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Title:
SOUND REPRODUCTION SYSTEM COMPRISING A LOUDSPEAKER ENCLOSURE WITH PORTS, AND ASSOCIATED PROCESSING CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/043994
Kind Code:
A1
Abstract:
A sound reproduction system comprises a loudspeaker enclosure that has a first loudspeaker and a second loudspeaker which are mounted on a surface of the loudspeaker enclosure. The first loudspeaker and the second loudspeaker are respectively accommodated in a first space and a second space of the loudspeaker enclosure, said spaces being separated by a partition and being in communication with a first port and a second port, respectively. The first port and the second port are located on opposite sides of the unit formed by the first loudspeaker and the second loudspeaker. According to the invention, processing means are used for respectively applying a first and a second electric signal to the first and the second loudspeaker, said first and second electric signal being generated from a single signal by differentiated phase processing that varies according to the frequency such that the first and the second electric signal are offset relative to one another by a variable period of time which is proportionate to the acoustic distance between the first half of the loudspeaker enclosure comprising the first space, the first loudspeaker, and the first port, and the second half of the loudspeaker enclosure comprising the second space, the second loudspeaker, and the second port.

Inventors:
VINCENOT ERIC (FR)
Application Number:
PCT/FR2008/001076
Publication Date:
April 09, 2009
Filing Date:
July 21, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NEXO (FR)
VINCENOT ERIC (FR)
International Classes:
H04R1/32; G10K11/34; H04R1/28; H04R3/12
Domestic Patent References:
WO2002073435A12002-09-19
Foreign References:
US5870484A1999-02-09
US4472834A1984-09-18
DE10212083B32004-01-29
EP1631114A12006-03-01
JPH03143195A1991-06-18
EP0847225A21998-06-10
Attorney, Agent or Firm:
SANTARELLI (14 Avenue de la Grande-Armée, Paris Cedex 17, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système de reproduction sonore comprenant :

- une enceinte (2) pourvue d'un premier haut-parleur (10 ; 10' ; 10") et d'un second haut-parleur (11 ; 11' ; 11") montés sur une face de l'enceinte,

- le premier haut-parleur et le second haut-parleur étant reçus respectivement dans un premier volume de l'enceinte et dans un second volume de l'enceinte séparés par une cloison (4) et débouchant respectivement par un premier évent (12 ; 12' ; 12") et par un second évent (13 ; 13' ; 13"), le premier évent et le second évent étant situés de part et d'autre de l'ensemble formé par le premier haut-parleur et par le second haut-parleur, caractérisé par :

- des moyens de traitement (T) aptes à appliquer respectivement au premier haut-parleur et au second haut-parleur un premier signal électrique et un second signal électrique obtenus à partir d'un même signal par traitement de phase différencié variable avec la fréquence, tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont décalés d'un temps variable proportionnel à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi- enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

2. Système de reproduction sonore selon la revendication 1 , dans lequel le traitement différencié est tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont opposés en phase et décalés du temps variable, ledit temps variable correspondant à ladite distance acoustique.

3. Système de reproduction sonore selon la revendication 1 , dans lequel le traitement différencié est tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont opposés en phase et décalés du temps variable, ledit temps variable correspondant au tiers de ladite distance acoustique.

4. Système de reproduction sonore selon la revendication 1, dans lequel le traitement différencié est tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont opposés en phase et décalés du temps variable, ledit temps variable correspondant au triple de ladite distance acoustique.

5. Système de reproduction sonore selon la revendication 1 , dans lequel le traitement différencié est tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont en phase et décalés d'un temps correspondant à la distance acoustique.

6. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le traitement différencié est tel que la direction d'efficacité maximale du rayonnement est dirigée selon l'axe (Y) formé par le premier haut-parleur et le second haut-parleur.

7. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'axe formé par le premier haut-parleur et le second haut-parleur est dirigé vers une zone d'audience à couvrir.

8. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de traitement sont aptes à appliquer sélectivement (K) un signal électrique identique au premier haut-parleur et au second haut-parleur dans un premier mode de fonctionnement, et le premier signal électrique et le second signal électrique obtenus par traitement différencié dans un second mode de fonctionnement.

9. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le premier haut-parleur et le second haut-parleur sont identiques et dans lequel le premier volume et le second volume sont symétriques par rapport à la cloison.

10. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le premier haut-parleur et le second haut-parleur sont distants d'une première distance (D H p), dans lequel le premier évent et le second évent sont distants d'une seconde distance (DEV) et dans lequel le rapport de la seconde distance à la première distance est compris entre 2 et 3.

11. Système de reproduction selon la revendication 10, dans lequel le rapport est compris entre 2,2 et 2,5.

12. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 11 , dans lequel l'enceinte comprend une première paire de points de connexion (20 ; 20' ; 20") reliée électriquement au premier haut-parleur et une seconde paire de points de connexion (21 ; 21' ; 21") reliée électriquement au second haut-parleur et dans lequel les moyens de traitement sont aptes à appliquer respectivement le premier signal électrique à la première paire de points de connexion et le second signal électrique à la seconde paire de points de connexion.

13. Système de reproduction selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel les moyens de traitement comprennent un filtre (F) dont la fonction de transfert en phase est telle qu'elle génère un retard variable avec la fréquence et correspondant substantiellement à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

14. Circuit de traitement apte à appliquer un premier signal électrique à un premier haut-parleur monté avec un second haut-parleur sur une paroi d'une enceinte ayant un premier volume et un second volume séparés par une cloison, recevant respectivement le premier haut-parleur et le second haut- parleur, et débouchant chacun respectivement par un premier évent et par un

second évent situés de part et d'autre de l'ensemble formé par le premier haut- parleur et par le second haut-parleur, caractérisé par

- des moyens de traitement aptes à appliquer respectivement au premier haut-parleur et au second haut-parleur un premier signal électrique et un second signal électrique obtenus à partir d'un même signal par traitement de phase différencié variable avec la fréquence tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont décalés d'un temps variable proportionnel à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi- enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

15. Circuit de traitement selon la revendication 14, dans lequel les moyens de traitement sont aptes à appliquer sélectivement un signal électrique identique au premier haut-parleur et au second haut-parleur dans un premier mode de fonctionnement, et le premier signal électrique et le second signal électrique obtenus par traitement différencié dans un second mode de fonctionnement.

16. Circuit de traitement selon la revendication 14 ou 15, dans lequel les moyens de traitement comprennent un filtre dont la fonction de transfert en phase est telle qu'elle génère un retard variable avec la fréquence et correspondant substantiellement à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

Description:

Système de reproduction sonore à enceinte à évents et circuit de traitement associé

La présente invention concerne un système de reproduction sonore à enceinte à évents, couramment dénommée enceinte de type "bass-reflex".

Dans les systèmes de reproduction sonore, on cherche dans certains cas à obtenir une directionnalité accrue de l'onde acoustique reproduite, ce qui permet de concentrer l'énergie acoustique rayonnée dans une direction particulière, en général vers le public auquel est destinée la reproduction.

Une technique classique pour augmenter la directionnalité est de faire interférer deux sources omnidirectionnelles opposées en phase et espacées d'une distance d en introduisant un retard τ sur l'une des sources correspondant au temps mis par le son à parcourir la distance d entre les sources.

Ainsi, dans une certaine plage de fréquence, les signaux acoustiques émis par les deux sources interfèrent de manière constructive dans l'axe des deux sources en avant de la source non retardée (0°) mais s'annulent dans l'axe des deux sources en arrière de la source retardée (180°). Dans les autres directions, la pression rayonnée diminue à mesure que l'angle formé avec la direction avant augmente et le diagramme polaire de rayonnement est par conséquent cardioïde.

Sur la base du même principe, l'utilisation d'un retard τ inférieur au temps mis par le son à parcourir la distance d entre les sources entraîne une directivité de type hypercardioïde ; à l'extrême, un retard nul entraîne d'ailleurs une directivité de type bi-directionnel. à l'inverse, un retard τ supérieur au temps mis par le son à parcourir la distance d entre les sources entraîne une directivité de type infracardioïde (un retard τ très important entraînant même une directivité de type omnidirectionnel).

