1- Indication du domaine
[0001] Le dispositif objet de la présente invention concerne la sonorisation des locaux
acoustiquement réverbérants. Pour obtenir une bonne clarté du son et une bonne intelligibilité
de la voix dans de tels locaux, les enceintes acoustiques doivent rayonner de façon
directive vers les auditeurs, afin que le son direct perçu par ceux-ci (son de propageant
directement de l'enceinte aux auditeurs) soit d'énergie importante en regard de celle
du son lui parvenant après réverbération par les parois du local. Le dispositif de
sonorisation doit de plus assurer une couverture sonore la plus homogène possible
de la zone à sonoriser. Les auditeurs étant en général situés sur un plan horizontal
de surface importante, on est amené à considérer une enceinte de type colonne, dont
la directivité est marquée dans le plan vertical, et peu marquée dans le plan horizontal.
2- Etat de la technique
[0002] La figure 1 décrit une configuration typique. L'enceinte (11) doit produire un niveau
sonore le plus homogène possible sur toute une zone (12) où se situe l'auditoire,
et ceci sur une bande de fréquence la plus large possible. Elle doit de plus comme
nous l'avons vu minimiser l'énergie sonore rayonnée ailleurs que vers l'auditoire,
afin de minimiser l'énergie réverbérée par le local et parvenant aux auditeurs.
[0003] Deux types d'approches ont été développées pour atteindre cet objectif: les réseaux
contrôlés géométriquement, et les réseaux contrôlés électroniquement.
2.1- Le réseau contrôlé géométriquement
[0004] Connaissant l'objectif de couverture sonore, on peut déduire la forme du front d'onde
acoustique que l'enceinte doit rayonner. Les brevets
FR 2626886 et dérivés décrivent un dispositif permettant de générer un front d'ondes proche
de cet objectif. Le principe fait appel à un guide d'ondes cylindriques excité à l'une
de ses extrémités par un haut-parleur, et rayonnant à l'autre extrémité par une ouverture
rectangulaire allongée. La forme du guide d'ondes est telle que le champ acoustique
rayonné s'apparente à celui rayonné par un piston rectangulaire de forme allongée.
En superposant plusieurs de ces guides d'ondes, et en les inclinant les uns par rapport
aux autres, on peut approcher la forme du front d'ondes voulu, et donc approcher l'objectif
de couverture sonore recherché. La figure 2 illustre ce principe avec une superposition
de huit guides d'ondes (22) tels que celui décrit dans le brevet
FR 2626886, associés à huit haut-parleurs (21), générant un front d'ondes (23). Les brevets
FR 2813986 et associés décrivent un autre guide d'onde permettant d'atteindre le même objectif.
[0005] Mais ce principe de synthèse géométrique du front d'ondes conduit inévitablement
à une forme d'enceinte incurvée. Il est donc difficilement applicable si l'enceinte
est destinée à être montée verticalement, par exemple en applique sur un mur ou un
pilier.
[0006] Le brevet
US5590214 intitulé "Vertical Array Type Speaker" présente un dispositif constitué de deux colonnes
de haut-parleurs montées face-à-face, rayonnant par une fente verticale. Mais ce dispositif
n'est pas à même de générer un front d'ondes assurant une couverture sonore homogène.
2.2- Le réseau contrôlé électroniquement
[0007] Pour générer le front d'ondes recherché, on peut aussi faire appel à un réseau de
haut-parleurs traditionnels, et aux techniques de filtrage classiques issues des radars.
La figure 3 illustre le principe d'utilisation de retards (31), notés R
n sur la figure, associés à des haut-parleurs (34) via des filtres (32) et amplificateurs
de puissance (33) pour approcher le front d'ondes (35) voulu. Ainsi par exemple, un
réseau rectiligne et régulier de haut-parleurs espacés d'une distance notée a génère
un front d'onde orienté suivant la direction ϕ lorsque l'on choisit R
n = (n-1).a/c.sin(ϕ), c étant la célérité du son, n étant l'indice du haut-parleur.
