Brevet FR2487604A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne un circuit de silence pour rendre provisoirement silencieux un signal audio, sur commande, en particulier un circuit de silence dans lequel on supprime le bruit de claquement qui accompagne généralement la commutation pour le fonctionnement silencieux. En général, on utilise un circuit de silence pour effacer la publicité ou autre commentaire inserré entre deux morceaux de musique, par exemple lorsqu'on enregistre un programme de musique en modulation de fréquence. Sans un cir- cuit de silence, bien connu, un commutateur est branché entre l'entrée et la sortie du signal audio; ce commutateur est mis en oeuvre en fonction du signal de commande de silence. Toutefois dans un tel circuit connu, la commu- tation entre l'état passant et l'état bloqué se fait simultané- ment avec l'apparition du signal de silence (ou son changement de niveau); cela signifie que le signal audio est rendu silen- cieux ou est rétabli, même lorsque le niveau de la courbe du signal audio (c'est-à-dire son amplitude instantanée) n'est pas à un niveau nul, ce qui augmente le bruit sous la forme d'un bruit de claquement. La présente invention a pour but de créer un circuit de silence remédiant aux inconvénients de l'art anté- rieur, évitant les bruits de claquement lors de la commutation en fonctionnement silencieux et assurant le passage en fonction- nement silencieux lorsque le niveau instantané du signal audio s'annule. L'invention a également pour but de créer un circuit de silence dans lequel la commutation vers le fonction- nement silencieux se fait de force lorsqu'il n'y a pas de niveau nul mentionné ci-dessus, dans une période de temps cons- tante commençant à l'instant du changement du signal de silence. A cet effet, l'invention concerne un circuit de silence comportant un circuit de commande de silence qui règle le fonctionnement ouvert/fermé d'un circuit de commuta- tion branché entre la borne d'entrée et la borne de sortie en fonction d'un signal de silence, et plus particulièrement détecte le niveau de la courbe du signal audio d'entrée et com- mande le fonctionnement du circuit de commutation suivant le signal de silence à l'instant lorsque le niveau de la courbe est voisin du niveau nul. Le circuit de commande de silence peut également commander le circuit de commutation en fonction de la relation entre le temps écoulé à partir de l'instant du changement du signal de silence et le niveau du signal d'entrée. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - les figures lA-lC sont des chronogrammes mon- trant la relation entre le signal audio d'entrée et le signal audio de sortie, rendus silencieux. - la figure 2 est un schéma-bloc d'un premier mode de réalisation de l'invention. - la figure 3 est un schéma d'un second mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFE- RENTIELS: Les figures lA-lC montrent la relation entre le signal audio d'entrée et le signal audio de sortie, rendus silencieux. Pour un fonctionnement silencieux effectué sur le signal audio d'entrée (figure lA) à l'instant lorsque la courbe du signal ne passe pas par l'axe des zéros, par exemple à l'ins- tant TM, le signal audio de sortie fourni par un circuit de silence selon l'art antérieur passe brusquement au niveau nul à cet instant TM (figure 1B), il en résulte une discontinuité de la courbe et par suite un bruit de claquement. La présente invention a pour but d'éviter cette variation brusque de la forme de la courbe en permettant d'effectuer le fonctionnement silencieux à l'instant T., instant auquel le niveau de la courbe du signal d'entrée lui-même devient nul, immédiatement après l'instant TM (figure 1C). La figure 2 montre un schéma-bloc de la structure de base d'un premier mode de réalisation de l'invention. A la figure 2, le signal audio fourni à la borne d'entrée 2 du cir- cuit de silence 1 est appliqué à un circuit de commutation 3 pour le fonctionnement silencieux à la borne de sortie 4. Le signal d'entrée qui appara t sur la borne d'entrée 2 est égale- ment fourni à un détecteur de niveau 6 dans le circuit de com- mande de fonctionnement silencieux 5. Dans ce mode de réalisa- tion, le circuit de commande de fonctionnement silencieux 5 comporte un circuit de détection de niveau 6 et un circuit de détection de temps 7. Le signal de fonctionnement silencieux provenant du commutateur 8 à commande manuelle est appliqué au circuit de détection de niveau 6 et au circuit de détection