FR2884370A1 - Dispositif de filtrage pour caisson de basses et caisson de basse incorporant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Le caisson de basses (40) a des première et seconde bobines de haut-parleur et un dispositif de filtrage comprenant trois entrées (E1, E2, E3), quatre sorties (S1, S2, S3 , S4), trois canaux (C1, C2, C3) et une bobine (L') présentant une première (P) et une seconde (R) extrémités de bobinage et un point milieu (M) de bobinage. Le premier canal (C1) relie la première entrée (E1) à la première sortie (S1) du dispositif. Le troisième canal (C3) relie la troisième entrée (E3) à la quatrième sortie (S4) du dispositif. Le second canal (C2) relie la deuxième entrée (E2) du dispositif au point milieu (M) de la bobine, la première extrémité (P) de bobinage à la deuxième sortie (S2) du dispositif et la seconde extrémité (R) de bobinage à la troisième sortie (S3) du dispositif,

Description

DISPOSITIF DE FILTRAGE POUR CAISSON DE BASSES ET CAISSON DE

BASSE INCORPORANT UN TEL DISPOSITIF

La présente invention concerne le domaine des systèmes stéréophoniques. Un système stéréophonique traite un signal sur une voie gauche et un autre signal sur une voie droite, afin de restituer, à partir de ces signaux, des sons distribués spatialement, représentatifs d'une image sonore.

Dans un système stéréophonique, chaque voie comporte généralement un bloc d'amplification électronique, destiné notamment à augmenter la puissance des signaux, suivi d'un bloc de restitution sonore comportant des enceintes acoustiques et destiné à traduire les signaux électriques amplifiés en signaux perceptibles par l'oreille humaine.

Les enceintes acoustiques comprennent des circuits de filtrage de fréquence pour séparer les signaux basse fréquence, les signaux haute fréquence et les signaux moyennes fréquence, suivis de haut-parleurs respectifs pour les basses fréquences, les hautes et les moyennes fréquences des signaux.

Les circuits de filtrage de puissance comprennent généralement des circuits de type RLC, c'est-à-dire comprenant des éléments parmi des bobines (L), des résistances (R) et des condensateurs (C).

L'effet stéréophonique dépend de la différence de phase entre les signaux des voies gauche et droite dans les moyennes et hautes fréquences (environ 15C) Hertz à 20 kilo Hertz). Il provient d'une différence de phase introduite entre les signaux des voies gauche et droite, et est d'autant plus perceptible par l'oreille humaine que les fréquences sont élevées.

Ainsi le même son de moyenne ou haute fréquence émis par une enceinte gauche et une enceinte droite placées devant l'auditeur à partir d'un même signal donnent l'impression de provenir une enceinte virtuelle placée au centre des deux enceintes. Des sons de moyenne ou haute fréquence émis par une enceinte gauche et une enceinte droite à partir de signaux en opposition de phase donnent l'impression de provenir d'une même enceinte virtuelle disposée à l'arrière de l'auditeur.

L'introduction d'une différence de phase entre les signaux basses fréquences des voies droite et gauche correspondant aux sons graves n'a pas d'effet sur la distribution de l'image sonore correspondante, mais a pour effet une réduction de niveau sonore allant jusqu'à l'annulation mutuelle des sons des deux enceintes dans le cas d'une opposition de phase. C'est pourquoi les signaux des voies gauche et droite sont toujours des signaux en phase dans les basses fréquences et des signaux qui présentent un déphasage, dans les moyennes et hautes fréquences, dont la valeur est fonction des effets souhaités.

Les enceintes pour les signaux haute fréquence et moyenne fréquence de voie gauche sont donc toujours dissociées des enceintes pour les signaux haute fréquence et moyenne fréquence de voie droite.

En revanche, les signaux basse fréquence des voies gauches et droites peuvent être restitués soit au sein d'enceintes distinctes droite et gauche, soit au sein d'une même enceinte, appelée caisson de basses.

L'invention concerne plus particulièrement les caissons de basses, qui permettent donc la restitution sonore, au sein du même caisson, des signaux basse fréquence des voies gauche et droite.

Sur la figure 1 sont représentées à titre d'illustration trois enceintes dans un système stéréophonique connu dans l'art antérieur: une enceinte gauche 2 pour restituer les sons moyenne et haute fréquences de la voie gauche, une enceinte droite 3 pour restituer les sons moyenne et haute fréquences de la voie droite et une enceinte, dite caisson de basses 4, pour restituer les sons basse fréquence des signaux des voies gauches et droites.