Le contrôle de directivité n'est toutefois obtenu que sur une plage de fréquence limitée. En-deçà d'une fréquence ft déterminée par l'espacement

entre les sources et le retard appliqué, l'ajout d'une seconde source entraîne une diminution de la pression rayonnée dans l'axe bien que la fonction de directivité soit conservée. Au-delà d'une certaine fréquence f 2 , l'ajout d'une seconde source entraîne une diminution de la pression rayonnée dans l'axe et une déformation progressive de la fonction de directivité. Dans le cas d'une fonction de directivité cardioïde, l'écart séparant les fréquences fi et ^ est de 2,3 octaves, ce qui représente la plage utile d'exploitation du dispositif (voir courbe en traits pointillés en figure 11).

On connaît par ailleurs les enceintes à évents, ou enceintes de type "bass-reflex". La particularité de ce type d'enceintes est d'utiliser un ou plusieurs évents pour augmenter l'efficacité du rayonnement dans les fréquences les plus basses par rapport à une enceinte close.

L'enceinte de type "hass-reflex" dispose donc d'au moins deux surfaces rayonnantes : le ou les évents, qui rayonne(nt) autour de la fréquence d'accord f c de l'enceinte (courbe EV), et le haut-parleur dont le rayonnement excède celui du (des) évents au-delà d'une fréquence limite de contribution fι_ (courbe HP), comme représenté en figure 13. Ces deux fréquences f c et fi. sont déterminées par la longueur de(s) l'évent(s), la surface de(s) évent(s) et le volume d'air contenu dans l'enceinte. Par ailleurs, comme visible en figure 14, au-dessus de la fréquence d'accord f C) le haut-parleur rayonne en phase avec l'évent ; en-deça de la fréquence d'accord f c , le haut-parleur rayonne en opposition de phase avec l'évent.

Dans ce contexte, l'invention vise un système de reproduction sonore à enceinte à évents dans lequel on peut notamment obtenir une directionnalité accrue et une augmentation de la pression dans l'axe avec l'ajout d'une seconde source sur une plage de fréquence plus étendue que mentionné précédemment et au moyen d'une mise en œuvre relativement simple.

L'invention propose ainsi un système de reproduction sonore comprenant une enceinte pourvue d'un premier haut-parleur et d'un second haut-parleur montés sur une face de l'enceinte, le premier haut-parleur et le second haut-parleur étant reçus respectivement dans un premier volume de

l'enceinte et dans un second volume de l'enceinte séparés par une cloison et débouchant respectivement par un premier évent et par un second évent, le premier évent et le second évent étant situés de part et d'autre de l'ensemble formé par le premier haut-parleur et par le second haut-parleur, caractérisé par des moyens de traitement aptes à appliquer respectivement au premier haut- parleur et au second haut-parleur un premier signal électrique et un second signal électrique obtenus à partir d'un même signal par traitement de phase différencié variable avec la fréquence tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont décalés d'un temps variable (au moins essentiellement) proportionnel à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

Afin d'obtenir un diagramme de rayonnement cardioïde, le traitement différencié peut être tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont opposés en phase et décalés d'un temps correspondant à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la seconde demi- enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent, sur au moins une plage de fréquence incluant la fréquence d'accord des évents et la fréquence limite de contribution des haut-parleurs.

Afin d'obtenir un diagramme hypercardioïde, le traitement différencié peut être tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont opposés en phase et décalés d'un temps correspondant au tiers de la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

Afin d'obtenir un diagramme infracardioïde, le traitement différencié peut être tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont opposés en phase et décalés d'un temps correspondant au triple de la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le

premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

En variante, on peut prévoir que le traitement différencié est tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont en phase et décalés d'un temps correspondant à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent. Le niveau sonore est alors augmenté dans l'axe des sources du côté de la source retardée. On remarque que dans les cas qui viennent d'être évoqués, le retard généré par le décalage est introduit entre deux signaux en phase (auquel cas le niveau sonore est augmenté dans l'axe des sources du côté de la source retardée), ou entre deux signaux en opposition de phase, l'un ayant une polarité inversée par rapport à l'autre (auquel cas le niveau sonore est augmenté dans l'axe des sources, du côté opposé à celui de la source retardée).

