Brevet FR2520141A3 — publié le 19830722

FR 2520141 A3 19830722 FR 8200783 A 19820118 a) La présents invention corcerne les systèmes à semi-conducteur @our la re@roduction de l@ @@role enregistrée sous forme numérique dans une mémoire à semi conduc teur. b) Habituellement dans les systèmes connus chaque bloc de n unités d'information ou bit écrit nuis lu sur la mémoire, représente l'équivalent bi-aire de l'amplitude d'un échantillon ou valeur discrète du signal analogique traité ( Voir FIG I ). La transformation sous forme numérique de ce signal est réalisée par un convertisseur analogique numérique ( A/N ) N entrée unique ( E ) et à sortie ( S ) sur n fils transportant les n unités d'information vers le dispositif d'é- criture en moire. our la restitution du signal analogique l'on utilise un con vertisseur numérique analogique (N/A) possédant une entrée à n fils ( E' ) et une sortie unique (S'). La figure 2 schématise l'interconnexion des convertisseurs avec la mémoire. Sur cette liaison parallèle circule une suite d'impulsions électriques discrtes. lie débit numérique d'un tel dispositif est tres. grand, ce qui se traduira par une dil-ension importante du support enregistreur. Dans le ces de la parole, le signal alogique traité possédant une largeur de bande limitée volontairement à 3600 Hz (norme téléphonique) demande une cadence ou fréquence de conversion minimum de 8000 fois/s ou 8000 Hz. ( Voir introductioz à la la BIOINFOR@ATIQUE par L. @IMONOW. Volume I page 40-42 );ce qui donnera un débit de 8000 . n bit par seconde, tour la valeur très courante de n = 8 on atteind 64000 bit par / s. c) Dans cette invention le but est d'at- teindre un meilleur rataort qualité / prix que le système pré- cédemment présenté. Les convertisseurs @/N et N/A classiques sont re@plecés @r des modulateurs delta adactatif ou C.V.S.D. ( continuously variable slope delta ). Un modulateur delta consiste à un cor r teur ce tension ( C. et un int@@r teur ou générateur de tension en forme de @@m@e (I@) le co@@@r seur reçoit sur une entrée le signal à traiter, et sur l'autre celui issu de l'intégrateur ; la sortie du com -r teur reflte le signe de 1 différence entre 1 tension d'entrée, et la sortie de l'intégréteur, ce signe commande l'état logique (haut ou b@s) de l'information numérique résultante ainsi que l@ direction des signaux rempes ; sur la FIG 3 on peut voir que la sortie du modulateur réagi@ sur son entrée, c'est un système dit " bouclé " il en résulte que le tension en forme de r@@@es suit l'évol@tion du signal analogique d'entrée. La comcaraison est validée dans l'échantillonneur ( EC ) par un signal numérique extérieur appele " horloge " ( H ). li sortie consiste à un flot série de bit ou créneau de largeur variable c@dencé par l'horloge. our restituer le signal d'origine ou décodage l'on supprime le bouclage entrée - sortie voir FIG 4 ; le flot de bit série @ecede @@rès validation directement à l'intégrateur à la sortie duquel on récupère un signal copie de celui obtenu lors du codage. Le dispositif noté ( D.D. et C.G. ) détecteur de coen cadence et controleur de gain, permet de minimiser l'erreur de codage pour des signaux analogiques à grande dynamique ou à varirtion d'amplitude importante ; dans de tels cas le signal issu de l'intégrateur ne eut " suivre " cëlui se présentant en entrée. Le orincibe du détecteur de coencidence est d'analyser en permanence les quatre derniers états logiques obtenus en sortie, dès que cette historique présente quatre états identiques on co@@@nde à l'intégrateur par l'intermédiaire du controleur de gain de modifier la @ente des rampes de tension, cela assure une"poursaite" plus efficace du signal d'entrée voir FIG 5. La mise en oeuvre de la modulation delta adaptative pour une fréquence d'horloge de 16000 Hz donne de bons résultats ; lè débit @u@érieue obtenu est de 16000 . I = 16000 bit par seconde; valeur que l'on @eut comparer au 64000 bit par seconde du sys t@me @récédent;cel@@se tr@duira en a@plication de l'invention @@r @ne éco@omie dans un ra @ort quatre d'emplacement mémoire. Sur la FIG 5 les num@ros 1,2,3 repr@sentent respectivement le signal d'entrée,le signal de sortie, le signal issu de l'in-./... tég@@teur (@@) Voir FIG 3. d) l'application se rap ortnt à l'invention se présente sous la forme d'un circuit imprimé de dimension réduite, supportant un ensemble de composants à semi-conducteur (Voir le schéma Bloc FIG 6) ; sa vocation : restituer des messages par- lés , mémorisés sous forme numérique. les mémoires (@EM) sont du type REPROM reprograminables et non v@latiles ; c'est à dire qu'une coupure d'alimentation n'amène aucune perte