DISPOSITIFS ACOUSTIQUES.
La présente invention concerne des dispositifs acoustiques
et plus particulièrement des dispositifs récepteurs de sons ou microphones ayant des caractéristiques de réponse unidirectionnelles,
Les dispositifs récepteurs de sons ou microphones qui sont ordinairement dénommés unidirectionnels ont une sensibilité maximum pour les sons provenant d'une direction et une sensibilité beaucoup plus faible pour les sons provenant de la direction opposée. Certains des microphones unidirectionnels connus comprennent des moyens
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sonores incidentes, ce qui assure une sensibilité maximum pour des ondes arrivant directement sur l'avant du microphone et une sensibilité nulle pour des ondes arrivant directement sur l'arrière. La <EMI ID=2.1>
sensibilité pour des ondes sonores arrivant en des points intermédiaires entre ces deux extrêmes est telle que la courbe de sensibilité du microphone en fonction de l'angle est une cardioi'de. De tels microphones peuvent être dénommés microphones à courbe de réponse
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Fout la commodité de la description, la. direction pour laquelle la sensibilité est maximum peut être dénommée direction 0[deg.]
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180[deg.]. Une caractéristique de sensibilité en cardioi'de sensiblement pure peut être obtenue par un réglage convenable et un dimensionnement approprié des éléments du dispositif collecteur de sons.
Des microphones de ce type établis dans la technique antérieure sont caractérisés par un indice de directivité qui est approximativement 1/3. L'indice de directivité, qui donne une mesure des propriétés directionnelles, peut être défini comme le rapport entre les sensibilités du collecteur pour des sons arrivant au hasard et pour des sons provenant de la direction de sensibilité maximum. Comme il ap-
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teur de la fraction qui donne la valeur de cet indice indique une meilleure directivité. A titre d'exemples, les indices de directivité pour un microphone non directionnel, pour un microphone bidirectionnel et pour un microphone unidirectionnel peuvent être res-
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tiques de directivité améliorées qui soient sensiblement indépendantes de la fréquence des ondes sonores incidentes.
Un autre objet de l'invention est d'améliorer la directivité de dispositifs collecteurs de sons unidirectionnels du type dont la
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Un autre objet de l'invention est de modifier un microphone unidirectionnel du type ayant une sensibilité minimum dans la direction 1800 de manière à obtenir sur l'arrière, un certain nombre de directions ou axes de sensibilité minimum.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, des dispositifs collecteurs de son peuvent être réalisés pour avoir tout
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Une autre caractéristique de l'invention réside dans un dispositif collecteur de sons ayant des moyens réglables pour amener
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et 1/4.
Une autre caractéristique de l'invention comprend un microphone unidirectionnel ayant un certain nombre d'axes de sensibilité
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Une autre caractéristique de l'invention comprend l'emploi
de dispositifs d'impédance associés au dispositif sensible au son d'un microphone unidirectionnel pour commander l'indice de directivité et la ou les directions de sensibilité minimum de ce microphone.
Ces objets et caractéristiques, ainsi que d'autres encore, seront exposés en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
la figure' 1 représente un schéma de connexions incorporant des caractéristiques de l'invention
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des caractéristiques de l'invention;
Les figures 3 et 4 représentent, respectivement, des vues en coupe et en élévation d'un couvercle pour le dispositif de la figure 2, et qui, lorsqu'associé à ce dispositif, produit un ensemble incorporant d'autres caractéristiques de l�invention ; la figure 5 montre un circuit représentant une manière de connecter un microphone tel que celui de la figure 2 à un circuit de sortie, la figure 6 r-eprésente, en échelle de décibels, les carac-
-téristiques directionnelles d'un microphone à réponse en véritable cardioi'de et d'un microphone incorporant des caractéristiques de l'invention; et, La figure 7 montre la relation entre l'indice de directivité et un facteur représentant les débits relatifs des éléments de pression et de gradient de pression d'un microphone unidirectionnel incorporant des caractéristiques de l'invention.
Se référant à la figure 1 des dessins, 10 et 11 désignent des éléments collecteurs de son sensibles respectivement au gradient de pression et à la pression d'ondes sonores incidentes. L'élément
10 peut consister en un dispositif collecteur de sons bi-directionnels tel que le microphone dit à ruban. L'élément 11 peut être un microphone à bobine mobile ou d'un autre type de microphone sensible
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un enroulement secondaire 14 et un enroulement tertiaire 15. Une inductance 16 et une résistance 17 peuvent être connectées aux bornes de l'élément microphonique 10. La résistance représentée en 17 peut
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formateur 12 peut être établi pour fournir ces deux impédances. Une résistance 18, une capacité 19 et un interrupteur 20 peuvent être
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certain nombre de prises 21 auxquelles on peut établir la connexion au moyen du bras commutateur ou contacteur 22. Le transformateur secondaire 14 peut être connecté en série avec l'élément sensible à
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bornes de l'élément 11 entre les conducteurs 26 et 27. Ces shunts peuvent être mis en circuit au moyen d'interrupteurs 33, 34, 35 et
36 ou d'un autre dispositif convenable tel qu'un commutateur à contacts multiples. Le shunt 29 est de résistance très faible pour
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31 et 32 peuvent avoir des valeurs différentes pour introduire un affaiblissement plus ou moins grand dans la sortie du microphone 11. Les éléments décrits peuvent de manière commode être logés dans un boîtier unique comme indiqué par la ligne en pointillé 37, constituant ainsi un dispositif collecteur d'ondes son.ores unidirectionnel
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ble représenté par sa première lampe 39.