L'utilisation adéquate des filtres (32) permet de minimiser les variations fréquentielles
de la structure du champ acoustique rayonné. Le brevet
WO 03034780 décrit un dispositif de ce type. Malheureusement, le fait d'utiliser un nombre limité
de haut-parleurs (un réseau discret, et non pas continu) induit des lobes secondaires
d'amplitude importante, qui dégradent la qualité acoustique. Ces lobes secondaires
sont d'amplitudes d'autant plus importantes que la direction du lobe principal s'écarte
de la normale au réseau.
[0008] Les brevets
EP0791279 et associés présentent un dispositif de ce type, et revendiquent un principe de positionnement
des haut-parleurs, qui sont espacés régulièrement sur une partie de l'enceinte, puis
espacés logarithmiquement. Ce principe permet de limiter le nombre de haut-parleurs
nécessaires, mais conduit à une répartition des puissances inégale sur tous les haut-parleurs,
et donc à un niveau sonore rayonné maximal moins important que si la puissance était
également répartie sur tous les haut-parleurs comme c'est la cas dans les réseaux
géométriques.
[0009] Le réseau piloté électroniquement présente l'avantage de pouvoir contrôler dans une
certaine mesure la structure du champ rayonné sans altération mécanique du dispositif,
en jouant simplement sur les paramètres de filtrage. Par contre, il présente l'inconvénient
de générer des lobes secondaires de forte amplitude à haute fréquence, c'est à dire
lorsque la longueur d'onde est inférieure ou égale à la distance séparant les haut-parleurs
(critère d'échantillonnage spatial).
[0010] La technique dite WFS (« Wave Field Synthesis ») met en oeuvre elle aussi un réseau
de haut-parleurs contrôlé électroniquement par des retards, filtres, et amplificateurs
de puissance. Par application du principe de Huygens, un réglage adéquat des retards
et filtres permet de générer un front d'ondes correspondant à une source virtuelle
située à un endroit donné de l'espace. On parle alors de « spatialisation ». Par extension,
cette technique a été utilisée pour l'enregistrement et la reproduction sonore, ainsi
qu'en acoustique des salles pour simuler dans une salle ou en plein air l'acoustique
d'une autre salle (voir par exemple les brevet
EP0335468,
US5452360 et associés). Des réseaux courbes de haut-parleurs ont été mis en oeuvre dans le
cadre de la WFS (voir l'article de
Evert W. Start "Application of Curved Arrays in Wave Field Synthesis", preprint n°4143,
100ème Convention de l'AES, 1996). Les brevets
EP12099498 et associés décrivent une mise en oeuvre de la WFS avec un type particulier de haut-parleurs.
L'article de
Mark S. Ureda "Wave Field Synthesis with Hom Arrays" (preprint n°4144, 100th AES Convention,
Copenhague, Mai 1996) décrit la mise en oeuvre de la WFS avec des haut-parleurs à pavillons.
[0011] Dans tous ces travaux, l'objectif est de pouvoir générer des fronts d'ondes de formes
variées, et les orientations des axes d'émission des haut-parleurs sont perpendiculaires
au réseau. Le contrôle du rayonnement du réseau se fait donc exclusivement grâce aux
paramètres électroniques (retards et filtres essentiellement), et non en jouant sur
les orientations des haut-parleurs comme c'est le cas pour les réseaux contrôlés géométriquement
dont nous avons parlé.
3- Exposé de l'invention
[0012] L'intérêt du dispositif objet de la présente invention est de combiner les avantages
du réseau géométrique avec ceux du réseau piloté électroniquement : il permet un excellent
contrôle du champ acoustique rayonné, minimisant les lobes secondaires, optimisant
la puissance maximale émissible grâce à une répartition homogène sur tous les haut-parleurs,
tout en ayant une forme rectiligne permettant une intégration aisée, par exemple en
applique sur une paroi.