de temps 7. Par exemple pour commander le fonctionnement silencieux, on actionne le commutateur 8 pour fournir un signal de silence de niveau "L" (niveau bas). Lorsqu'on libère le fonctionnement silencieux, le signal de silence passe au niveau "H" (niveau haut). Le circuit de détection de niveau 6 détecte le niveau de la courbe du signal audio appliqué à l'entrée (valeur maximale instantanée) à l'instant de la commande du fonctionne- ment silencieux; lorsque le niveau devient voisin de zéro par exemple lorsque le niveau est inférieur à -60dB, le signal de commande de fonctionnement silencieux est appliqué au circuit de commutation 3 pour ouvrir ce circuit 3. Si l'on passe en mode de fonctionnement silencieux en présence d'un signal audio d'entrée appliqué à la borne d'entrée 2 (figure lA) par exemple à l'instant TM, le circuit de commutation 3 s'ouvre à l'instant TS lorsque la courbe de la figure LA est pratiquement à zéro. En conséquence, on obtient sur la borne de sortie 4 un signal de sortie tel que celui de la figure 1C. On évite de cette façon tout bruit de claquement. Dans le cas lorsque le signal d'entrée appliqué à la borne d'entrée 2 est un signal audio ou analogue fourni par un amplificateur à courant continu, le niveau de référence risque d'être différent du niveau de la masse. Dans ce cas, il est probable que le niveau instantané en chaque point de la courbe du signal n'est pas le niveau nul lorsque le niveau du signal d'entrée est faible. Pour un niveau instantané différent de zéro, le circuit de commutation 3 ne commute pas même si le mode de fonctionnement silencieux est commandé. Pour éviter cet inconvénient, l'invention prévoit un circuit de détection de temps 7 combiné au circuit de commande de fonctionnement silen- cieux 5. Ce circuit de détection de temps 7 donne un signal de commande de silence pour le circuit de commutation 3 afin d'ouvrir de force ce circuit de commutation 3 après une période de temps constante égale par exemple à 100 msec; cette période est comptée à partir de l'instant d'un changement de signal de silence du commutateur 8 passant par exemple de l'état "H" à l'état "L". Dans ce montage, le fonctionnement silencieux c'est- à-dire l'ouverture du circuit de commutation 3 se fait mome si le circuit ne détecte pas un niveau nul du fait des variations du niveau de référence du signal audio d'entrée. - Bien que la description ci-dessus ait été faite dans le cas du passage au fonctionnement silencieux c'est-à-dire pour la mise en oeuvre du fonctionnement silencieux, on a une situation analogue pour sortir du fonctionnement silencieux c'est-à-dire pour rétablir le fonctionneLient normal; le signal audio apparatt alors à la borne de sortie 4 à partir de l'ins- tant lorsque la courbe du signal d'entrée passe à zéro ou encore le fonctionnement silencieux libéré de force après une période de temps, constante. On peut augmenter le niveau de détection à partir du niveau nul en fonction du temps compté à partir de l'instant du changement du signal de silence. Dans ce cas, le fonctionnement silencieux peut se faire même à un niveau élevé à mesure que le temps s'écoule. En outre, le fonctionnement silencieux peut facilement se mettre en oeuvre en combinant le niveau et le temps. La figure 3 est un schéma-bloc d'un second mode de réalisation de l'invention appliqué à un circuit de fonction- nement silencieux 11 pour rendre silencieux un signal audio numérique tel qu'un signal audio en code PCM. A la figure 3, un signal audio PCM formé par exemple de mots à 14 bits est appliqué à la borne d'entrée 12. Une seule valeur d'amplitude lorsque le signal audio analogique est échantillonné sous la commande d'un signal d'échantillonnage prédéterminé (par exemple un signal d'une fréquence de 44 kHz) correspond à un mot. Cette valeur de l'amplitude est transformée en une donnée de 14 bits par exemple selon le procédé d'affichage du complément à 2, pour obtenir un signal PCM dont le mot se compose de 14 bits. Ce signal audio PCM de l'exemple est un signal de données série, signal dans lequel les données du canal gauche et celles du canal droit d'un signal audio stéréophonique sont réparties en alternance d'un mot à l'autre suivant l'axe des temps en échan- tillonnant en alternance les signaux des canaux gauche et droit; seule la donnée soit du canal gauche, soit du canal droit peut s'extraire par une commande de porte avec un signal correspon- dant à la fréquence d'échantillonnage (par exemple 44 kHz) et avec un