On comprend ainsi qu'il faut comprendre par "en phase et décalés" le fait que le décalage s'applique à des signaux en phase (on pourrait dire "en phase puis décalés') et que les signaux résultant du décalage ne sont donc a priori pas en phase. De même, "en opposition de phase et décalés" signifie que le décalage est introduit entre des signaux en opposition de phase (on pourrait dire "en opposition de phase puis décalés" même si l'opposition de phase et le décalage peuvent être introduits par une même opération de retard comme précisé ci-dessous).

L'opposition de phase entre les deux signaux peut être obtenue par inversion des terminaux électriques de l'un des deux haut-parleurs ou par introduction sur l'un des deux signaux d'un retard égal à une demi-période.

Le traitement différencié est en général tel que la direction d'efficacité maximale du rayonnement est dirigée selon l'axe formé par le premier haut-parleur et le second haut-parleur. On prévoit de ce fait généralement que l'axe formé par le premier haut-parleur et le second haut- parleur est dirigé vers une zone d'audience à couvrir.

Selon une possibilité de réalisation, les moyens de traitement sont aptes à appliquer sélectivement un signal électrique identique au premier haut- parleur et au second haut-parleur dans un premier mode de fonctionnement, et le premier signal électrique et le second signal électrique obtenus par traitement différencié dans un second mode de fonctionnement. On peut ainsi alterner entre un mode de fonctionnement essentiellement omnidirectionnel et un mode de fonctionnement directif.

On peut prévoir en pratique que le premier haut-parleur et le second haut-parleur sont identiques et que le premier volume et le second volume sont symétriques par rapport à la cloison.

Selon des dispositions intéressantes décrites en détail plus loin, le premier haut-parleur et le second haut-parleur sont distants d'une première distance, le premier évent et le second évent sont distants d'une seconde distance et le rapport de la seconde distance à la première distance est compris entre 2 et 3. En particulier, le rapport peut être compris entre 2,2 et 2,5.

Afin de recevoir les signaux traités de manière différenciée, l'enceinte comprend une première paire de points de connexion reliée électriquement au premier haut-parleur et une seconde paire de points de connexion reliée électriquement au second haut-parleur et les moyens de traitement sont aptes à appliquer respectivement le premier signal électrique à la première paire de points de connexion et le second signal électrique à la seconde paire de points de connexion.

En pratique, les moyens de traitement comprennent par exemple un filtre dont la fonction de transfert en phase est telle qu'elle génère un retard variable avec la fréquence et correspondant substantiellement à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

L'invention propose en outre un circuit de traitement apte à appliquer un premier signal électrique à un premier haut-parleur monté avec un second haut-parleur sur une paroi d'une enceinte ayant un premier volume et un second volume séparés par une cloison, recevant respectivement le premier

haut-parleur et le second haut-parleur, et débouchant chacun respectivement par un premier évent et par un second évent situés de part et d'autre de l'ensemble formé par le premier haut-parleur et par le second haut-parleur, caractérisé par des moyens de traitement aptes à appliquer respectivement au premier haut-parleur et au second haut-parleur un premier signal électrique et un second signal électrique obtenus à partir d'un même signal par traitement de phase différencié variable avec la fréquence tel que le premier signal électrique et le second signal électrique sont décalés d'un temps variable (au moins essentiellement) proportionnel à la distance acoustique séparant la première demi-enceinte, incluant le premier volume, le premier haut-parleur et le premier évent, de la deuxième demi-enceinte, incluant le second volume, le second haut-parleur et le second évent.