Les impédances 16, 17 et 15, 18, 19 constituent respectivement des moyens d'égalisation basse fréquence et haute fréquence, suivant une technique bien connue. Afin d'obtenir une caractéristique en cardioïde aussi parfaite que possible sur-une partie considérable de la gamme désirée de fréquences, le dispositif collecteur de son décrit est réglé de manière qu'il se produise une annulation complète entre l'élément sensible à la pression et l'élément sensible
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L'équation d'une vraie cardioi'de telle que la courbe A de la figure 6 est
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où E est le débit du microphone, k est une constante de proportion <EMI ID=21.1>
pour plue de commodité suivant une échelle logarithmique au lieu
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Le réglage donnant la courbe ci-dessus a, jusqu'à présent été considéré comme optimum. Toutefois, suivant certaines caractéristiques de la présente invention, on peut réaliser pour certaines conditions d'autres réglages qui présentent des améliorations de la caractéristique directionnelle. Si la sensibilité de l'élément sensible au gradient de pression est maintenue constante, et que le débit de Isolément sensible à la pression est réglé à une certaine valeur m, le débit peut être représenté par :
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Si alors m est réglé à une certaine valeur inférieure à 1, la caractéristique directionnelle prendra une forme différente d'une car-
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garithmique) de la figure 6. Une diminution de m au dessous de 1 aura deux effets : En premier lieu, il existera deux angles dans
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rapport à la direction 180[deg.], pour lesquels la sensibilité est nulle.
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ment réduite. Il est de plus évident que, à mesure que la valeur de m diminue, les angles de sensibilité nulle s'écartent. Dans le
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L'étude de l'indice de directivité fournit une base pour évaluer l'avantage gagné par une diminution de m et pour choisir une valeur optimum de m,. Dans le cas général, l'indice de directivité I est défini comme étant le rapport : <EMI ID=29.1>
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Dans la figure 7, m (en décibels) et l'indice de sensibilité
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o
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-lui de l'élément- sensible au gradient de pression), l'indice de directivité est 1/4 par rapport aux valeurs précédemment indiquées de 1/3 à la fois; pour la vraie cardioïde et pour Isolément sensible au gradient de pression seul. Ceci représente une amélioration nette lorsque le microphone est utilisé pour recueillir des sons dans des conditions de réverbérations acoustiques.
lorsqu'on utilise un microphone de ce type pour renforcer
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est quelque peu plus complexe. Le degré de renforcement qu'on peut utiliser est limité par le sifflement, lorsqu'un son, provenant soit directement du haut-parleur soit ayant le haut-parleur pour
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rente de celle qui donne l'indice de directivité le plus faible. II sera nécessaire dans ce cas de choisir une valeur qui assure le meilleur compromis entre la sensibilité minimum pour un son arrivant directement du haut-parleur (angle précis) et une sensibilité faible pour le son réfléchi plus diffus.
Le dispositif collecteur de sons représenté sur la figure 1 est disposé pour régler la valeur de m, qui est représentative du débit relatif des deux éléments collecteurs 10 et 11, de diverses manières. Pour avoir la cardiofde véritable obtenue par le réglage précédemment mentionné, m = 1. La valeur de m peut être réduite au dessous de 1, en fermant un ou plusieurs des interrupteurs 33 à 36, inclusivement, afin de réduira le débit de l'élément sensible
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en 8 bien connu. En connectant une ou plusieurs des résistances 30,
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on choisit une prise qui rende le débit de l'élément 10 élevé par rapport à celui de l'élément il. Diverses combinaisons des réglages précédents peuvent être utilisées pour assurer la caractéristique désirée du microphone. On peut également employer d'autres moyens
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tifs des deux éléments sensibles au son dans le débit final. On pourrait par exemple connecter un affaiblisseur variable de façon contint:
à la sortie de l'un des deux éléments 10 ou 11 ou des deux. Lorsqu' on désire avoir un certain indice de directivité fixe et (ou) une certaine direction de sensibilité nulle pour un microphone, les éléments bi-directionnels et non-directionnels peuvent être établis de manière à avoir la sensibilité relative désirée sans employer de
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types de microphones unidirectionnels, par exemple celui du type représenté sur la figure 2.