d'information. Une mémoire posséde une entrée-sortie d'information ou données à 8 fils (8 bit), une entrée d'adresse à II ou I2 fils suivant la capacité de la mémoire, et, une ou deux entrées de sélection. Chaque mémoire est connectée au conducteur de données (DON) d'adressage (AD) et de controle (CTR). Le micro calculateur (MC) intervient dans le -système suivant un programme d'instruction qui réside dans sa mémoire de type REPROM. Le micro calculateur à 4 fonctions principales - I ) réaliser la conversion parralèle, série des informations provenant des mémoires à travers le oonducteur de données. - 20) tenir un role de temporisateur ( cas de messages parlées, répétées. -3 ) présenter un lieu " intelligent " ou interface entre le monde extérieur et l'application c'est à dire interpréter le choix de l'utilisateur en commandant le diffusion du message parlé choisi. - 40 ) fournir un signal d'horloge ( H ) de fréquence ( FH ) au système La conversion parralèle série s'effectue de manière suivante au rythme de PH: , le micro calculateur dépose sur le conducteur d'adresse un groupe de II ou I2 bit représen- tant en code binaire une valeur d'adresse. Il récolte sur le conducteur de données un groupe de 8 bits ou octet représentant l'information numérique adressée, qu'il place dans un registre à décalage à entré parralele en sortie duquel au rythme de l'horloge on récupère sous forme série l'information numérique. La liaison ( EC ) signale au micro calculateur que l'utilisateur désire écouter un des messages enregistré ; des qu'il est disponible le micro calculateur sélectionne le " torte "d'entrée sortie ( E-S ) ce qui lui permet de lire sur le conducteur de données la valeur en binaire du numéro de phrases choisies. le micro calculateur lui fait correspondre un couple d'adresses, début et fin d'une zone de mémoire, la diffusion de 1a phrase consistera: à interroger sequentiellement cette zone. Deux liaisons série relient le micro calculateur a.u modulateur delta ( MD ) , l'une transporté le signal horloge ( H ) l'autre l'information numérique.En aval du modulateur est placé un filtre dit " passe bas " son role est déliminer du signal analogique reconstitué les composantes de fréquence non indispensable. La largeur de bande passante du filtre est réglée à 36OQ Hz. En aval du filtre est disposée un amplificateur ( AMP ) basse fréquence de quelques watts de puissance,chargé par un haut parleur ( HP ) ; par leurs caractéristiques largeur de bande et puissance ces deux composants se prêtent à la reproduction de la parole. On utilisera cette application dans tous les cas où les besoins seront limités à quelques secondes de reproduction ( distributeur automatique, système d'alarme etc... ). Un autre dispositif est utilisé pour l'enregistrement des phrases en mémoire. Il se compose d'un circuit imprimé supportant des composants à semi conducteur ( Voir schéma.Bloc FIG 7 ) Lesignal électrique fournit par le microphone passant par un filtre (FIL) à bande passante limitée i 3600 Hz est transformé en un flot de bit série par un modulateur delta (MD) utilisé en codeur , sous cette forme au rythme de l'horloge ( H ) il accéde à-un registre à décalage de 8 bit de capacité qui assure la conversion série parrallèle de l'information numérique(#(S/P) le signal d'horloge est fourni par un générateur, la fréquence ( FH ) est scrictement identique à celle utilisée lors de la restitution de messages , au rythme de FH # 8 octet par octet l'information est transférée Far le conducteur de données (DON) dans la mémoire vive ou volatile de type RAM du programmeur ( PR ) de REPROM ou mémoire non volatile. A propos des mémoires RAM ( Ramdom access memory ) on peut consulter (-lES MICROPROCESSEURS par R. ZAKS ) P. 74-77) L'opération terminé on peut effectuer le transfert des informations de la mémoire de type RAM vers celle de type REPROM. Cette opération est effectuée par le programmeur qui traite une seule mémoire de type REPROM à la fois, sur chaqueREPROM on enrdgistrera 2 secondes de parole Llintéret de cette methode d'enregistrement est sa simplicité de mise à oeuvre ; à ce jour on peut envisager un @rix ce revient sortie usine ( par mot de parole traité ) se situant entre 100 et 200 Frs. Valeur très éloignée des 2000 et 3000 Frs par mot pratiqué par les fabricants de circuits intégrés spéciaux pour la synth@se @@@e ; la @@@e @n @@@vre de cette méthode d'enre@istrement - lecture trouver. un o@@ ideal d'application dans la production en @etite @@rie. REVENDICATIONS I ) Appareil à semi-conducteur pour la reproduction de la parole caractérisé par le fait qu'un microphone M M ) servant à capter la parole est raccordé à un convertisseur ( MD ) servant à produire sous forme série une suite de créneau -d-e tension transmettant l'information Drésente dans la parole et que ce convertisseur peut être raccordé par l'intermédiaire d'un convertisseur série/paraîîeîe ( S/P ) à l'entrée des données d'un programmeur de mémoire ( PR ) permettant là prise en charge de l'information contenue dans la suite de créneau de tension par les mémoires écriture/lecture à semi conducteur. 