Ce circuit de traitement peut également inclure certaines des caractéristiques optionnelles visées plus haut en ce qui concerne le système de reproduction sonore.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 représente en vue de face une enceinte d'un système conforme aux enseignements de l'invention ;

- la figure 2a représente une vue selon la coupe H-Il de l'enceinte de la figure 1 ;

- les figures 2b et 2c illustrent des modes de réalisation alternatifs pour les évents de l'enceinte de la figure 2a ; - la figure 3 représente la distance acoustique entre deux systèmes de type "bass-reflex" ;

- la figure 4 représente schématiquement les principaux éléments de traitement des signaux électriques appliqués aux haut-parleurs de l'enceinte de la figure 1 ; - la figure 5 représente l'enceinte de la figure 1 tournée en direction du public dans un mode de rayonnement omnidirectionnel ;

- la figure 6 représente l'enceinte tournée à 90°, haut-parleurs sur le côté, dans un mode de rayonnement directif ;

- la figure 7 représente l'enceinte tournée à 90°, haut-parleurs vers le haut, dans un mode de rayonnement directif ; - la figure 8 est un diagramme polaire du rayonnement de l'enceinte dans le mode de rayonnement omnidirectionnel ;

- la figure 9 est un diagramme polaire du rayonnement de l'enceinte dans le mode de rayonnement directif de la figure 6 ;

- la figure 10 est un diagramme polaire du rayonnement de l'enceinte dans le mode de rayonnement directif de la figure 7 ;

- la figure 11 représente le gain dans l'axe apporté par la présence d'une seconde source dans le cas du système conforme à l'invention et dans un cas classique;

- les figures 12a à 12c représentent différentes types d'assemblage envisageables pour des enceintes du type représenté à la figure 1 en mode de rayonnement directif ;

- la figure 12d représente un assemblage envisageable pour des enceintes du type représenté à la figure 1 en mode omnidirectionnel ;

- la figure 13 présente la courbe de réponse en amplitude en fonction de la fréquence d'une enceinte "bass-reflex" ;

- la figure 14 présente la courbe de réponse en phase en fonction de la fréquence pour ce même type d'enceinte.

On décrit dans la suite un exemple de système de reproduction sonore conforme aux enseignements de l'invention qui comprend une enceinte représentée aux figures 1 et 2a et un circuit de traitement illustré en figure 4.

L'enceinte représentée aux figures 1 et 2 est une enceinte de type "bass-reflex" 2 de forme générale parallélépipédique et divisée en deux demi- enceintes 3, 5 symétriques au moyen d'une cloison interne 4 essentiellement parallèle à ses parois externes latérales 6. Une telle enceinte 2 est particulièrement adaptée à former un caisson de basse (ou "subwoofer" selon l'appellation anglo-saxonne).

On pourrait prévoir en variante d'utiliser deux enceintes séparées et réunies de manière à obtenir une structure du même type que celle décrite ici.

Au niveau d'une paroi d'une face dite avant, distincte des parois latérales 6, l'enceinte porte deux haut-parleurs 10, 11 situés de part et d'autre de la cloison interne 4 et qui s'étendent par conséquent chacun dans l'une des deux demi-enceintes 3, 5.

On remarque que, dans l'exemple décrit ici, la face avant 8 est celle délimitée par le plus grand côté et par le plus petit côté du parallélépipède que forme généralement l'enceinte 2. Les haut-parleurs 10, 11 sont montés sur la face avant 8 de telle sorte que leur direction principale d'émission est essentiellement perpendiculaire à la face avant 8 et dirigée vers l'extérieur de l'enceinte. On désigne par convention par X cette direction.

Les haut-parleurs 10, 11 sont ici identiques et alignés selon un axe Y situé dans le plan de la face avant 8 et essentiellement parallèle au plus grand côté de l'enceinte 2.

Les haut-parleurs 10, 11 sont par ailleurs quasiment juxtaposés dans la direction de leur alignement Y de telle sorte que la distance DHP séparant les deux haut-parleurs 10, 11 (c'est-à-dire leurs centres respectifs où est située leur membrane) est relativement faible, ici à peine supérieure au diamètre extérieur des haut-parleurs pris perpendiculairement à la direction X.

L'enceinte 2 décrite ici a par ailleurs un petit côté (direction Z qui forme avec la direction Y le plan de la face avant 8) dont la dimension est à peine supérieure au diamètre des haut-parleurs. Chaque demi-enceinte 3, 5 comporte un conduit 12, 13 situé à l'opposé de la cloison interne 4 dans chaque demi-enceinte 3, 5 et débouchant chacun dans un évent 14, 15 formé dans la face avant 8 de l'enceinte 2. En variante, les évents pourraient également déboucher sur les côtés.