[0013] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de sonorisation permettant une
couverture sonore homogène sur une zone à sonoriser, comprenant un réseau de sources
électroacoustiques, chaque source électroacoustique diffusant une version retardée
par un retard, filtrée par un filtre, et amplifiée par un amplificateur du signal
d'entrée du dispositif, caractérisé en ce que ledit réseau est essentiellement rectiligne
et vertical, en ce que les angles θ formés par les axes d'émission des sources électroacoustiques
et la normale au réseau sont tels que θ
n>θ
n-1, où n est l'indice des sources électroacoustiques numérotées dans l'ordre croissant
du haut vers le bas du dispositif, et en ce que les retards coopèrent avec les angles
θ de sorte que le dispositif génère un front d'ondes de la forme correspondant à la
couverture sonore voulue de la zone à sonoriser.
[0014] De préférence, les angles d'inclinaison θ des sources électroacoustiques sont choisis
de telle sorte que pour chacune des sources électroacoustiques, la distance d séparant
le centre de ladite source électroacoustique du point d'intersection entre l'axe d'émission
de ladite source électroacoustique et le front d'onde voulu soit minimale. Les retards
valent essentiellement R
n=R
n-1+(d
n-1-d
n)/c pour n>1, R
n étant le retard (en secondes) associé à la n
ième source électroacoustique, R
1 étant quelconque, c étant la célérité du son en m/s, les distances d étant exprimées
en mètres.
[0015] Dans le cas où les sources électroacoustiques sont toutes de même hauteur, la définition
des retards donnée ci-dessus correspond essentiellement à R
n= R
n-1+a
n-1/c.sin((θ
n+θ
n-1)/2) pour n>1, R
1 étant quelconque, a
n étant la distance (en mètres) séparant le centre de la n
ième source électroacoustique du centre de la (n+1)
ieme, et les angles θ étant exprimés en radians.
[0016] L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples
de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une configuration de sonorisation traditionnelle ;
la figure 2 représente le principe d'un réseau contrôlé géométriquement conforme à
l'état de la technique ;
la figure 3 représente le principe d'un réseau contrôlé électroniquement conforme
à l'état de la technique ;
la figure 4 représente le principe de l'invention, vu en coupe longitudinale ;
la figure 5 représente une vue de face du réseau de haut-parleurs monté dans une enceinte
;
la figure 6 représente une vue de face d'un haut parleur à membrane essentiellement
rectangulaire ;
la figure 7 représente, sous forme de vues de face, l'assemblage de haut-parleurs
à membranes rectangulaires et circulaires ;
la figure 8 représente un mode de réalisation de l'invention vu en coupe longitudinale,
dans lequel les sources électroacoustiques sont constituées de groupes de haut-parleurs
;
la figure 9 représente un mode de réalisation de l'invention vu en coupe longitudinale,
dans lequel les sources électroacoustiques sont de hauteurs différentes.
[0017] Le principe de l'invention, présenté sur la figure 4 en coupe longitudinale pour le cas de huit sources électroacoustiques,
est inspiré des lentilles de Fresnel utilisées en optique. Un réseau de N sources
électroacoustiques (1), est associé à des retards (3), filtres (4), et amplificateurs
de puissance (5). Les sources électroacoustiques (1) sont alignées verticalement,
et orientés de telle sorte que, combinées à un jeu de retards (3) choisis de façon
adéquate, elles génèrent le front d'onde (6) de la forme voulue, correspondant à une
couverture sonore recherchée sur une zone à sonoriser. Les filtres et retards peuvent
bien sur être permutés, et d'autres éléments (limiteurs par exemple) peuvent être
insérés en amont des amplificateurs de puissance. Le signal d'entrée à diffuser est
appliqué à toutes les sources électroacoustiques via les retards (3), filtres (4),
et amplificateurs (5).
[0018] L'originalité de la présente invention consiste donc à générer le front d'ondes voulu
(6) en jouant à la fois sur un aspect géométrique grâce aux orientations et positionnements
des sources électroacoustiques (1) du réseau, et sur un aspect électronique en compensant
notamment par des retards (3) les décalages spatiaux entre les sources électroacoustiques
(1).
[0019] Par référence à la figure 4, l'angle d'inclinaison θ
n de la n
ième source électroacoustique est tel que la distance d
n séparant le centre de ladite source électroacoustique du point d'intersection entre
l'axe d'émission de ladite source électroacoustique et le front d'onde voulu soit
minimale, et ceci pour toutes les sources électroacoustiques.