Le signal de voie gauche SG est un signal alternatif large bande délivré en sortie du bloc d'amplification (non représenté) de la voie gauche du système stéréophonique. Il est fourni en entrée de l'enceinte gauche 2 et du caisson de basses 4.

Le signal de voie droite SD est un signal alternatif large bande délivré en sortie du bloc d'amplification (non représenté) de la voie droite du système stéréophonique. II est fourni en entrée de l'enceinte droite 3 et du caisson de basses 4.

Classiquement, le signal de voie gauche SG correspond à une différence entre des potentiels appliqués à deux entrées de l'enceinte de voie gauche 2 et à deux entrées de l'enceinte du caisson de basses 4. De la même façon, le signal de voie droite SD correspond à une différence entre des potentiels appliqués à deux entrées de l'enceinte de voie droite 3 et à deux entrées de l'enceinte du caisson de basses 4 Ainsi le signal de voie gauche SG est égal à la différence entre la tension V (, , appliquée à une entrée de l'enceinte de voie gauche 2 et à une entrée du caisson de basses, et la tension V 6 appliquée à une autre entrée de l'enceinte de voie gauche 2 et à une autre entrée du caisson de basses 4.

Le signal de voie droite SD est égal à la différence entre la tension V D appliquée à une entrée de l'enceinte de voie droite 3 et à une entrée du caisson de basses (différente de celles auxquelles sont appliquées les tensions V G et V (i), et la tension V o appliquée à une autre entrée de l'enceinte de voie 15 gauche 2 et à une autre entrée du caisson de basses 4 (différente de celles + auxquelles sont appliquées les tensions V G et V c).

Les tensions V a et V, sont égales. Dans un mode de réalisation, non exclusif, les entrées correspondant à ces tensions sont reliées à la masse électrique.

L'enceinte gauche 2 comprend un haut-parleur 5 (en anglais Tweeter ) adapté pour restituer les sons de haute fréquence de voie gauche et un haut-parleur 7 ( Medium ) adapté pour restituer les sons de moyenne fréquence de voie gauche.

L'enceinte gauche 2 comprend un circuit de filtrage 6 de type passe- haut adapté pour ne laisser passer que les composantes de haute fréquence du signal en entrée. Le signal de voie gauche SG est appliqué en entrée du circuit de filtrage 6. Le signal de voie gauche ainsi filtré est ensuite fourni en entrée du haut-parleur Tweeter 5. Dans le cas considéré, le circuit de filtrage 6 de l'enceinte 2 comporte un condensateur disposé en série du haut- parleur Tweeter 5 et une bobine disposée en parallèle du haut-parleur 5.

L'enceinte gauche 2 comprend en outre un circuit de filtrage 8 de type passe-haut adapté pour ne laisser passer que les composantes de moyenne fréquence du signal en entrée. Le signal de voie gauche SG est appliqué en entrée du circuit de filtrage 8. Le signal de voie gauche ainsi filtré est ensuite fourni en entrée du haut-parleur Medium 7. Dans le cas considéré, le circuit de filtrage 8 de l'enceinte 2 comporte un condensateur disposé en série du haut-parleur Medium 7 et une bobine disposée en parallèle du haut-parleur 7.

De façon symétrique, l'enceinte droite 3 comprend un haut-parleur Tweeter 5' adapté pour restituer les sons de haute fréquence de voie droite et un haut-parleur Medium 7' adapté pour restituer les sons de moyenne fréquence de voie droite.

L'enceinte droite 3 comprend un circuit de filtrage 6' adapté pour ne laisser passer que les composantes de haute fréquence du signal en entrée, similaire au circuit de filtrage 6 de l'enceinte 2 de voie gauche. Le signal de voie droite SD est appliqué en entrée du circuit de filtrage 6'. Le signal de voie droite ainsi filtré est ensuite fourni en entrée du haut-parleur Tweeter 5'.

L'enceinte droite 3 comprend en outre un circuit de filtrage 8' adapté pour ne laisser passer que les composantes de moyenne fréquence et similaire au circuit de filtrage 8 de l'enceinte 2 de voie gauche. Le signal de voie droite SD est appliqué en entrée du circuit de filtrage 8'. Le signal de voie droite ainsi filtré est ensuite fourni en entrée du haut-parleur Medium 7'.

Dans d'autres modes de réalisation, au moins un des circuits de filtrage 6, 6', 8, 8' des enceintes 2, 3 ne comportera pas de bobine.

Le caisson de basses 4 comprend un haut-parleur 9 (en anglais Boomer ) pour restituer les sons de basse fréquence de voie gauche et un hautparleur Boomer 9' adapté pour restituer les sons de basse fréquence de voie droite.

