Brevet FR2394865A1 — publié le 19790112

La présente invention est relative à un montage dénommé filtre à action vocale qui placé entre un générateur de signaux électriques à fréquences acoustiques et un système de conversion électroacoustique d'ondes électriques en ondes sonores, modifie le spectre de fréquence des signaux issus du géné- rateur de sorte à produire des sons dont les modulations sont analogues à celles de la voix humaine. On connaft pour obtenir des sons reproduisant ou imitant la voix humaine des montages dotés de mémoires et de processus numériques programb més pour-restructurer et/où synthétiser un mot ou une phrase à partir d'un signal numérique codé représentant ce mot ou cette phrase. Ces montages ne permettent pas la transformation de signaux autres que ceux résultant du codage; numérique. On connart aussi pour effectuer la transformation de signaux autres que ceux décrits précédemment, des montages du type filtres analogiques dont les possibilités sont limitées par la-nature même des filtres et la manière dont varient leurs fréquences de coupure+. Ltinvention a pour but de supprimer les inconvénients précédemment exposés. Le filtre à action vocale, objet de l'invention, permettant de modifier le spectre de signaux électriques à fréquences acoustiques issus d'un organe générateur d'ondes est caractérisé en ce qu'il consiste en un montage comportant un filtre analogique doté d'une fonction de transfert variable dont la variation est obtenue de façon continue et réversible par un ou plusieurs organes de commande du type potentiomètre par exemple, le dit filtre est relié à un- filtre numérique dont sa fonction de transfert est échantillonnéè au moyen d'une horloge génératrice d'impulsions à récurrence variable, cette récurrence dépendant d'une commande externe du type potentiomètre par exemple ou interne, agissant par signal électrique prélevé au niveau du filtre analogique, soit d'une association de ces deux types de commande par une synchronisation de telle sorte que le signal obtenu en sortie lorsqu'ri est transformé en ondes sonores reproduis e diverses modulations de la voix humaine selon le type de filtres analogiques et numériques choisis et le réglage des commandes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit faite en regard des dessins joints donnés à titre d'exemple non limitatif, sur lesquels - la figure 1 représente le schéma synoptique de principe le plus général de montage. - la figure 2, un montage dont l'origine de commande de récurrence du signal d'horloge est externe. - la figure 3, un montage dont l'origine de commande de récurrence du signal d'horloge est interne. - la figure 4, le montage du filtre pour transformer des sons musicaux en sons vocaux, la cornmande de récurrence du signal d'horloge étant à la fois externe et interne. Tel que représenté figure 1 le filtre à action vocale comporte un filtre analogique 1 à l'entrée 2 duquel le signal à traiter est appliqué, le filtre 1 est doté d'une fonction de transfert qui peut être modifiée de manière continue, réversible et contrôlable au moyen d'organes de commande 3, 312 3ê,.,. ... 3 1 tels que potentiomètres par exemple, agissant sur les fréquences de coupure du filtre 1 ou sur son type de courbe de réponse, le domaine de varia. tion des fréquences de coupure étant compris dans celui des fréquences acoustiques ou au-delà des dites fréquences acoustiques. Le spectre de fréquence du signal obtenu à la sortie du filtre analogique 1 comporte des harmoniques de fréquences identiques à celles du spectre du signal à l'entrée 2 à traiter mais d'amplitudes variables selon la variation des organes de commande 3 31 32' ........ 3x Le signal de sortie du filtre analogique 1 obtenu est appliqué à l'entrée d'un filtre numérique échantilIonné 4 destiné à modifier dans le spectre du signal qui lui est appliqué l'amplitude de certaines harmoniques et en créer de nouvelles dont la fréquence et l'amplitude sont dépendantes du spectre de fréquence du signal appliqué ainsi que de la nature du filtre numérique échantillonné 4 et de la récurrence des impulsions d'échantillonnage de telle sorte que à partir de la modification du spectre du signal d'entrée par le filtre analogique 1, on obtienne un groupe de modifications différentes dans le spectre du signal en sortie 5 du filtre numérique 4 selon la récurrence des impulsions d'échantillonnages fournies par une horloge 6, la récurrence étant déterminée soit par une commande externe 7 (potentiomètre par exemple) soit par une commande interne 8 agissant par signal électrique prélevé au niveau du filtre analogique 1 ou bien par une commande à la foi externe et interne obtenue en synchronisant les impulsions de l'horloge 6 à une des harmoniques du signal électrique prélevé au niveau du filtre dans une gamme fixée par la commande extérieure 7. Selon le montage et de façon à obtenir un fonctionnement correct, le signal à entrée 2 doit être riche en harmoniques et la récurrence des impulsions d'échantillonnage être au moins égale à deux fois la fréquence fondamen btale du signal à I'entrée 2. Comme le représente la figure 2 le filtre à action vocale comporte un filtre analogique 11 du type passe-bande à fréquence centrale pouvant varier zen de 100 Hz à 5 KHz par exemple, au moyen d'un organe de commande 13, le dit filtre 11 est relié à un filtre numérique 14 du type échantillonneur-extrapolateur