Chaque évent 14, 15 s'étend sur toute la hauteur (dans la direction Z) de l'enceinte et situé à la périphérie de la face avant 8 selon la direction Y.

D'autres formes et dispositions sont naturellement envisageables pour les évents ; ceux-ci peuvent par exemple être circulaires.

Les évents 14, 15 sont ainsi alignés avec les haut-parleurs 10, 11 mais situés de part et d'autre de l'ensemble des deux haut-parleurs 10, 11. La distance séparent les évents 14, 15 D E v est par conséquent supérieure à la distance séparant les haut-parleurs D H p. Comme cela sera expliqué dans la suite, le rapport entre ces distances D E V/DHP est généralement compris entre 2 et 3, et de préférence entre 2,2 et 2,5 afin de profiter au mieux de l'effet présenté dans la suite (et qui a lieu de manière optimale en théorie pour un rapport de 2,3).

On a dans l'exemple décrit ici : D E v = 96 cm et D H p = 43 cm. Chaque conduit 12, 13 est en effet formé entre la paroi latérale externe 6 concernée et une paroi interne 16, 17 et de direction- générale parallèle aux parois latérales externes 6.

Chaque paroi interne 16, 17 se termine par ailleurs à son extrémité opposée à la face avant 8 en une extension 18, 19 essentiellement parallèle à la face arrière de l'enceinte 2.

En variante, les évents 14, 15 peuvent être réalisés différemment, par exemple au moyen de tubes en matière plastique 12", 13" (figure 2c) ou de panneaux profilés 16', 17' (figure 2b). (Sur les figures 2b et 2c, les éléments similaires à ceux de la figure 2a ont été repris avec la notation prime et seconde respectivement.)

Chaque demi-enceinte 3, 5 forme ainsi un système de type "bass- reflex" dont l'évent 14, 15 rayonne aux alentours de la fréquence d'accord fc dont la valeur est déterminée par la surface de l'évent, par la longueur de l'évent, et par le volume de l'enceinte, et dont le haut-parleur rayonne principalement au-dessus d'une fréquence limite de contribution fi. située au- dessus de la fréquence d'accord fc.

Du fait de la symétrie de construction des deux demi-enceintes 3, 5 par rapport à la cloison 4 et de l'utilisation de haut-parleurs 10, 11 identiques, les deux évents 14, 15 et les deux haut-parleurs 10, 11 ont respectivement une fréquence d'accord f c commune et une fréquence limite de contribution f|_ commune.

Lorsque l'on se place dans l'axe liant les deux haut-parleurs, la distance acoustique D A (f) entre demi-enceinte arrière 3 et demi-enceinte avant 5 correspond à la différence de phase entre les pressions générées par ces deux demi-enceintes dans cette direction, différence exprimée sous forme d'une distance équivalente à cette différence pour l'onde acoustique. Cette différence de phase est variable en fonction de la fréquence considérée.

La relation entre distance acoustique DA(T) et différence de phase δφ(f) est ainsi donnée par :

δ% T où C est la célérité du son dans l'air (m/s), et f la fréquence envisagée

(Hz).

Le temps correspondant à la distance acoustique est en

,_ àω(f) conséquence : τ A (f) = .

In f

La distance acoustique cumule donc la distance physique entre les demi-enceintes et les effets liés aux relations de phase entre les sources, et dépend ainsi de :

- la distance séparant les évents 14,15 ;

- la fréquence d'accord de l'évent fc ;

- la distance séparant les haut-parleurs 10,11 ; - la fréquence limite de contribution du haut-parleur ή_;

- la relation de phase entre évent et haut-parleur propre à l'enceinte de type "bass-reflex".

En conséquence, comme représenté en figure 3, en-dessous de la fréquence d'accord f c de l'enceinte "bass-reflex", la distance acoustique entre demi-enceinte arrière et demi-enceinte avant est égale à la distance entre évents D E v augmentée d'une distance induite par l'opposition de phase entre évents et haut-parleurs.