[0020] Les sources électroacoustiques (1) étant numérotées du haut vers le bas, le retard
R
n associé à la n
ième source électroacoustique doit alors valoir R
n=R
n-1+(d
n-1-d
n)/c pour n = 2 à N, c étant la célérité du son (en m/s) et N le nombre de sources
électroacoustiques (R
n en secondes, d
n en mètres). On pourra prendre R
1=0 ou toute autre valeur. On note que ce sont les différences d
n-1-d
n qui interviennent, et donc que la définition ci-dessus ne dépend pas de la propagation
du front d'ondes.
[0021] On nomme hauteur d'une source électroacoustique (1) la distance séparant l'extrémité
inférieure de l'extrémité supérieure de ladite source. Selon le principe exposé ci-dessus,
et dans le cas où les sources électroacoustiques sont toutes de même hauteur, les
valeurs des retards (3) peuvent encore s'exprimer en fonction des angles d'inclinaison
θ (en radians) des sources électroacoustiques (1) selon la formule R
n=R
n-1+(a
n-1/c).sin((θ
n+θ
n-1)/2) pour n = 2 à N, R
n étant le retard (en secondes) associé à la n
ième source électroacoustique, R
1 étant quelconque, a
n étant la distance (en mètres) séparant le centre de la n
ième source électroacoustique du centre de la (n+1)
ième, et c étant à nouveau la célérité du son (en m/s).
[0022] Dans la situation habituelle où le dispositif est placé au dessus de la zone à sonoriser,
ce principe conduit à un jeu d'angles θ tels que θ
n>θ
n-1.
[0023] Ainsi, à une forme du front d'onde (6) et un type de source électroacoustique donné
correspond un jeu d'angles θ et de valeurs des retards (3). Toutefois, en attribuant
aux retards (3) des valeurs légèrement différentes de celles résultant des formules
données ci-dessus, et en jouant éventuellement sur les gains et réponses fréquentielles
des filtres (4), il est possible de générer un front d'ondes différent de celui correspondant
au jeu d'angles θ. Ceci permet par exemple de corriger en partie l'effet d'un positionnement
de la colonne à une hauteur différente de celle pour laquelle elle a été conçue (angles
d'inclinaison θ), ou encore de corriger un niveau sonore inadéquat dans une certaine
zone résultant d'un phénomène acoustique du local considéré.
[0024] Si les sources électroacoustiques ne sont pas toutes identiques, alors les filtres
(4) seront aussi utilisés pour corriger les différences pouvant exister entre leurs
caractéristiques de réponses fréquentielles et/ou temporelles.
[0025] Les filtres (4) et retards (3) peuvent être réalisés par un processeur numérique
de signal (DSP) équipé d'un logiciel adéquat.
[0026] La longueur du réseau est un paramètre important de l'invention, comme elle l'est
pour tous les autres types de réseaux. Plus elle est grande, plus grande est la zone
que le réseau permet de couvrir, et meilleure est l'homogénéité de la couverture aux
basses fréquences.
[0027] Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les sources électroacoustiques
(1) sont des haut-parleurs à rayonnement direct, ces haut-parleurs étant de préférence
équipés de membranes essentiellement rectangulaires. Des performances optimales en
termes de réjection des lobes secondaires sont obtenues lorsque chaque haut-parleur
rayonne à la manière d'un piston rectangulaire aussi haut que le permet l'écart entre
haut-parleurs. La figure 5 montre une vue de face du réseau de haut-parleurs (51)
monté dans une enceinte (52), dont les faces rayonnantes sont de préférence essentiellement
rectangulaires, éventuellement légèrement galbées dans le plan vertical pour mieux
épouser la forme du front d'ondes à restituer. La figure 6 montre un haut-parleur
à membrane (61) essentiellement rectangulaire vu de face.