Se référant à la figure 2, un dispositif microphonique 70 est représenté, et sa. directivité dépend ;du déphasage à travers un réseau acoustique et mécanique consistant en une résistance et une raideur. Le dispositif microphonique, comme représenté, est un microphone du type à condensateur. Une électrode fixe 40 peut être
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du boîtier 41 par des supports 44 en substance isolante. L'électrode 40 et le diaphragme 42 sont insérés dans le circuit électrique du microphone mais le diaphragme arrière 43 ne l'est pas, sa fonction étant purement acoustique.
L'électrode 40 est pourvue d'un certain nombre d'orifices
45 permettant la communication entre les diaphragmes avant et ar-
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dans l'électrode 40 fournit des cavités d'impédance acoustique.
Le diaphragme arrière 43 est monté sur une pièce annulaire
47 qui peut être fixée de manière réglable sur le bottier 41, par
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glage de 1* espacement entre l'électrode 40 et le diaphragme arrière
43 pour le but qui va être expliqué.
Une connexion électrique peut être réalisée au microphone au moyens de bornes 60 et 61. La borne 60 assure la connexion élec-
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connecte le diaphragme 42 à la borne 61 qui est isolée du boîtier
41. Comme représenté sur la figure 5, le microphone 70 peut être associé à une source de potentiel de polarisation, telle qu'une batterie 71, et peut être connecté à un système amplificateur con-
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être exposé comme suit : Un son provenant de 1* arrière atteindra, par suite de la différence de trajet, le diaphragme arrière quelques instants avant d'atteindre la surface avant du diaphragme avant.
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trode de sorte que la viscosité de l'air entre eux contraint le diaphragme à se déplacer en phase avec la pression, des ondes sonores. Autrement dit, ce diaphragme fonctionne comme une résistance acoustique. En même temps, le volume d'air dans les orifices 45 fournit une élasticité shunt et cette élasticité associée à la résistance fournie par le diaphragme arrière constitue un réseau de déphasage. De cette manière, la phase de la pression d'ondes sonores atteignant la surface arrière du diaphragme ayant est retardée. Dans le ré-
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dû à. la différence des trajets entre les faces ayant et arrière du microphone. De cette manière, la pression sera la même des deux cotés du diaphragme avant et il ne se déplacera pas, donc n'engendrera pas de force électro-motrice. Il est clair* que le retard du
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insidence du son variera et que la sensibilité du microphone atteindra, un maximum lorsque le son arrivera directement sur sa face avant.
Le déphasage du réseau comprenant la diaphragme arrière et les orifices 45 peut être réglé en modifiant l'élasticité de l'air
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sion de tous les orifices 45 et 46.
Four obtenir une caractéristique directionnelle modifiée, dans laquelle la .sensibilité minimum existe pour un angle autre que
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diaphragme arrière et les orifices 45 d'une quantité égale à la; différence de retards des trajets pour le nouvel angle de sensibili-
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aux orifices 45 ou en diminuant la. résistance due au diaphragme arrière. [pound]* élasticité :des orifices- 45 peut être augmentée en augmentant leur volume. la résistance peut être diminuée soit en aug-
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valle entre le diaphragme arrière et l'électrode 40. On peut employétoute combinaison des deux réglages. Lorsqu�on désire avoir une caractéristique directionnelle réglable, la bague filetée 47 fournit un moyen commode pour modifier l'espacement entre le diaphragme arrière 43 et l�électrode 40.
Une modification de ce type de microphone- peut être réalisée en utilisant la résistance d'une fente étroite au lieu de la résis-
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sistance peut être réalisée comme représenté sur les figures 3 et 4. Un couvercle 49 disposé pour remplacer la bague de montage 47 sur
le boîtier 41 peut être pourvue d'une encoche 50. Un curseur réglable 51 monté dans des guides 52 peut être prévu pour modifier la dimension effective et par suite la. résistance de la fente 50. Cette fente qui serait ordinairement très étroite en pratique est représen-
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autres moyens convenables peuvent être prévus pour régler la résistance de la fente 50..Une variation de la dimension de la fente 50 aura, un effet équivalent à celui obtenu en modifiant l'espacement entre le diaphragme 43 et l*électrode 40. II est clair qu'on peut
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Dans des dispositifs du type représenté sur les figures 2, 3 et 4, une diminution de la. résistance dans le réseau de déphasage diminuera le déphasage ce qui a un effet analogue à la diminution de la valeur de l'Il dans le microphone du type à combinaison d'éléments
Les caractéristiques précédentes exposées pour le microphone
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modulateurs ou générateurs à. un élément sensible à des ondée sonores
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approprié pour produire des résultats équivalents.
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en rien limitée mais est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.