2 ) Appareil à semi-conducteur suivant la revendication (I) caractérisé par le fait qu'après enregistrement de l'information par l'intermédiaire du programmeur de mémoire à semi-conducteur, l'information peut etre lu en raccordant la dite mémoire par l'intermédiaire d'un convertisseur paraîlèle/serie ( P/S ) à un convertisseur (MD') combinant la suite de créneau de tension pour former un signal électrique analogue su signal accoustique représentant la parole. 3 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications. I et 2 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que la mémoire dtécriture/lecture à semi-conducteurs ( MEM ) est réalisée sous la forme d'une mémoire numérique, que le convertisseur (MD ) excité par le microphone (M) est constitué par un modulateur delta adaptatif et que le convertisseur (- MD' ) excité par la mémoire d'écriture/lecture à travers le convertisseur parailèle/serie (P/S) est constitué par un démodulateur delta adaptatif (MD'). 4 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendlcations I à 3 prises dans leur ensemble, caractérisé par lé fait que le modulateur delta (MD) ainsi que le démodulateur delta (MD') ) sot comnandés par des cadences identiques (FH). 5 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à 4 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que des filtres passe-bas respectivement (FIL et FIL') sont prévus en série et en amont du modulateur delta (RD) dans l'unité d'enregistrement (EN), en série et en aval du modulateur delta (MD') dans l'unité de reproduction (RE). 6 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à 5 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que la mémoire d'écriture/lecture (MEM) est constituée de mémoire de type REPROM. 7 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à 6 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que dans l'unité d'enregistrement, un registre à décalage de 8 bit (S/2) placé en série et en aval du modulateur delta (MD) et en amont du programmeur de mémoire XELROM, est utilisé par la conversion série/parallèle dé l'information numérique. 8 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à 7 prises dans leur ensemble,caractérisé par le fait que la cadence FT appliquée au registre à décalage (S/P) est obtenue par division de la cadence (FH) dans un diviseur de fréquence (D.V.). 9 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à 8 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'un registre à décalage de 8 bits (P/S) est utilisé dans l'unité de reproduction pour la conversion parallèleXsérie de 11 information numérique provenant des mémoires REPROM. 10 ) Appareil -à semi-conducteurs suivant les revendications I à 9 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que deux cadences sont utilises dans l'unité de reproduction FH,et FT obtenue par division de la cadence FR. II ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à 10 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que dans l'unité de reproduction la partie mémoire est constituée d'un ensemble de mém-oire REPROM relié parallè- lement entre elles. 12 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à II prises dans leur ensemble caractérisé par le fait qu'un microprocesseur (MC) fourni les cadences FH et FT ainsi qu'il alloue un de ces registres à décalage interne pour réaliser la conversion narallèle/série dans l'unité de repro- duction. I3 ) Appareil à semi-conducteurs suivant la revendication I2 caractérisé nar ie fait que le microprocesseur (MC) suit un programme d'instruction préalablement enregistré dans une mémoire programme de type REPROM. I4 ) Appareil à semi-conducteurs suivant les revendications I à I3 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait qu'un amplificateur basse-fréquence (A) est prévu en aval du filtre (FIL') dans l'unité de reproduction. 15 ) Dispositif suivant les revendications I à 14 prises dans leur ensemble caractérisé nar le fait que les unités d'enregistrement et de reproduction sont indépendantes et, qu'en outre après enregistrement des mémoires REPROM,celles ci sont implantées dans l'unité de reproduction pour y être lues