[0028] Dans un second mode de réalisation de l'invention, les sources électroacoustiques
(1) sont des haut-parleurs rayonnant au travers de guides d'ondes. Chaque guide d'ondes
rayonne par un orifice essentiellement rectangulaire et tel que la vitesse acoustique
particulaire est à tout instant essentiellement la même en tout point de l'orifice
de rayonnement. En effet, des performances optimales en termes de réjection des lobes
secondaires sont obtenues lorsque les guides d'ondes rayonnent par une ouverture rectangulaire
comme le ferait un piston rectangulaire (par exemple ceux décrits dans les brevets
FR 2626886 et
FR 2813986 déjà mentionnés), et que leur hauteur est aussi grande que le permet l'écart entre
guides d'onde.
[0029] Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, les sources électroacoustiques
(1) sont des groupes de haut-parleurs, tous les haut-parleurs d'un même groupe étant
situés dans un même plan, disposés côte à côte et excités par le même signal électrique.
Les haut-parleurs d'un même groupe sont ainsi assemblés de telle sorte que le groupe
rayonne essentiellement comme le ferait un piston rectangulaire dans la bande de fréquence
considérée. En effet, pour des fréquences correspondant à des longueurs d'ondes inférieures
à la distance entre haut-parleurs adjacents, le rayonnement d'un assemblage régulier
de petits haut-parleurs en un groupe de haut-parleur est proche du rayonnement d'un
piston de la taille de l'assemblage. La figure 7 donne deux exemples d'assemblage
de haut-parleurs en groupe de haut-parleurs pour des haut-parleurs à membrane (71)
rectangulaires et circulaires, vus de face, côté membranes. La figure 8 illustre cette
mise en oeuvre de l'invention dans le cas de huit groupes de 4 haut-parleurs. Cette
figure est identique à la figure 4, excepté les sources électroacoustiques (1) qui
ont été remplacées par des groupes de haut-parleurs (81).
[0030] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les sources électroacoustiques
(1) sont de hauteurs différentes, la hauteur de chaque source étant essentiellement
fonction de l'angle θ associé : plus celui-ci est petit, plus la hauteur de la source
peut être grande. Ceci est illustré par la figure 9, dans laquelle les indices (1),
(2), (3), (4), (5), et (6) ont les mêmes significations que sur la figure 4. Ce mode
de réalisation présente l'avantage de minimiser la profondeur de la colonne, notée
p sur la figure 9. Les retards (3) valent encore essentiellement R
n=R
n-1+(d
n-1d
n)/c pour n>1, R
n étant le retard (en secondes) associé à la n
ième source électroacoustique, R
1 étant quelconque, c étant la célérité du son en m/s, les distances d étant exprimées
en mètres.
[0031] Les sources électroacoustiques (1) peuvent être montées ou fixées sur une même enceinte
(2). Les faces arrières des membranes des sources électroacoustiques (1) peuvent alors
soit rayonner chacune dans un volume indépendant résultant d'un cloisonnement de l'enceinte
(2), soit rayonner toutes dans le même volume. En effet, pour les fréquences situées
au delà de la fréquence de résonance des haut-parleurs, ceux-ci sont essentiellement
contrôlés par leur masse mobile, et non par la raideur du volume d'air qui les charge
à l'arrière.
[0032] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, chaque source électroacoustique
(1) est montée sur une enceinte qui lui est propre, et les enceintes assemblées selon
le principe de positionnement et d'orientation exposé ci-dessus à l'aide d'un dispositif
mécanique. En d'autres termes, les sources électroacoustiques (1) sont fixées à des
enceintes reliées mécaniquement entre elles. Ce mode de réalisation permet d'ajuster
de façon optimale les orientations des sources électroacoustiques (1) pour un positionnement
donné du dispositif et une couverture sonore voulue.
[0033] Les retards (3) et filtres (4) pourront être réalisés par un processeur numérique
de signal (DSP) muni du logiciel adéquat.
[0034] Les retards (3), filtres (4) et amplificateurs (5) pourront être embarqués dans l'enceinte
(2), ou rester à l'extérieur de l'enceinte.
