.
  • Avantageusement, le système de sonorisation comporte une fente par laquelle sont émises les ondes sonores produites par le transducteur sonore aigu, lesdits au moins deux transducteurs sonores médium étant disposés de part et d'autre de la fente.
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles :
    • La figure 1 représente en coupe un système de haut-parleurs selon un mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 2 représente en coupe une partie à volets orientables de ce même système de haut-parleurs.
  • Le système de haut-parleurs représenté sur la figure 1 comporte un arrangement en K des transducteurs médiums et aigus. Ce système de haut-parleurs vu de face est symétrique par rapport au plan vertical traversant le système en son milieu. En partant du milieu de la face avant, se trouvent des moteurs à chambre de compression 1 montés en ligne couplés à des guides d'onde superposés 2 présentant sur la face avant une sortie en forme de fente longitudinale verticale 3. De part et d'autre de cette fente 3 sont montés sur la face avant des transducteurs de médium 4 situés au plus près de la fente 3. De part et d'autre de ces transducteurs de médium 4 sont montés des transducteurs de graves 5 situés à proximité de la section médium.
  • Les transducteurs aigus 1 émettent des fréquences aigues qui sont des fréquences comprises entre environ 1kHz et environ 10kHz. Les transducteurs médium émettent des fréquences médium qui sont des fréquences comprises entre environ 200Hz et environ 1 kHz. Les transducteurs de graves émettent des fréquences graves qui sont des fréquences inférieures à environ 200Hz.
  • De part et d'autre de la fente 3 ont été ajoutées des parois 6 occultant partiellement les transducteurs de médium 4 et dont l'orientation permet de diriger les fréquences élevées rayonnées par le transducteur aigu 1 dans un secteur angulaire correspondant à la directivité de l'aigu.
  • Ces parois 6 forment ici des volets orientables. On met ainsi en oeuvre un réglage mécanique de ces volets orientables 6 à la sortie du guide d'onde 2 lui-même raccordé à l'orifice du transducteur à hautes fréquences 1 constitué ici d'un moteur à chambre de compression. L'ensemble est positionné entre deux ou plusieurs transducteurs médium 4 montés en radiation directe sur un plan fixe, de manière à ce que le dispositif complet présente, de face, une symétrie par rapport à un plan vertical. Les volets 6 situés à la sortie des guides d'onde 2 sont ici mobiles avec une présélection de plusieurs orientations.
  • Les volets 6 sont ici emprisonnés dans deux boitiers respectifs 7. Chacun des boitiers 7 s'étend autour d'un espace délimité par la face inférieure du volet 6 tournée en éloignement du flux sonore aigu. Les boitiers 7 protègent ainsi les volets 6 de telle sorte qu'aucun objet extérieur ne peut venir au contact du volet sous celui-ci. Chacun des boitiers 7 héberge et protège également un système de rotation et de présélection d'orientation du volet correspondant 6. Dans le présent mode de réalisation, les boitiers 7 présentent chacun une partie venant en recouvrement d'un transducteur médium respectif. Dans cette partie de recouvrement, chaque boitier 7 pénètre dans l'espace conique délimité par la membrane mobile du transducteur médium 4 considéré et épouse la forme de la membrane. Cette partie de recouvrement joue ainsi le rôle d'une chambre de compression médium.
  • Les volets 6 sont ici orientables individuellement de sorte que l'on peut adopter avec le présent système un réglage asymétrique de l'orientation du flux sonore, que ce soit vers la droite ou vers la gauche selon que l'un ou l'autre des volets est disposé dans la position la plus relevée.
  • La rotation des volets 6 permet de modifier la directivité de l'aigu sur la plage de fonctionnement des transducteurs aigus, typiquement sur la plage des fréquences supérieures à 800Hz, à la condition toutefois que la taille des volets 6, en mode ouvert ou fermé, soit suffisante pour garantir un contrôle efficace. En effet, il convient de noter la perte de contrôle de directivité à mesure que l'on resserre les volets selon un secteur angulaire étroit en raison de dimensions physiques trop petites à la sortie des volets.
  • Pour annuler cet effet, on introduit dans le présent système un réglage sur les transducteurs médium qui active progressivement ces transducteurs par DSP pour compenser acoustiquement la perte de contrôle de l'aigu dans sa partie basse.