à la fréquence d'accord fc, la distance acoustique est égale à la distance physique séparant les évents DEV-

Entre la fréquence d'accord fc et la fréquence limite de contribution ft du haut-parleur, la distance acoustique décroît de la distance physique séparant les évents DEV à la distance physique séparant les haut-parleurs DHP.

Au-delà de la fréquence limite de contribution du haut-parleur fι_, la distance acoustique tend vers une asymptote égale à la distance physique DHP séparant les haut-parleurs.

L'enceinte 2 comprend enfin deux connecteurs (qui constituent des paires de points de connexion) 20, 21, chaque connecteur étant relié électriquement à un seul haut-parleur 10, 11. Le système de reproduction sonore comprend quant à lui également un circuit de traitement T dont les éléments principaux sont représentés à la figure 4.

Le circuit de traitement T reçoit un signal électrique définissant le signal acoustique à émettre d'une source S sur un connecteur 22. Le circuit de traitement T relie d'une part directement le connecteur

22 en entrée à un premier connecteur de sortie destiné à être branché au connecteur 20 relié à un premier des deux haut-parleurs de l'enceinte 2 (par exemple le haut-parleur 10).

Le circuit de traitement T relie, par l'intermédiaire d'un circuit électrique ci-après, également le connecteur 22 en entrée à un second connecteur de sortie destiné à être branché au connecteur 21 du second haut- parleur 11.

Le circuit électrique précité comprend un commutateur K commandé qui reçoit en entrée le signal électrique provenant de la source S via le connecteur d'entrée 22, et qui est apte à sélectivement, en fonction d'une information M désignant le mode de fonctionnement, appliquer ce signal à une première sortie du commutateur K reliée directement au second connecteur de sortie ou à une seconde sortie du commutateur K reliée au second connecteur de sortie par l'intermédiaire d'un filtre F dont les caractéristiques seront décrites ci-après.

Dans un premier mode de fonctionnement, le commutateur K est commandé au moyen de l'information M (par exemple par une commande

manuelle, ou en variante une commande logique) de manière à relier électriquement le connecteur d'entrée 22 du circuit de traitement T au second connecteur de sortie du circuit de traitement T.

Ainsi, dans ce mode de fonctionnement, les deux haut-parleurs 10, 11 reçoivent un signal identique (à savoir ici le signal émis par la source). Selon une variante envisageable, il est naturellement possible de prévoir des traitements additionnels pour le signal électrique reçu de la source S, ces traitements n'entraînant toutefois dans ce premier mode de fonctionnement aucune différence entre les signaux soumis aux deux haut-parleurs 10, 11. Les deux haut-parleurs et les deux évents émettent dès lors chacun des ondes acoustiques identiques reproduisant les signaux générés par la source S, en particulier au-dessus de la fréquence limite de contribution fi. des haut-parleurs, respectivement autour de la fréquence d'accord fc de l'enceinte, globalement vers l'avant de l'enceinte (direction X définie plus haut), mais sans contrôle de directivité particulier, comme représenté schématiquement en figure 8. L'enceinte est donc en général disposée par rapport à l'audience comme représenté en figure 5.

Dans un second mode de fonctionnement, le commutateur K relie le connecteur d'entrée 22 au second connecteur 21 de sortie par l'intermédiaire du filtre F. Ce filtre F inverse la polarité du signal d'une part, et génère d'autre part une fonction de retard τ(f) variant avec la fréquence du signal traité de manière à compenser au mieux la distance acoustique séparant les deux demi- enceintes, suivant la relation τ(f) = D A /C où C est la célérité de propagation du son. On peut utiliser par exemple pour ce faire un simple filtre analogique de type passe-tout déphaseur dont la fonction de transfert s'exprime :

H(f) = 1 - Jf If 0

1 + y//f 0 où j est l'unité imaginaire, f la fréquence, et f 0 choisi de manière à approcher au mieux la fonction de retard variable τ(f) requise. Pour une meilleure efficacité et un meilleur contrôle de directivité, on peut en alternative utiliser un filtre à réponse impulsionnelle finie (ou FIR de

l'anglais "Finite Impulse Response") dont la fonction de transfert en phase

(indépendante de la fonction de transfert en amplitude pour ce type de filtre) est définie de manière à égaler la fonction de retard τ(f) requise indiquée ci-dessus.