Le caisson de basses 4 comprend en outre un dispositif de filtrage 11 comprenant deux circuits de filtrage 10 et 10' similaires de type passebas. Ces circuits de filtrage 10, 10' sont adaptés pour ne laisser passer que les composantes de basse fréquence du signal de voie gauche SG respectivement fournis en entrée du circuit de filtrage 10 et du signal de voie droite SD respectivement fournis en entrée du circuit de filtrage 10'. Dans le mode de réalisation décrit, ils ne laissent passer que les composantes de fréquence inférieure à 150Hz.

Dans le cas considéré, chaque circuit de filtrage 10,10' du caisson de basses 4 comporte un condensateur disposé en parallèle du haut-parleur Boomer 9, 9' et une bobine disposée en série du haut-parleur 9, 9'.

Dans d'autres modes de réalisation, au moins un des circuits de filtrage basse fréquence 10, 10' du caisson de basses 4 ne comporte pas de condensateur.

Classiquement la valeur d'inductance Lao de la bobine du circuit de filtrage 10 est la même que la valeur d'inductance de la bobine Lao du circuit de filtrage 10'. Par exemple, la valeur d'inductance L,o, égale à la valeur d'inductance Lao, de la bobine du circuit de filtrage 10', est de l'ordre de 12 milli henry (mH).

Le signal de voie gauche SG est appliqué en entrée du circuit de filtrage 10. Le signal de voie gauche ainsi filtré est ensuite fourni en entrée du haut-parleur Boomer 10.

Le signal de voie droite SD est appliqué en entrée du circuit de filtrage 10'. Le signal de voie droite ainsi filtré est ensuite fourni en entrée du haut- parleur Boomer 10'.

Ces caissons de basse de l'art antérieur nécessitent ainsi l'utilisation de deux bobines, ce qui présente des inconvénients en termes de coûts liés au matériel et au montage, en termes d'encombrement et en termes de poids.

La présente invention vise à proposer un dispositif de filtrage pour un caisson de basses réduisant les inconvénients de l'art antérieur.

A cet effet, suivant un premier aspect, l'invention propose un dispositif de filtrage de signaux stéréophoniques, destiné à être disposé dans un caisson de basses ayant des première et deuxième bobines de haut-parleur recevant respectivement des composantes à basse fréquence d'un signal d'une première voie et d'un signal d'une deuxième voie. Ce dispositif de filtrage comprend trois entrées, quatre sorties, trois canaux et une bobine inductrice présentant des première et deuxième extrémités de bobinage et un point milieu de bobinage. Le signal de première voie est à appliquer entre les première et deuxième entrées, tandis que le signal de deuxième voie est à appliquer entre les deuxième et troisième entrées. Les première et deuxième sorties sont à relier aux bornes de la première bobine de haut-parleur, tandis que les troisième et quatrième sorties étant à relier aux bornes de la deuxième bobine de haut-parleur. Le premier canal relie la première entrée à la première sortie. Le troisième canal relie la troisième entrée à la quatrième sortie. Le deuxième canal relie la deuxième entrée au point milieu de bobinage, la première extrémité de bobinage à la deuxième sortie, et la seconde extrémité de bobinage à la troisième sortie.

Un tel dispositif de filtrage pour un caisson de basses présente l'avantage de n'utiliser qu'une bobine inductrice au lieu des deux bobines nécessaires dans l'art antérieur, ce qui permet de faire baisser le coût du dispositif de filtrage, son poids et son encombrement.

Suivant un second aspect, l'invention propose un caisson de basses comportant un dispositif de filtrage suivant le premier aspect de l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma représentant l'art antérieur décrit cidessus; - les figures 2 et 3 représentent deux modes de réalisation d'un calisson de basses selon l'invention.

Sur la figure 2 est représenté un caisson de basses 40 dans un mode de réalisation de l'invention.

II comprend un dispositif de filtrage 100 comportant trois entrées El, E2 et E3 et quatre sorties SI, S2, S3, S4.

Il comprend une bobine inductrice L' présentant une première extrémité de bobinage P, une seconde extrémité de bobinage R et un point milieu M. Le dispositif de filtrage 100 comprend en outre des canaux conducteurs: un premier canal Cl qui relie l'entrée El à la sortie SI du dispositif, un second canal C2 décrit ci-après et un troisième canal C3 qui relie l'entrée E3 à la sortie S4 du dispositif.

Une première partie du second canal C2 relie la deuxième entrée E2 au point milieu M de la bobine L'. Une seconde partie du second canal C2 relie la première extrémité de bobinage P de la bobine L' à la sortie S2, tandis qu'une troisième partie du canal C2 relie la seconde extrémité de bobinage R de la bobine L' à la sortie S3 du dispositif de filtrage 100.