rapport de travail de 50 %. Le signal audio PCM appliqué comme signal d'entrée à la borne d'entrée 12 est couplé par le circuit de commutation 13 assurant le fonctionnement silencieux à la borne de sortie 14. Le signal d'entrée est également couplé par une porte OU-EXCLUSIF (appelée ci-après "porte OU-EX") 21 à un cir- cuit de détection de niveau 16. L'autre borne d'entrée de la porte OU-EX 21 est appliquée à la sortie Q d'un circuit de verrouillage comportant par exemple un flip-flop (bascule bistable) de type D. La borne d'entrée du signal de verrouillage du circuit de verrouillage 22 (encore appelé "verrou") reçoit une impulsion d'une période d'un mot fourni par un circuit de sortie 23 de remise à l'état initial de mot, à l'instant cor- respondant au premier bit d'un mot mentionné ci-dessus (ou borne commune MSB) pour verrouiller la partie MSB (bit le plus signi- ficatif) d'un mot de la donnée d'entrée. Le contenu de la partie MSB est soit "O", soit "1" représentant le signe positif ou néga- tif dans le cas de l'affichage mentionné ci-dessus du complé- ment à 2. Ainsi la donnée de sortie de la porte OU-EX 21 est une donnée binaire pure représentant la valeur absolue de la donnée d'entrée quel que soit le signe positif ou négatif de cette donnée. Le circuit de détection de niveau 16 reçoit la donnée de sortie de la porte OU-EX 21 par la porte OU 24 sur la borne d'entrée d'un flip-flop 25 de type D; la sortie Q du flip-flop est appliquée en retour sur la porte OU 24. Une cadence de bit de mot (appelée également ci-après WBC) est appliquée à la borne d'entrée de cadence du flip-flop 25 de type D; la sortie impulsionnelle du circuit de sortie 23 de remise à l'état initial de mot est fournie à la borne d'entrée CL d'effacement à zéro ou de remise à zéro du flip-flop 25 de type D. Ainsi, lorsque les états des bits successifs d'un mot d'une donnée d'entrée en partant du bit MSB sont tous à l'état "O", la sortie Q est à l'état "O" mais si un seul bit est à l'état "1", ce contenu de données d'état "1" est appliqué en retour par la porte OU 24 à la borne d'entrée de données; en conséquence, la sortie Q reste à l'état "1" jusqu'à ce qu'elle soit remise à l'état initial à l'instant de l'apparition du bit MSB du mot suivant. La sortie Q est à l'état "1" jusqu'à l'apparition d'un état "1" du bit MSB d'un mot; après l'appa- rition de ce bit d'état "1", la sortie reste en continu à l'état "O". Dans le cas de données PCM dont les mots se composent de 14 bits, le bit no 10 correspond sensiblement à -60dB et à partir des sorties Q ou Q, on peut déterminer à l'instant de l'apparition du bit n0 10 si le niveau de la courbe d'origine de la donnée PCM d'entrée est inférieur à -60dB. Pour cette raison, la sortie Q du flip-flop 25 de type D est couplée par la porte OU 26 au verrou d'appréciation 27; une impulsion correspondant au bit no 10 d'un mot est fournie par le circuit de sortie impulsionnel 29 à la borne d'entrée de verrou du verrou 27. Ainsi lorsqu'on constate que la donnée d'entrée est inférieure à -60dB, la sortie du verrou d'appréciation 27 passe à l'état "1". Le verrou d'appréciation 27 peut être un flip- flop de type D; la sortie impulsionnelle du circuit de sortie 23 de remise à l'état initial du mot est appliquée à sa borne d'entrée d'effacement. La sortie Q du verrou d'appréciation 27 est appliquée à la section de circuit de séparation de canal 30 qui permet d'assurer un fonctionnement silencieux indépendamment pour le canal gauche ou le canal droit. Dans la section du cir- cuit de séparation de canal 30, la sortie Q ci-dessus est appli- quée à deux portes RAND 31, 32 (encore appelées portes NON-ET) et un signal rectangulaire d'une fréquence de 44 kHz avec un rapport de travail de 50 % est fourni en opposition de phase (c'est-à-dire avec un déphasage de 1800) aux autres bornes d'entrée des portes NAND 31, 32. Cela peut se faire en fournis- sant un signal rectangulaire de 44 kHz avec un rapport de tra- vail de 50 % apparaissant sur la borne 33, directement à la porte NAND 32 et par l'inverseur 34 à la porte NAND 31. Les sorties des portes NAND 31, 32 sont fournies aux bornes d'entrée des impulsions de verrouillage des verrous 35, 36. Le signal de fonctionnement silencieux est appliqué aux bornes d'entrée de données des verrous 35, 36. Ce signal est obtenu à partir d'un signal d'un commutateur manuel (non repré- senté) appliqué à la borne d'entrée 28 à l'inverseur 37 pour la mise en forme du signal,àun verrou 38. Le niveau "1" correspond