Comme illustré par les figures 9 et 10, on a ainsi selon ce second mode de fonctionnement un système dans lequel les deux haut-parleurs 10, 11 rayonnent avec une directivité cardioïde dirigée dans l'axe des haut-parleurs

(axe Y défini plus haut) au-dessus de la fréquence limite de contribution fL des haut-parleurs et avec une même directivité cardioïde selon le même axe Y reliant les évents 14, 15 autour de la fréquence d'accord fc de l'évent, dans les deux cas sur une plage de fréquence de 2,3 octaves.

La plage de fréquence dans laquelle la directivité selon l'axe Y est obtenue avec une efficacité augmentée dans l'axe est donc largement supérieure à celle obtenue par des techniques classiques.

On utilise par ailleurs de préférence un rapport de distance D E V/DHP entre la distance D EV séparant les évents 14, 15 et la distance D H p séparant les haut-parleurs 10, 11 valant au maximum de l'ordre de 2,3 (le rapport vaut précisément 2,3 dans l'exemple de réalisation décrit ici) de sorte qu'il n'y ait aucune interruption entre la plage de bonne directivité située autour de la fréquence d'accord fc et la plage de bonne directivité située au-dessus de la fréquence limite de contribution fi.

On obtient en effet dans l'exemple décrit ici un gain positif par l'adjonction d'une seconde source sur une plage de fréquence particulièrement étendue comme bien visible en figure 11 , où la courbe en trait plein représente le gain induit par l'adjonction de la seconde source en fonction de la fréquence dans le cas du système qui vient d'être décrit (le trait pointillé représentant le gain induit par l'adjonction d'une seconde source dans le cas classique décrit en introduction).

On comprend dès lors qu'on utilise dans ce second mode de fonctionnement l'enceinte 2 tournée à 90°, soit la direction Y définie plus haut dirigée vers le public, comme illustré en figure 6. Sur cette figure, la paroi qui porte les haut-parleurs est verticale (haut-parleurs sur le côté), mais on pourrait également disposer l'enceinte avec les haut-parleurs dirigés vers le haut,

comme représenté en figure 7, ou vers le bas (l'important étant que l'axe défini par l'alignement des haut-parleurs soit dirigé vers l'audience).

La disposition des évents de part et d'autre des haut-parleurs est particulièrement intéressante puisque la distance inter-évents rend possible un gain par l'ajout de la seconde source sur une plage de fréquences basses, tandis que la distance inter-haut-parleurs rend possible un gain et un contrôle de directivité sans déformation par l'ajout d'une seconde source sur une plage de fréquences relativement plus élevées, en correspondance avec le positionnement fréquentiel classique de ces éléments. L'invention n'est naturellement pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit.

D'autres modes de réalisation permettent de favoriser l'efficacité du dispositif dans l'axe en avant de la source retardée au détriment du contrôle directionnel en retardant l'une des deux sources suivant la fonction de retard τ(f) sans inverser la polarité d'aucun des deux signaux électriques.

Il est par ailleurs possible comme montré sur les figures 12a à 12c d'assembler une pluralité d'enceintes fonctionnant selon le principe qui vient d'être décrit, et suivant des configurations variées : à titre d'exemple, on a représenté en figure 12a deux enceintes dos à dos (c'est-à-dire chacune disposée comme en figure 6, les haut-parleurs de chaque enceinte dirigés à l'opposé de l'autre enceinte), en figure 12b deux enceintes face à face (c'est-à- dire chacune disposée comme en figure 6, les haut-parleurs de chaque enceinte dirigés vers l'autre enceinte, avec ici un espacement d'une demie profondeur d'enceinte entre les enceintes), et en figure 12c deux enceintes côté contre côté (c'est-à-dire chacune disposée comme en figure 7, et en contact au niveau d'une paroi latérale). (La figure 12d représente quant à elle l'assemblage de deux enceintes en mode omnidirectionnel.)