1. Dispositif de sonorisation permettant une couverture sonore homogène sur une zone
à sonoriser, comprenant un réseau de sources électroacoustiques (1), chaque source
électroacoustique (1) diffusant une version retardée par un retard (3), filtrée par
un filtre (4), et amplifiée par un amplificateur (5) du signal d'entrée du dispositif,
caractérisé en ce que le réseau de sources électroacoustiques (1) est essentiellement rectiligne et vertical,
en ce que les sources électroacoustiques (1) sont fixées soit sur une même enceinte (2), soit
à des enceintes reliées mécaniquement entre elles, en ce que les angles θ formés par les axes d'émission des sources électroacoustiques (1) et
la normale au réseau sont tels que θn>θn-1, où n est l'indice des sources électroacoustiques (1) numérotées dans l'ordre croissant
du haut vers le bas du dispositif, et en ce que les retards (3) coopèrent avec les angles θ de sorte que le dispositif génère un
front d'ondes (6) de la forme correspondant à la couverture sonore voulue de la zone
à sonoriser.
2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les angles d'inclinaison θ des sources électroacoustiques (1) sont choisis de telle
sorte que pour chacune des sources électroacoustiques (1), la distance d séparant
le centre de ladite source électroacoustique du point d'intersection entre l'axe d'émission
de ladite source électroacoustique et le front d'onde voulu soit minimale.
3. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que les retards (3) valent essentiellement Rn=Rn-t+ (dn-1-dn)/c n>1, Rn étant le retard (en secondes) associé à la nième source électroacoustique, R1 étant quelconque, c étant la célérité du son en m/s, les distances d étant exprimées
en mètres.
4. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que les sources électroacoustiques (1) sont des haut-parleurs à rayonnement direct.
5. Dispositif selon la revendication 4,
caractérisé en ce que les haut-parleurs sont équipés de membranes essentiellement rectangulaires.
6. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que les sources électroacoustiques (1) sont des haut-parleurs rayonnant au travers de
guides d'ondes.
7. Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce que chaque guide d'ondes rayonne par un orifice essentiellement rectangulaire et tel
que la vitesse acoustique particulaire est à tout instant essentiellement la même
en tout point de l'orifice de rayonnement.
8. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que les sources électroacoustiques (1) sont des groupes de haut-parleurs.
9. Dispositif selon la revendication 8,
caractérisé en ce que les haut-parleurs d'un même groupe sont voisins, situés dans un même plan et excités
par le même signal électrique.
10. Dispositif selon la revendication 9,
caractérisé en ce que les haut-parleurs d'un même groupe sont assemblés de telle sorte que le groupe rayonne
essentiellement comme le ferait un piston rectangulaire dans la bande de fréquence
considérée.
11. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les sources électroacoustiques (1) sont de hauteurs différentes.
1. A sound device allowing homogenous sound coverage over an area to be addressed, comprising
a network of electroacoustic sources (1), each electroacoustic source (1) transmitting
a version delayed by a delay (3), filtered by a filter (4) and amplified by an amplifier
(5) of the input signal to the device,
characterized in that the network of electroacoustic sources (1) is essentially rectilinear and vertical,
in that the electroacoustic sources (1) are fixed either onto one same speaker (2) or to
speakers mechanically linked together, in that the angles θ formed by the emission axes of the electroacoustic sources (1) and the
normal to the network are such that θn>θn-1 where n is the index of the electroacoustic sources (1) numbered in increasing order
from the top to the bottom of the device, and in that the delays (3) cooperate with the angles θ so that the device generates a wave front
(6) of the shape corresponding to the desired sound coverage of the area to be addressed.
2. The device according to claim 1,
characterized in that the tilt angles θ of the electroacoustic sources (1) are chosen so that for each
of the electroacoustic sources (1) the distance d separating the centre of the said
electroacoustic source from the point of intersection between the emission axis of
the said electroacoustic source and the desired wave front is minimal.
3. The device according to at least one of claims 1 and 2,
characterized in that the delays (3) essentially have a value of Rn = Rn-1 + (dn-1 - dn)/c n>1, Rn being the delay (in seconds) associated with the nth electroacoustic source, Rn having any value, c being the sound velocity in m/ s, the distances d being expressed
in metres.