  • Dans le présent dispositif, les transducteurs médiums 4 et aigus 1 opèrent sur une plage de fréquences commune et un composant DSP fixe les paramètres de magnitude et de phase des transducteurs aigu 1 et médium 4 dans la plage de fréquences commune de manière à ce que la directivité obtenue par de tels paramètres soit la même que la directivité produite par le réglage des volets 6 dans les fréquences aigues. Pour cela, on combine électroniquement par DSP au moins les trois points source que sont le transducteur aigu 1 positionné au centre et les deux transducteurs médium identiques 4 situés de part et d'autre, de telle sorte que de manière connue en soi la sommation acoustique résultante se traduise par la directivité recherchée.
  • Le présent traitement consiste en d'autres termes à régler les paramètres de filtrage, gain, phase et délai, un délai équivalant à un déphasage dépendant de la fréquence et un filtrage équivalant à une magnitude dépendant de la fréquence comme c'est le cas dans le présent mode de réalisation. Cette technique peut se généraliser à plusieurs points source additionnels qui seraient par exemple positionnés de part et d'autre du dispositif précédemment décrit, et ce, de proche en proche, pour gagner le contrôle de fréquences encore plus basses, et le corréler aux autres sections. On obtient ainsi un système de haut-parleurs à directivité variable non seulement de par la variabilité de l'orientation des volets, mais également par la variabilité coordonnée du traitement appliqué par le composant DSP.
  • Les transducteurs aigus 1 sont ici alimentés par un composant DSP inclus dans un module de commande lequel met en oeuvre, outre le traitement du signal numérique, également une amplification. Le filtre passe-haut de transition entre fréquences médium et hautes fréquences est fixé à une valeur Fc. Le gain et le délai de la section aigue sont réglés de manière relative à la section médium de manière à ce que la sommation acoustique soit la plus favorable sur le secteur angulaire le plus large, 110° dans le présent exemple. Une atténuation de gain est mise en oeuvre sur une plage de fréquences [Fc, Frc] par rapport au gain nominal sur la plage de fréquences inférieures à Frc, d'une valeur inférieure à 6 dB variant selon l'orientation des volets, Frc variant entre Fc et Fc x 2,5 selon l'orientation des volets 6. Un délai additionnel est appliqué à la section aigue variant selon l'orientation des volets. Les transducteurs médium 4 sont également alimentés par un module de commande produisant le traitement du signal numérique et l'amplification, ces modules étant ici au nombre de un pour chaque type de transducteur mais pouvant en variante être remplacé par une pluralité de modules de commande par exemple associés chacun à un transducteur respectif. Le module de commande est ici disposé de manière externe au système de haut-parleurs représenté sur les figures, mais en variante il peut être intégré dans un tel système de haut-parleurs.
  • Si les transducteurs de médium 4 sont associés en parallèle, le filtre passe-bas de transition entre fréquences moyennes et hautes fréquences est fixé à Fc, un filtre passe-bas de recouvrement entre fréquences du transducteur médium 4 et du transducteur aigu 1 étant fixé à la valeur Frc, Frc variant entre Fc et Fc x 2,5 selon l'orientation des volets 6. Une atténuation de gain sur la plage [Fc, Frc] par rapport au gain nominal sur la plage de fréquence inférieure à Frc est ici mis en oeuvre avec une valeur d'atténuation supérieure à 6 dB.
  • Le présent système de haut-parleurs est un système portatif par une ou deux personnes, à l'aide de poignées disposées aux extrémités du présent système.
  • Ainsi, on met en oeuvre dans le présent exemple de réalisation les fréquences et atténuations données dans le tableau suivant lesquelles fréquences et atténuations sont données en fonction de la directivité souhaitée, ces fréquences et atténuations pouvant varier en fonction de la configuration physique des transducteurs, les valeurs étant en outre données ici pour une valeur de Fc égale à 1 kHz.