à la mise en oeuvre du fonctionnement silencieux; le niveau "O" correspond à la coupure du fonctionnement silencieux. Ce signal de fonctionnement silencieux est verrouillé dans les verrous 35, 36 suivant les impulsions de sortie des portes NAND 31, 32. Les sorties Q des verrous 35, 36 sont couplées à des portes NAND 41, 42 respectives du circuit de commutation 13 pour assurer le fonctionnement silencieux. Un signal rectan- gulaire de 44 kHz et d'un rapport de travail de 50 % de la borne d'entrée 43 est appliqué directement à la porte NAND 42 alors que la porte NAND 41 reçoit ce signal après inversion par l'inverseur 44; ainsi, le signal est appliqué en opposi- tion de phase aux portes NAND dans la section du circuit de séparation de canal. Toutefois le signal 44K' appliqué à la borne d'entrée 33 de la section 30 est en avance de phase de 900 par rapport au signal 44K appliqué à la borne d'entrée 43 du circuit de commutation 13. Les signaux de sortie des portes NAND 41, 42 constituent les deux signaux d'entrée de la porte NAND 45 utilisant une porte OU pour la négation à l'entrée. Dans ces conditions, on obtient également le mgme résultat en utilisant des portes ET pour les portes NAND 41, 42 du premier étage et des portes OU pour la porte NAND 45 du second étage. La sortie de la porte NAND 45 est appliquée à la porte ET 46 pour commander le signal appliqué de la borne d'entrée 12 à la porte ET 46. Ainsi à l'instant de la mise en oeuvre du fonctionnement silencieux par commande manuelle du commutateur de fonctionnement (non représenté) un signal d'état "1' est appliqué aux bornes d'entrée de données des verrous 35, 36. A ce moment, on détecte le niveau du signal de données d'entrée appliqué à la borne d.'entrée 12 pour chaque mot (en fonction d'une grandeur échantillonnée) par le circuit de détection de niveau 16 qui vérifie que les bits compris entre le bit le plus significatif MSB d'un mot et le bit n0 10 (correspondant au niveau -60dB) sont tous égaux à "0"; le verrou 27 d'apprécia- tion participe à cette détection. Si les bits jusqu'au bit n0 10 sont tous d'état "0", la sortie Q du verrou d'apprécia- tion 27 passe à l'état "1"; ce signal est appliqué aux portes NAND 31, 32 de la section du circuit de séparation de canal 30. Les portes NAND 31, 32 fonctionnent de façon complémentaire l'une par rapport à l'autre suivant que le mot significatif du signal de données d'entrée correspond au canal gauche ou au canal droit. Lorsqu'on détecte un niveau inférieur à -60dB pour la donnée d'un mot du canal gauche, la porte NAND 31 fournit une impulsion de verrouillage au verrou 35; l'état "1" est alors verrouillé comme signal de fonctionnement silencieux. La sortie Q du verrou 35 (qui est à l'état "O" suivant les condi- tions de verrouillage décrites ci-dessus) est appliquée à la porte NAND 41 du circuit de commutation 13 et par la porte NAND à la porte ET 46 en synchronisme avec l'instant de la commu- tation de mot du signal de données d'entrée. Après le verrouil- lage cidessus, la sortie de la porte NAIDM 45 est à l'état "O" seulement pour la durée du mot du canal gauche et le signal de données de sortie fourni par la porte ET 46 à la borne de sortie 14 est rendu silencieux par l'annulation des bits du canal gauche. Il en est de m9me pour le canal droit lorsque son infor- mation correspond à un niveau inférieur à -60dB; Il est prévu un circuit de détection de temps 17 pour effectuer de force le fonctionnement silencieux après l'écoulement d'une période constante de temps comptée à partir de l'instant du changement du signal de fonctionnement silen- cieux (c'est-à-dire après l'instant du passage de l'état "0" à l'état "1" ou de l'état "1" à l'état t0o..) Pour détecter le changement du signal lié à la commande du fonctionnement silen- cieux appliqué à la borne d'entrée 28, les signaux d'entrée et de sortie par exemple du verrou 38 sont appliqués à la porte OU-EX 48. Le signal de sortie de la porte OU-EX 48 est couplé par l'inverseur 49 à la borne d'effacement CL du circuit de comptage de temps 47 et le signal de sortie d'état "1" du cir- cuit de comptage de temps 47 est appliqué à la porte OU 27. Le circuit de comptage de temps 47 peut être constitué par un registre à décalage dans lequel la donnée d'entrée est progres- sivement décalée suivant un signal impulsionnel de cadence d'une période constante (par exemple égale à 16 msec). Dans le cas d'un registre à décalage à 8 bits, on peut mesurer une durée allant jusqu'à 128 msec. En