Brevet FR2503906A1 — publié le 19821015

La présente invention a pour but d'augmenter les possibilités dynaniques d'enregistrement lors d'une prise de son en direct, ou plus généralement, si le support d'enregistrement possède une dynamique inférieure à celle de la source sonore ou électrique et de supprimer tout ou partie des bruits que l'on ajoute aux signaux électriques issus d'une source sonore lorsqu'on veut reproduire ceux-ci en passant par l'intermédiaire d'un enregistrement de type analogique. De nombreux systemes visant le même but son commercialisés à l'heure actuelle. Certains comme le DOLBY B procèdent par conpression extension, mais avec un taux variable, non seulement en fonction de l'amplitude du signal, mais aussi suivant la fréquence. Lenr efficacité n'est pas extraordinaire (5 à 10 dB environ). D'autres tels les DBX, High Com, ANRS, etc..., sont des compresseursextenseurs agissant avec la même efficacité sur une fraction ou tout le spectre audible. Cette catégorie peut elle-même se diviser encore en deux groupes suivant que le taux de compression ou d'extension est fixe ou variable. Les appareils à taux variable traitant un signal d'amplitude A sortent un signal d'amplitude (A/Vref)m où Vref est la tension de référence et m un exposant qui peut varier entre 1 et 0,2 ou même 0 pour la compression et de 1 a 5 pour l'extension. Ceux à taux fixe choisissent de plus en plus unanimement un taux m = 0,5 pour la compression et m = 2 pour l'extension, ce qui revient mathématiquement a prendre respectivement la racine carrée du signal original, puis le carre du signal résultant, afin de retrouver le signal initial. Ces appareils sont tres efficaces puisqu'ils peuvent théoriquement aller jusqu'à doubler la dynamique utile du signal enregistré. Ils présentent pourtant tous le même défaut qui vient de ce que leur gain est ajusté, par contre réaction variable, en fonction de l'amplitude du signal d'entrée. L'analyse de ce dernier prenant nécessairement un certain temps, la réponse en cas de variation rapide de l'amplitude des signaux d'entree présente des déformations difficilement admissibles dans un système véritablement HI FI. L'examen de la réponse donnée à partir d'un générateur "tone-burst" est éloquent à ce sujet. Le dispositif décrit ici qui entre dans le cadre des sytètles compresseurs-extenseurs à taux fixe 0,5-2, se propose de remédier à ce défaut. Il utilise pour ce faire un multiplicateur analogique quatre quadrants (1) auquel on associe, pour le pilotage correct des signaux, deux diodes "sans seuil" réalisées de façon classique, à l'aide d'un amplificateur opérationnel (2) et des diedes (3 et 4), sulvant les schémas de principe n 1 pour le compresseur et n r pour l'extenseur. tans le montage compresseur le sommateur (5) permet de retrouver en sortie un signal alternatif en phase avec le signal d'entrée. Les multiplicateurs actuellement connus sont de différents types : poten io- mètriques, à diodes, à module log-antilog, à cellule à transconductance, a effet Hall. Parmi ceux-ci, seuls ceux à entrées différentielles fonctionnant dans les quatre quadrants et sur une bande de fréquencecouvrant de 20 à 20 000 Hz peuvent convenir, ce qui réduit fortement le choix dans la liste précédente. Quant au système d'aiguillage devant orienter correctement les signaux suivant leur polarité, il peut être réalisé de différentes façons, parmi lesquelles l'utilisation de la diode sans seuil nous a paru la plus pratique.Mais l'on pourrit tout aussi bien concevoir un système push-pull classe B avec une prépolarisation correcte, qui présenterait cependant des difficultés de mise au point et des risques de dérive, o encore une coe- mande par conmutateurs analogiques rapides. Le dispositif proposé est extrêmement simple dans son principe, la partie compresseur est détaillée figure 3. Les signaux à enregistrer ou plus généralement à coder,entreatd'abord dans un amplificateur opérationel (6) utilisé en montage non inverseur dont le gain est réglé de telle façon qu'un signal d'amplitude O dBV en entrée de l'appareil ressorte à ce meme niveau, mais il serait très possible également de se servir de cet amplificateur pour obtenir un gain variable à l'entrée. Le signal sortant de l'amplificateur (6) gagne ensuite le module multiplicateur (7) monté de façon à obtenir la racine carrée du signal entrant en Z2. L'entrée différentielle sur Z autorise un réglage de zéro.L'inversion des deux entrées Z1 et Z2 provoque simplement une inversion de phase, ce qui peut être utile si l'on préfère un montageinverseur à l'entrée. En sortie les alternances compressées sont obtenues respectivement en X1 et X2, on les recombine gracie aux sommateur-inverseur (8) qui rétablit en meme temps le niveau d'amplitude de façon à ce que O dBV à l'entrée donne bien le même niveau en sortie. La partie extenseur, très semblable, est détaillée figure 4. Les signaux à décoder passent tout d'abord par l'amplificateur opérationnel (9) monté en non inverseur afin d'assurer 1à également le niveau de référence correct, on attaque ensuite le module multiplicateur (io) sur ses entrees Y2 d'une part et X1, X2 suivant la phase d'autre part. Ce module est monté en multiplicateur, c'est-à-dire que le signal élevé au carre est obtenu sur Z. Afin de retrouver un signal de niveau correct et en phase avec le signal d'entrée, on passe par l'intermédiaire de l'anplificateur opérationnel (il) monte en inverseur. Le montage décrit, principalement destiné à réduire le brait lors d'un enregistrement sur bande ou cassette magnétiques et à conserver la dynamique maximale, peut être également utilisé à l'enregistrement (gravure) et à la lecture de disques analogiques. REVENDICATIONS 1. - Réducteur de bruit - Extenseur de dynamique caractérisé, tant dans la partie compresseur que dans la partie extenseur, par l'emploi ae multiplicateurs analogiques quatre quadrar.ts (1 et 1'), associes, pour le pilotage correct des signaux positifs et négatifs, à deux diodes "sans seuil" réalisées de façon classique à l'aide d'un amplificateur opérationnel (2 et 2') et de deux diodes (3-4 et 3'-4'). Afin d'assurer un fonctionnement correct en toutes circonstances, on peut associer à ce montage : pour la partie compresseur, une adaptation d'impédance et de niveau en entrée (6) et en sortie un sommateur adaptateur de niveau (8), pour la partie extenseur, une simple adaptation de niveau en entrée (9). 2. - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par l'utilisation de multiplicateurs analogiques équipés de cellules à transconductance. 3. - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par l'utilisation de multiplicateurs analogiques à diodes. 4. - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par l'uti- lisation de multiplicateurs analogiques a effet Hall. 5. - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le système d'aiguillage des alternances est assuré par un commutateur analo, gique rapide. 6. - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le système d'aiguillage des alternances est assuré par un montage push-pull classe B correctement prépolarisé.