    Secteur angulaire des volets 70° 90° 110°
    SECTION MEDIUM :
    Fréquence de transition Fc (Hz) Fc Fc Fc
    Fréquence de recouvrement Frc (Hz) 2,5 x Fc 2,5 x Fc Fc
    Atténuation sur la plage Fc-Frc -11 dB -14dB >-30db
    SECTION AIGUE
    Fréquence de transition Fc (Hz) Fc Fc Fc
    Atténuation sur la plage Fc-Frc -3dB -2dB 0dB
    Délai additionnel de couplage (ms) -0,2 à -0,4 -0,1 à -0,2 0
  • Le dispositif décrit combine un réglage mécanique de la source sonore par l'utilisation des volets orientables 6 agissant sur la section aigue, et un réglage par composant DSP des transducteurs graves 5, médiums 4 et aigus 1, mettant en oeuvre une plage de fréquences commune à au moins deux types de transducteurs, laquelle plage de fréquences commune étant ici variable en fonction de l'orientation des volets de l'aigu 6. Les paramètres mécaniques et électroniques sont ajustés de manière à étendre le contrôle de directivité obtenu dans l'aigu aux fréquences moyennes reproduites par les transducteurs médium 4. Ainsi on change par composant DSP les paramètres relatifs de magnitude et de phase des transducteurs pour obtenir une adéquation entre la directivité de l'aigu et du médium. Il est ainsi possible d'ajuster la directivité d'une source sonore contenant un tel dispositif sur un secteur angulaire d'étendue située entre 60° et 120°avec un bon contrôle à partir de 300Hz, jusqu'à des fréquences excédant 10kHz.

Claims (10)

  1. Système de sonorisation, comprenant au moins un transducteur sonore aigu (1) et au moins un transducteur sonore médium (4), des volets orientables (6) agissant sur une émission sonore du transducteur sonore aigu (1) pour produire une directivité d'émission sonore du transducteur sonore aigu (1) selon un secteur angulaire choisi, caractérisé en ce qu'il est configuré pour que le transducteur sonore médium (4) et le transducteur sonore aigu (1) émettent sur une plage de fréquences commune et il comprend au moins un module de commande de type processeur de signal numérique agissant sur un signal à destination du transducteur sonore aigu (1) et sur un signal à destination du transducteur sonore médium (4) de manière à appliquer dans la plage de fréquences commune au moins un paramètre de magnitude sur le transducteur sonore aigu (1) et/ou sur le transducteur sonore médium (4) ainsi qu'au moins un paramètre de phase sur le transducteur sonore aigu (1) et/ou sur le transducteur sonore médium (4) de manière à produire une directivité d'émission sonore du couple constitué du transducteur sonore aigu (1) et du transducteur sonore médium (4) selon le même secteur angulaire choisi que la directivité produite par les volets orientables (6).
  2. Système de sonorisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les volets orientables (6) et le module de commande de type DSP sont configurés de telle sorte qu'ils génèrent chacun une présence des ondes sonores selon un niveau sonore sensiblement constant dans ledit secteur angulaire choisi, les volets orientables (6) et le module de commande de type DSP étant configurés de telle sorte qu'ils atténuent les ondes sonores en tout angle extérieur audit secteur angulaire choisi selon une atténuation supérieure à 6 dB par rapport au niveau sonore maximal dans ledit secteur angulaire choisi.
  3. Système de sonorisation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est configuré de telle sorte que la plage de fréquences commune est variable en fonction de l'orientation des volets orientables (6).
  4. Système de sonorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux transducteurs sonores médium (4) et au moins un transducteur sonore aigu (1), les transducteurs sonores médium (4) étant disposés de part et d'autre du transducteur sonore aigu (1).
  5. Système de sonorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un boitier (7) entourant au moins partiellement un des volets (6), ledit au moins un des volets présentant une surface orientée en vis-à-vis d'un flux sonore émis par ledit transducteur sonore aigu (1) et une surface orientée en éloignement du flux sonore émis par ledit transducteur sonore aigu (1), le boitier (7) formant obstacle devant la surface du volet (6) orientée en éloignement du flux sonore émis par le transducteur sonore aigu (1) de manière à protéger cette surface contre un choc par un objet étranger.
  6. Système de sonorisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit au moins un transducteur sonore médium (4) comporte une membrane mobile de forme sensiblement conique et le boitier (7) dudit au moins un volet (6) est conformé de manière à épouser une partie de la forme sensiblement conique de la membrane.
  7. Système de sonorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue un système de haut-parleurs portatif.
  8. Système de sonorisation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux transducteurs sonores graves (5) et les dits au moins deux transducteurs sonores graves (5) sont disposés de part et d'autre d'un ensemble constitué par ledit au moins un transducteur sonore aigu (1) et lesdits au moins deux transducteurs sonores médium (4).
  9. Système de sonorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un guide d'onde (2) qui véhicule des ondes sonores émises par le transducteur sonore aigu (1).
  10. Système de sonorisation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une fente (3) par laquelle sont émises les ondes sonores produites par le transducteur sonore aigu (1), lesdits au moins deux transducteurs sonores médium (4) étant disposés de part et d'autre de la fente (3).
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