FR2728426A1

FR2728426A1 - Dynamic equalisation of audio frequency amplifier esp. for low frequencies

Info

Publication number: FR2728426A1
Application number: FR9415298A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: FR2728426B1

Abstract

The equalisation process involves performing filtering using low and high pass filters. The tuned frequency of the filters is equal to or greater than the highest turned frequency of the equaliser. The low pass filter is formed around an operational amplifier (O5) and placed at the output of the equaliser for filtering an output signal of the equaliser. The complementary high pass filter is formed around a second operational amplifier (O6) and its input is in parallel with the equaliser which is formed around four operational amplifiers (O1-O4) and a transistor (T1), for filtering the signal input to the equaliser. The process further involves summation of the two signals which may be achieved electronically by an operational amplifier (O7) or acoustically by passing the separate low and high pass signals through separate power amplifiers leading to separate loudspeakers.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF
D'E GALISATION DYNAMIQUE PERFECTIONNES
La présente invention concerne un perfectionnement des procédez et dispositifs permettant la reproduction dynamique des basses fréquences dans la reproduction sonore.METHOD AND DEVICE
IMPROVED DYNAMIC EQ
The present invention relates to an improvement of the procedures and devices allowing the dynamic reproduction of low frequencies in sound reproduction.

L'égalisation dynamique telle que décrite dans le brevet PCT/FR92/01043 est une amélioration de l'égalisation traditionnelle en ce sens qu'elle prend en compte la variation dynamique de la courbe de Tt- ponse d'un système de reproduction sonore. Dynamic equalization as described in patent PCT / FR92 / 01043 is an improvement on traditional equalization in the sense that it takes into account the dynamic variation of the Tt-response curve of a sound reproduction system.

En effet, la combinaison entre l'onde directe et les ondes réflé- chies s'effectue progressivement et atteint son régime stationnaire au bout d'un temps qui dépasse 100 millisecondes dans une pièce de dimensions courantes. Indeed, the combination between the direct wave and the reflected waves takes place gradually and reaches its stationary regime after a time which exceeds 100 milliseconds in a room of current dimensions.

Or, un pic de signal provenant d'une attaque sonore d'un instrument est toujours atteint dans les 10 premières millisecondes et donc, dans ce temps, seule l'onde directe parvient à l'auditeur. However, a signal peak coming from a sound attack of an instrument is always reached in the first 10 milliseconds and therefore, in this time, only the direct wave reaches the listener.

L'égalisation dynamique consiste à disposer d'un premier moyen de correction de la courbe de réponse pour le régime stationnaire et à disposer d'au moins d'un second moyen de correction ayant un gain différent de celui du premier moyen de correction et destiné à corriger la courbe de réponse pour le régime transitoire, à discriminer le régime transitoire et à commander la commutation entre le premier et le second moyen de correction. Dynamic equalization consists in having a first means of correcting the response curve for the steady state and in having at least a second means of correction having a gain different from that of the first means of correction and intended correcting the response curve for the transient regime, discriminating the transient regime and controlling the switching between the first and second correction means.

Le problème de ces systèmes d'égalisation dynamique est le bruit que provoque le passage très rapide d'une courbe de réponse à une autre. The problem with these dynamic equalization systems is the noise caused by the very rapid passage from one response curve to another.

Ce bruit peut être éliminé en effectuant la commutation lors d'un passage à zéro du signal comme le prévoit la revendication 5 du brevet précité.This noise can be eliminated by switching when the signal crosses zero as claimed in claim 5 of the aforementioned patent.

Pour les dispositifs numériques, cette façon de procéder est simple à mettre en oeuvre mais comporte néanmoins l'inconvénient d'effectuer la transition avec un retard pouvant atteindre une demi période de signal. For digital devices, this procedure is simple to implement but nevertheless has the drawback of making the transition with a delay which can reach half a signal period.

En ce qui concerne les dispositifs analogiques, cette façon de procéder oblige en outre à réaliser un détecteur de passage à zéro très précis et donc coûteux. With regard to analog devices, this way of proceeding also requires a very precise and therefore costly zero-crossing detector to be produced.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de rendre inaudibles les bruits de commutation des égaliseurs dynamiques sans avoir recours à un détecteur de passage à zéro. The object of the present invention is to provide a method and a device making it possible to make the switching noises of dynamic equalizers inaudible without having to use a zero-crossing detector.

Le champ d'application de la présente invention ne concerne que les basses fréquences, ce qui n'est pas vraiment un inconvénient car l'ex- périence montre que, si en théorie l'égalisation dynamique est valable dans toute l'étendue du spectre sonore, en pratique, elle ne se justifie que dans le spectre des basses fréquences. En effet, dans le domaine des moyennes et hautes fréquences, les temps de montée du signal sont très faibles en regard de la constante de temps de l'oreille et l'action d'un égaliseur dynamique est très peu sensible. En revanche, dans le domaine des basses fréquences, l'action d'un égaliseur dynamique est spectaculaire. The field of application of the present invention relates only to the low frequencies, which is not really a disadvantage because the experiment shows that, if in theory the dynamic equalization is valid in all the extent of the spectrum sound, in practice, it is only justified in the low frequency spectrum. Indeed, in the medium and high frequencies, the signal rise times are very low compared to the time constant of the ear and the action of a dynamic equalizer is very insensitive. On the other hand, in the field of low frequencies, the action of a dynamic equalizer is spectacular.