4. The device according to at least one of claims 1 to 3,
characterized in that the electroacoustic sources (1) are direct radiation loudspeakers.
5. The device according to claim 4, characterized in that the loudspeakers are equipped with essentially rectangular membranes.
6. The device according to at least one of claims 1 to 3,
characterized in that the electroacoustic sources (1) are loudspeakers radiating through waveguides.
7. The device according to claim 6,
characterized in that each waveguide radiates via an essentially rectangular orifice and such that the
acoustic particle velocity is at all times essentially the same at every point of
the radiation orifice.
8. The device according to at least one of claims 1 to 3,
characterized in that the electroacoustic sources (1) are groups of loudspeakers.
9. The device according to claim 8,
characterized in that the loudspeakers of one same group are adjacent, located in one same plane and excited
by the same electric signal.
10. The device according to claim 9,
characterized in that the loudspeakers of one same group are assembled so that the group radiates essentially
as a rectangular piston would radiate in the frequency band under consideration.
11. The device according to claim 1,
characterized in that the electroacoustic sources (1) are of different height.
1. Schallvorrichtung, die eine einheitliche Schallabdeckung in einem zu beschallenden
Bereich erlaubt, die ein Netz elektroakustischer Quellen (1) umfasst, wobei jede elektroakustische
Quelle (1) eine durch eine Verzögerung (3) verzögerte, durch einen Filter (4) gefilterte
und durch einen Verstärker (5) verstärkte Version des Eingangssignals der Vorrichtung
verbreitet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Netz elektroakustischer Quellen (1) im Wesentlichen geradlinig und vertikal ist,
dass die elektroakustischen Quellen (1) entweder an ein und derselben Box (2) oder
an Boxen befestigt sind, die mechanisch miteinander verbunden sind, dass die Winkel
θ, die von den Sendeachsen der elektroakustische Quellen (1) und der Normalen im Netz
gebildet werden, derart sind, dass θn>θn-1 ist, wobei n die Kennziffer der elektroakustischen Quellen (1) ist, die in aufsteigender
Reihenfolge von oben nach unten der Vorrichtung nummeriert sind, und dass die Verzögerungen
(3) mit den Winkeln θ derart zusammenarbeiten, dass die Vorrichtung eine Wellenfront
(6) der Form erzeugt, die der gewollten Schallabdeckung des zu beschallenden Bereichs
entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel θ der elektroakustischen Quellen (1) derart ausgewählt sind, dass
für jede der elektroakustischen Quellen (1) der Abstand d, der die Mitte der elektroakustischen
Quelle von Schnittpunkt zwischen der Sendeachse der elektroakustischen Quelle und
der gewollten Wellenfront trennt, minimal ist.
3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungen (3) im Wesentlichen
Rn=Rn-1+(dn-1-dn)/c n> sind, wobei Rn die Verzögerung (in Sekunden) ist, der n-ten elektroakustischen Quelle zugeordnet,
wobei R1 beliebig ist, wobei c die Geschwindigkeit des Tons in m/s ist, wobei die Abstände
d in Meter ausgedrückt sind.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektroakustischen Quellen (1) Lautsprecher mit direkter Abstrahlung sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecher mit im Wesentlichen rechteckigen Membranen ausgestattet sind.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektroakustischen Quellen (1) Lautsprecher sind, die anhand von Wellenleitern
abstrahlen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wellenleiter durch eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung strahlt und derart,
dass die spezielle akustische Geschwindigkeit an jedem Punkt der Abstrahlungsöffnung
in jedem Augenblick im Wesentlichen dieselbe ist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektroakustischen Quellen (1) Lautsprechergruppen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecher einer selben Gruppe benachbart sind, sich in derselben Ebene befinden
und vom selben elektrischen Signal erregt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecher einer selben Gruppe derart verbunden sind, dass die Gruppe im Wesentlichen
so strahlt, wie es ein rechtwinkliger Kolben in dem betreffenden Frequenzband tun
würde.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektroakustischen Quellen (1) unterschiedliche Höhen haben.