dont les signaux traités sont disponibles à sa sortie 15, l'horloge 16 générateur d'impulsions a une récurrence ajustable selon la fréquence centrale variable du filtre analogique 1 1 notamment pour celle donnée en exemple, la récurrence de l'horloge 16 est comprise entre 2 et 40 KHz au moyen de la commande externe 17. Les impulsions issues de l'horloge 16 sont appliquées à l'entrée d'échantillonnage du filtre numérique 14 comme pour le filtre numérique 4 de la figure 1. Le filtre à action vocale représenté figure 3 dans lequel la récurrence des impulsions d'horloge est asservie à un multiple de la fréquence fondamen 26 tale du signal d'entrée, l'horloge/et sa commande comportent un filtre passe bande 28 destiné à atténuer les harmoniques de fréquence élevées du signal à l'entrée 22, le dit filtre 28 est relié à un trigger 29 de mise en forme du signal filtré, la sortie du trigger 29 est reliée à l'entrée de la boucle à asservissement de phase comprenant un comparateur de phase 30 à deux entrées fournissant une tension d'erreur à un générateur (VCO) 100, de signaux rectangulaires dont la fréquence est commandée par la tension d'erreur. Le signal issu du générateur 100 est appliqué à un diviseur de fréquence 101 fournissant le signal de comparaison à la deuxième entrée du comparateur de phase 30 et à un circuit de mise en forme 102 transformant le signal rectangulaire en impulsions de même récurrence qui sont appliquées à l'entrée d'échantillonnage du filtre numérique 24. La récurrence des impulsions d'échantillonnage est multiple d'un nombre n de la fréquence fondamentale du signal prélevé à l'entrée 22 si le diviseur de fréquence 101 est un diviseur par n, pour un fonctionnement correct n > 2. Selon l'exemple cité le filtre analogique 21 et son organe de commande 23 sont identiques à ceux décrits au montage représenté figure 2, la sortie du filtre 21 est reliée à l'entrée du filtre numérique 24 du type échantillonneur bloqueur, le signal ainsi traité est disponible à la sortie 25. Le montage représenté figure 4 destiné à transformer des sons musicaux issus d'instruments de musique en sons vocaux, comprend un filtre analogique 31 constitué par un variateur de fonction de transfert (VFT) 103 associé à un filtre actif amplificateur ou suramplificateur de bande 104 à fréquence centrale variable au moyen d'un organe de commande 33 pouvant être un potentiomètre ou tout autre, le filtre analogique 31 ainsi constitué présente une fonction de transfert variant au moyen d'un organe de commande 105 entre celle d'un amplificateur de bande et celle d'un atténuateur de bande, tandis que la fréquence centrale de la bande d'amplification/atténuation est elIe meme variable de par organe de commande 33, la sortie du filtre analogique 31 est reliée à l'entrée d'un filtre numérique échantillonneur-bloqueur 34. Tel que représenté, une commande interne fournit les signaux de 36 synchronisation à l'horloge/du montage constituée d'un générateur d'impulsions 106 dont la plage de récurrence est ajustée par une commande externe 37, tel que potentiomètre, les impulsions issues du générateur 106 sont appliquées à I' entrée d'échantillonnage du filtre numérique 34 échantillonneur-bloqueur, la dite commande interne de l'horloge comporte comme décrite figure 3 un filtre passe-bande 38 destiné à traiter le signal prélevé à l'entrée 32, il est relié à un trigger 39 dont la sortie est reliée à un circuit de mise en forme 202 des signaux de synchronisation notamment si les dits signaux doivent avoir une forme différente de celle des signaux fournis par le trigger tels qutimpulsions par exemple. La sortie du circuit de mise en forme 202 est reliée à l'entrée de synchronisation du générateur d'impulsions 106. Le filtre à action vocale, son entrée 32 reliée à un préamplificateur 108 prolongeant un micro 107 destiné à capter les ondes sonores formées par un instrument de musique, à sa sortie 35, les signaux obtenus amplifiés par un amplificateur de puissance 109 convertis en ondes sonores par un haut-parleur 110, permet d'imiter certaines modulations de la voix humaine au moyen des commandes 33, 105 et 37 lorsque celles-ci sont actionnées. R E V E N D I C A TISONS 1") Filtre à action vocale qui placé entre un générateur de signaux électriques à fréquences acoustiques et un système de conversion électroacoustique ondes électriques en- ondes sonores, modifie le spectre de fréquence des. signaux de manière à produire des sons dont les modulations sont analogues à celles de la voix humaine, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre analo- gique à fonction de transfert variable, de façon continue, réversible et contrat lable, suivi dtun filtre numérique dont la fonction de transfert ést échantìllon- née par une horloge génératrice d'impulsions à récurrence variable. 2") Filtre à action vocale- selon la revendication 1 caractérisé en ce que le filtre~analogique est doté d'un ou plusieurs organes de commande tels que potentiomètre engendrant la variation delta fonction de transfert de façon continue et réversible. 3 ) Filtre à action vocale selon la revendication 1 caractérisé en ce que la récurrence variable des impulsions produites par l'horloge dépend d'une commande sel que potentiomètre ou agissant par signal électrique prélevé au niveau du filtre analogique ou par association de ces deux types de commande par une synchronisation.