Le caisson de basses 40 comporte en outre deux haut-parleurs boomers 90, 90' particulièrement bien adaptés pour restituer les signaux sonores de basses fréquences. Le haut-parleur 90 est destiné à restituer les basses de la voie gauche, tandis que le haut-parleur 90' est destiné à restituer les basses de la voie droite.

Le haut-parleur 90 de la voie gauche comporte deux entrées HI et H2.

De la même façon, le haut-parleur de la voie droite 90' comporte deux entrées HI' et H2'.

De préférence, le dispositif de filtrage 100 comprend en outre un condensateur C disposé entre le premier canal Cl du dispositif de filtrage 100 et la partie dru deuxième canal C2 qui relie la première extrémité de bobinage P à la deuxième sortie S2 du dispositif de filtrage 100.

De préférence, le dispositif de filtrage 100 comprend également un condensateur C disposé entre le troisième canal C3 du dispositif de filtrage 100 et la partie du deuxième canal C2 qui relie la deuxième extrémité de bobinage R à la troisième sortie S3 du dispositif de filtrage 100.

Le dispositif de filtrage 100 est ainsi un circuit adapté pour filtrer un signal appliqué entre les entrées El et E2 en en retirant les moyennes et hautes fréquences (dans le mode de réalisation considéré, en retirant les fréquences supérieures à 150 Hz) et pour délivrer entre les sorties SI et S2 les composantes de basses fréquences du signal appliqué entre les entrées El et E2. Le dispositif de filtrage 100 est également adapté pour filtrer un signal appliqué entre les entrées E3 et E2 en en retirant les moyennes et hautes fréquences et pour délivrer entre les sorties S4 et S3 les composantes de basses fréquences du signal appliqué entre les entrées E3 et E2.

Avantageusement, la valeur de l'inductance L' sera prise égale au double de la valeur des inductances présentes dans les circuits de filtrage 10, 10' de l'art antérieur, soit 24 mH.

Un signal large bande alternatif de voie gauche SG est fourni en entrée du caisson de basses 40. Il est représenté par une différence entre des potentiels U,, et U, appliqués à deux entrées de l'enceinte du caisson de basses 40. De la même façon, un signal alternatif large bande de voie droite SD 5 est fourni en entrée du caisson de basses 40. Il correspond à une différence + entre des potentiels U D et U D appliqués à deux entrées de l'enceinte du caisson de basses 40.Les potentiels U G et U D sont égaux.

Les signaux de voie gauche SG et droite SD sont fournis aux entrées du dispositif de filtrage 100. Le signal SG correspond à la différence de potentiel entre les entrées El et E2 et le signal SD correspond à la différence de potentiel entre les entrées E3 et E2.

Le signal S'G délivré par le dispositif de filtrage 100 et égal à la différence de potentiel entre les sorties S1 et S2 correspond aux composantes de basses fréquences du signal de voie gauche. Il est fourni en entrée du haut- parleur boomer 90.

Le signal S'D délivré par le dispositif de filtrage 100 et égal à la différence de potentiel entre les sorties S4 et S3 correspond aux composantes de basses fréquences du signal de voie droite. Il est fourni en entrée du haut-parleur boomer 90'.

Ainsi la présente invention permet de n'utiliser qu'une bobine L' à la place de deux bobines dans le dispositif de filtrage passe-bas d'un caisson de basses pour voies stéréophoniques, ce qui a pour effet de baisser le coût, l'encombrement et le poids du dispositif de filtrage. Cette disposition diminue également le risque de pannes au cours de transport ou de chute du caisson de basses.

Par ailleurs, lorsque les signaux de voie gauche et droite sont identiques, le fait d'utiliser la même bobine pour les signaux permet, conformément à la loi d'Ampère et en cas notamment de défaillance de l'amplificateur audio ou en cas de problème de mixage à l'enregistrement, de renforcer et d'équilibrer les basses des deux signaux grâce au champ magnétique généré dans le tore commun de la bobine. La valeur de self étant directement proportionnelle au carré du nombre de spires, avantageusement, on remplace les deux bobines de même inductance de l'art antérieur de diamètre extérieur respectif D par une bobine de diamètre extérieur D' inférieur au diamètre D de valeur d'inductance égale au double de la valeur d'inductance d'une bobine de l'art antérieur, comprenant un fil de bobinage plus gros que celui des deux bobines de l'art antérieur, ce qui a pour effet de diminuer la résistance de la bobine. Par exemple, dans le cas où les bobines de l'art antérieur de valeur d'inductance respective égale à 12 mH sont réalisées chacune avec du fil de diamètre 0,40 mm bobiné entre un diamètre intérieur de 13 mm et un diamètre extérieur de 24 mm, réalisant ainsi entre 400 à 500 spires, on remplace ces deux bobines par une double bobine comportant entre 800 à 1000 spires (inductance d'environ 24 mH), réalisés avec du fil de diamètre 0,80 mm bobiné entre un diamètre intérieur de 13 mm et un diamètre extérieur de 35 mm.