L'idée de l'invention est de supprimer les composantes du bruit de commutation situées dans la région du spectre sonore au-dessus de la fréquence la plus haute concernée par l'égalisation dynamique et de ne garder que les composantes de fréquences inférieures ou égales à la fréquence la plus haute corrigée dynamiquement, soit, dans la pratique, environ 150 Hz. The idea of the invention is to suppress the components of the switching noise located in the region of the sound spectrum above the highest frequency concerned by the dynamic equalization and to keep only the components of lower or equal frequencies. at the highest dynamically corrected frequency, that is, in practice, about 150 Hz.

De cette manière, les bruits de commutation seront atténués de 21 dB soit 6 dB pour amputation du spectre plus 15 dB en fonction de courbe de pondération A. De plus comme ils sont masqués par le son lui-même situé dans la zone de fréquence concernée les bruits de commutation ne sont plus perceptibles. In this way, the switching noises will be attenuated by 21 dB, i.e. 6 dB for amputation of the spectrum plus 15 dB according to the A-weighting curve. Furthermore, as they are masked by the sound itself located in the frequency zone concerned. switching noises are no longer noticeable.

La figure 1 représente le schéma d'une cellule d'égalisation dynamique tel que décrit dans le brevet PCT/FR92/01043. Selon ce schéma, les amplificateurs opérationnels 1 et 2 forment une cellule d'égalisation dynamique dont le gain peut prendre 2 valeurs en fonction de l'état du transistor T1 et les amplificateurs opérationnels O3 et O4 forment un discriminateur commandant le transistor T 1 Le signal d'entrée est appliqué à l'entrée de Oî;; le signal de sortie est disponible sur l'émetteur de T 1 A chaque état de changement de T1, il se produit une modification du gain de Oî à la fréquence d'accord de 02 ce qui produit un bruit lorsque la tension à la sortie de 02 n'est pas nulle. La figure 2 représente un dispositif conforme à l'invention permettant de supprimer les composantes au dibles du bruit de commutation. FIG. 1 represents the diagram of a dynamic equalization cell as described in patent PCT / FR92 / 01043. According to this diagram, the operational amplifiers 1 and 2 form a dynamic equalization cell whose gain can take 2 values depending on the state of the transistor T1 and the operational amplifiers O3 and O4 form a discriminator controlling the transistor T 1 The signal input is applied to the input of Oî ;; the output signal is available on the transmitter of T 1 At each state of change of T1, there is a modification of the gain of Oî at the tuning frequency of 02 which produces a noise when the voltage at the output of 02 is not zero. FIG. 2 represents a device in accordance with the invention making it possible to suppress the components at the bottom of the switching noise.

Ce dispositif comprend principalement un filtre passe bas monté autour de O5 un filtre passe haut monté autour de 6 et un sommateur monté autour de 07. Les filtres O5 et 06 sont complémentaires de manière à retrouver à la sortie de O7 le signal tel que présent à l'entrée du système. This device mainly comprises a low pass filter mounted around O5, a high pass filter mounted around 6 and a summator mounted around 07. Filters O5 and 06 are complementary so as to find at the output of O7 the signal as present at the system entry.

Ce dispositif permet de supprimer la partie des bruits de commutation situés au-dessus de la fréquence d'accord de O5 et 06 car ils sont éliminés par O5
Une variante de réalisation de l'invention est illustrée dans la figure 3 dans laquelle la sommation des parties basses et hautes du spectre ne s'effectue pas électriquement mais acoustiquement dans un système multi amplifié où les fréquences médium et aigues sortant de 6 sont amplifiées en puissance par O8 et diffusées par le haut-parleur HP1 tandis que les fréquences basses sortant de O5 sont amplifiées en puissance en 09 et diffusées par le haut-parleur HP2. This device makes it possible to suppress the part of the switching noises situated above the tuning frequency of O5 and 06 because they are eliminated by O5
An alternative embodiment of the invention is illustrated in FIG. 3 in which the summation of the low and high parts of the spectrum is not carried out electrically but acoustically in a multi amplified system where the mid and high frequencies leaving 6 are amplified in power by O8 and diffused by the speaker HP1 while the low frequencies leaving O5 are amplified in power in 09 and diffused by the loudspeaker HP2.

Claims

1. Improved dynamic equalization method for amplifying audio frequency signals characterized in that it consists in filtering with a low pass filter the output signal of the dynamic equalization means; filtering with an additional high pass filter the input signal of the dynamic equalization means and summing the two signals collected at the output of the high pass and low pass filters.

2. Improved dynamic equalization method according to claim 1 characterized in that the tuning frequency of the high pass and low pass filters is equal to or greater than the highest tuning frequency of the dynamic equalization means.

3. Device for implementing the method of claim 1 comprising a low pass filter placed at the output of the dynamic equalization means and a complementary high pass filter whose input is connected in parallel with the input of the means d dynamic equalization and a device for summing the two signals collected at the output of the high pass and low pass filters.

4. Improved dynamic equalization device according to claim 3 characterized in that the tuning frequency of the high pass and low pass filters is equal to or greater than the highest tuning frequency of the dynamic equalization means.

5. An improved dynamic equalization device according to claim 3 or 4, characterized in that the summation of the signals from the high pass and low pass filters is effected by an electronic summation means.

6. An improved dynamic equalization device according to claim 3 or 4 characterized in that the summation of the signals from the high pass and low pass filters is done by an acoustic summation means.