d'autres termes si le niveau zéro (c'est-à-dire un niveau inférieur à 60dB) n'est pas détecté dans une période de 128 msec comptée à partir de l'ins- tant de la mise en oeuvre du mode de fonctionnement silencieux, le signal de sortie d'état "1" du circuit de comptage de temps 47 est appliqué par la porte OU 26 au verrou d'appréciation 27 pour commander de force le fonctionnement silencieux. Dans le présent mode de réalisation, on détecte en même temps le dépassement lorsque la valeur maximale du niveau de la courbe ou de la donnée dépasse 14 bits. Plus particulièrement une donnée binaire repré- 9 2487604 sentant la valeur absolue de la donnée d'entrée de la porte OU-EX 21 est appliquée par l'inverseur 51 à la porte OU 52 du circuit de détection de valeur maximale 19 chaque fois qu'il détecte un bit d'état "1" dans un mot par l'application en retour du signal de sortie de la porte OU 52 à travers le verrou 53 sur la porte OU 52. Cela correspond à la détection de la présence d'un état "O" d'un bit d'un mot comme donnée de sortie de la porte OU-EX 21; lorsqu'un bit d'état "O" est détecté, la sortie Q du verrou 53 est maintenue à l'état "1". La sortie Q du verrou 53 est fournie au verrou d'appréciation de maximum 54 qui reçoit une impulsion de verrouillage du circuit de sortie impulsionnel 29 pour le l4ème bit d'un mot. Ainsi lorsque la donnée de sortie de la porte OU-EX 21 jusqu'au bit le moins significatif (c'est-à-dire le bit no 14) est à l'état "1", la sortie Q du verrou d'appréciation 54 passe à l'état "1" et un signal de détection de maximum (ou signal de détection de dépassement) est appliqué par la section du circuit de sépara- tion de canal 56 à la borne de sortie 55. La section 56 se compose de deux portes NAND 57, 58 et d'une porte ET 59. Les deux portes NAND 57, 58 comme la section du circuit de sépara- tion de canal 30 ci-dessus sont commandées par des signaux rectangulaires d'une fréquence de 44 kHz en opposition de phase. Comme décrit ci-dessus, le circuit de fonction- nement silencieux selon l'invention se compose d'un circuit de commutation branché entre l'entrée et la sortie ainsi que d'un circuit de commande de fonctionnement silencieux pour commander la commutation du circuit de commutation en fonction du signal de fonctionnement silencieux; on détecte le niveau de la courbe du signal d'entrée sur la borne d'entrée; le circuit de commu- tation est mis en oeuvre suivant la commande du fonctionnement silencieux à l'instant du passage à zéro voisin du signal de fonctionnement silencieux. Ainsi contrairement au circuit de fonctionne- ment silencieux de l'art antérieur qui génère des bruits de claquement ou autres bruits puisque le fonctionnement silencieux est mis en oeuvre à des instants lorsque le signal n'est pas à zéro (figure 1B) dans le montage selon l'invention, le fonc- tionnement silencieux est établi à l'instant lorsque le signal passe à niveau nul (figure 1C), ce qui supprime tout bruit. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que le circuit de commande de fonctionnement silen- cieux du circuit de fonctionnement silencieux ayant les caracté- ristiques ci-dessus assure la commutation du circuit de commu- tation en fonction de la relation.entre le temps écoulé à partir de l'instant du changement du signal de fonctionnement silen- cieux et le niveau de la courbe du signal d'entrée. Ainsi même lorsque la détection du niveau nul ne peut se faire dans le cas d'un niveau de courant continu dans le signal audio d'entrée, ce fonctionnement silencieux est établi ou libéré de force. R E V E N D I C A T I O N S ) Circuit de fonctionnement silencieux compor- tant un circuit de commutation (1) branché entre la borne d'entrée (2) et la borne de sortie (3) et un circuit de com- mande de fonctionnement silencieux (5) pour commander la commu- tation en fonction d'un signal de fonctionnement silencieux, circuit caractérisé en ce que le circuit de commande de fonc- tionnement silencieux (5) détecte (6) le niveau de la courbe du signal d'entrée et commande la commutation du circuit de commutation (3) en fonction du signal de fonctionnement silen- cieux (8) à l'instant lorsque le niveau de la courbe est voi- sin du niveau zéro. 2 ) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande de fonctionnement silencieux commande la commutation en fonction (7) de la relation entre le temps écoulé à partir de l'instant du changement du signal de fonctionnement silencieux et le niveau de la courbe du signal d'entrée.