Ceci permet de diminuer l'encombrement total tout en divisant par 2 la résistance due aux bobines, ce qui représente un gain de niveau acoustique d'environ 1 à 2 dB.

La figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle les deux bobines 91, 91' appartiennent à un même haut-parleur 92. De tels hautparleurs à double bobine peuvent avantageusement remplacer la paire de haut-parleurs à simple bobine 90, 90' représentés dans le mode de réalisation de la figure 2.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de filtrage (100) de signaux stéréophoniques, destiné à être disposé dans un caisson de basses (40) ayant des première et deuxième bobines de haut-parleur (91, 91') recevant respectivement des composantes à basse fréquence d'un signal (SG) d'une première voie et d'un signal (SD) d'une deuxième voie, le dispositif de filtrage étant caractérisé en ce qu'il comprend trois entrées (El, E2, E3), quatre sorties (Si, S2, S3, S4), trois canaux (Cl, C2, C3) et une bobine inductrice (L') présentant une première (P) et une deuxième (R) extrémités de bobinage et un point milieu (M) de bobinage, le signal de première voie étant à appliquer entre les première et deuxième entrées, le signal de deuxième voie étant à appliquer entre les deuxième et troisième entrées, les première et deuxième sorties étant à relier aux bornes de la première bobine de haut-parleur, et les troisième et quatrième sorties étant à relier aux bornes de la deuxième bobine de haut- parleur, en ce que le premier canal (Cl) relie la première entrée (El) à la première sortie (Si), en ce que le troisième canal (C3) relie la troisième entrée (E3) à la quatrième sortie (S4), et en ce que le deuxième canal (C2) relie la deuxième entrée (E2) au point milieu (M) de bobinage, la première extrémité (P) de bobinage à la deuxième sortie (S2), et la seconde extrémité (R) de bobinage à la troisième sortie (S3).

2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre un condensateur (C) disposé entre le premier canal (Cl) et la première extrémité (P) de bobinage.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un condensateur (C) disposé entre le troisième canal (C3) et la deuxième extrémité (R) de bobinage.

4. Caisson de basses stéréophonique (40) comprenant des première et deuxième bobines de haut-parleur (91, 91') et un dispositif de filtrage (100) pour recevoir un signal (SG) d'une première voie entre des première et deuxième entrées (El, E2) et un signal (SD) d'une deuxième voie entre la deuxième entrée (E2) et une troisième entrée (E3), et pour fournir des composantes à basse fréquence du signal de première voie (SG) aux bornes de la première bobine de haut-parleur (91) et des composantes à basse fréquence du signal de deuxième voie (SD) aux bornes de la deuxième bobine de haut-parleur (91'), caractérisé en ce que le dispositif de filtrage comprend une bobine inductrice (L') présentant une première (P) et une deuxième (R) extrémités de bobinage et un point milieu (M) de bobinage, un premier canal (Cl) reliant la première entrée (El) à une borne (SI) de la première bobine de haut-parleur, un deuxième canal (C2) reliant la deuxième entrée (E2) au point milieu (M) de bobinage, la première extrémité (P) de bobinage à l'autre borne (S2) de la première bobine de haut-parleur et la seconde extrémité (R) de bobinage à une borne (S3) de la deuxième bobine de haut-parleur la troisième sortie (S3), et un troisième canal (C3) reliant la troisième entrée (E3) à l'autre borne (S4) de la deuxième bobine de haut- parleur.

5. Caisson de basses selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de filtrage comprend en outre un condensateur (C) disposé entre le premier canal (Cl) et la première extrémité (P) de bobinage.

6. Caisson de basses selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le dispositif de filtrage comprend en outre un condensateur (C) disposé entre le troisième canal (C3) et la deuxième extrémité (R) de bobinage.

7. Caisson de basses selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant deux haut-parleurs (90, 90') comportant respectivement les première et deuxième bobines de haut-parleur (91, 91').

8. Caisson de basses selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant un haut-parleur (92) comportant chacune des première et deuxième bobines de haut-parleur (91, 91').