Brevet FR2536612A1 — publié le 19840525

Dispositif de mémorisation et de restitution de signai sonore La présente invention a pour objet un dispositif de mémorisation et de restitution de signal sonore, et elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans l'émission d'un message parlé ou musical d'attente sur une ligne téléphonique mise en garde. On connais déjà de nombreux dispositifs de ce type. Ils comprennent des moyens de mémorisation du signal et des moyens de commande de lecture des moyens de mémorisation et d'amplification du signal La plupart utilisent un magnétophone, le signal sonore étant mémorisé sur une bande magnétique, sans fin dans le cas d'un dispositif d'annonce. Dans la plupart des appareils9 la bande est mise en marche chaque fois que le dispositif doit émettre, ce qui se traduit par une usure excessive des parties mécaniques et électromécaniques. Une solution plus satisfaisante, du moins à l'heure actuelle où l'on dispose de composants électriques et électroniques de longue durée de vie, consiste a laisser tourner en permanence le magnétophone et à laisser sous tension son amplificateur pendant toutes les périodes où le dispositif est susceptible d'émettre.Mais cette solution a toutefois l'inconvénient d'obliger à un remplacement relativement fréquent de la bande magnétique. Au surplus, tous ces dispositifs à bande magnétique manquent de souplesse, en particulier lorsque cette bande est sans fin. La substitution d'un message à un autre exige une procédure de réenregistrement qu'il est difficile d'effectuer sur place. La durée du message est fixée par la longueur de la bande sans fin. Enfin, l'émission du message reprend après chaque arrêt là où il avait été précédemment arrêté. La présente invention vise à fournir un dispositif de mémorisation et de restitution répondant mieux que ceux ante- rieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il est d'un empl-oi beaucoup plus souple et se prête mieux à une adaptation à chaque application particulière. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif de mémorisation et de restitution du genre ci-dessus défini, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation sont constitués par une mémoire statique de stockage numérique du signal codé. Les moyens de lecture comportent un décodeur numérique/analogique et des moyens de filtrage analogiques adaptés à la bande passante du signal. I1 est de beaucoup préférable que le codage soit à un seul bit de quantification par échantillon, et le codage delta est particulièrement bien adapté, bien que ce choix nécessite une fréquence d'échantilo lonage plus élevée que celle d'un codage à plusieurs bits par échantillon, à bande passante donnée. Le terme "statique1, signifie que la mémoire ne comporte aucune pièce mobile, ce qui exclut notamment les mémoires à bande magnétique ou à disques. Par contrer ce terme "statique" ne doit pas être considéré comme excluant les mémoires qualifiées quelquefois de dynamiques ou à circulation, sous la réserve qu'elles n'impliquent pas un rafraîchissement de la mémoire à une fréquence telle qu'elle donnerait naissance à un bruit de fond lors de la restitution. Dans la pratique, on utilisera généralement une mémoire vive de lecturetécriture à accès aléatoire (du type habituellement désigné RAM) qui permet une modification facile de lwenregis- trement, une mémoire morte programmable ou reprogrammable,ou même une mémoire à bulles qui permet d'atteindre plus facilement des capacités élevées, puisqu'on trouve actuellement dans le commerce des cassettes de mémoires à bulles d'une capacité de 1 kbit. Un dispositif du type ci-dessus défini, selon un autre aspect de l'invention, destiné à émettre un message parlé ou musical d'attente sur une ligne téléphonique, a des moye-ns de mémorisation constitués par une mémoire statique de stockage numérique du signal, avantageusement codé en modulation delta ; les moyens de lecture comportent un dGco- deur numérique/analogique permettant de reconstituer le signal électrique stocké après numérisation et des moyens de filtrage analogique. Par les mots "codage delta" on devra comprendre non seulement le codage delta traditionnel, mais aussi ses diverses variations qui présentent la caractéristique commune de faire appel à des rampes de tension que l'on compare à l'amplitude du signal et de donner naissance à des échantillons successifs constitués par un seul élément binaire ou bit. Le signal ainsi numérisé peut être aisément restitué par balayage séquentiel de positions en mémoire å un seul bit. Le dispositif suivant l'invention peut être muni d'un circuit de remise à zéro permettant de reprendre le balayage des mémoires à partir de l'origine à chaque mise en marche après une interruption. Il peut être complété par des moyens d'enregistrement incorporant le codeur, ce qui permet de constituer un ensemble autonome. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un dispositif qui en constitue un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère à la figure unique qui l'accompagne et qui est un schéma synoptique du dispositif. Le dispositif montré sur la figure comporte des moyens de mémorisation constitués par n boîtiers de mémoire RAM qui sont avantageusement réalisés en technologie C MOS, comme le reste des composants, pour réduire la consommation. Ces n boîtiers 10 sont prévus pour fournir sur une sortie .12 le signal, constitué par un seul élément binaire, de chacune des positions mémoires à son tour, balayées successivement au fur et à mesure que ces positions sont adressées sur une entrée 14. L'information n'est toutefois présentée sur la sortie 12 que si un signal est appliqué sur une entrée 16 et si un signal de lecture est- appliqué sur une entrée WE 18. Les sorties numériques binaires de toutes les mémoires 10 sont reliées à un convertisseur numérique/analogique 20 relié à la sortie analogique par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 22. Les moyens de lecture des mémoires 10 Sont cadencés par une horloge 24 qui correspond à la fréquence d'échantillonnage du signal et qui est appliquée également à l'entrée d'horloge du décodeur numérique/analogique 20. Cette horloge attaque une cascade de compteurs 26, 28 et 30. Le compteur 26 a pour but de fournir les adresses successives en mémoire 10, en vue de la lecture. Dans le cas où par exemple chaque mémoire 10 aura une capacité de 4 kbits, le compteur 26 pourra être en fait constitué par trois compteurs à 4 bits en cascade, de façon à fournir en sortie une adresse a 12 bits. Si l'on suppose maintenant que le dispositif comporte n = 256 mémoires 10, il n'est pas possible de sélectionner directement chacun des boîtiers 10 à son tour. Pour cette raison, le schéma montré sur la figure comprend deux compteurs 28 et 30 en cascade.Le compteur 30, également à quatre bits, attaque un sélecteur-décodeur 32 à n = 16 sorties de sélection d'un décodeur 34 parmi seize. Le sGlec- teur active le décodeur 34 qui correspond à l'adresse, constituée par un mot de quatre bits,. fournie par le compteur 30. Le compteur intermédiaire 28, également à quatre bits, commande l'avance du décodeur 34 excité par le sélecteur 32 de façon à provoquer l'apparition d'un signal de lecture successivement sur chacune des six mémoires RAM 10 associées au décodeur. Chacun des décodeurs comporte encore une entrée de verrouillage 36 sur laquelle le signal d'horloge 24 est appliqué par l'intermédiaire d'un monostable 38, le verrouillage d'adresse de mémoire s'effectuant sur le front descendant du créneau fourni par le monostable. La mise en route du dispositif est effectuée à l'aide d'un relais 36, commandé par exemple par un signal fourni par un standard téléphonique. Ce relais comporte un contact mobile appliquant le signal d'horloge aux'différents composants qui l'utilisent et en même temps appliquant la tension de fonctionnement par une ligne 38 aux composants qui n'ont pas besoin de rester sous tension en permanence. Une source de secours (non représentée) peut être prévue pour sauvegarder le contenu des mémoires lorsque l'alimentation est coupée. Notamment lors de l'emploi du dispositif pour fournir une annonce sur les lignes téléphoniques en garde, le relais 36 peut être actionné manuellement ou remplacé par un simple interrupteur si le dispositif est monté pour être en service et rester sous tension pendant les périodes où il n'y a pas transmission sur une ligne. On voit que l'ensemble des compteurs 26, 28, 30 constitue un système bouclé provoquant une lecture continue de chacune des mémoires à son tour. On peut également prévoir un circuit de remise à zéro attaquant les compteurs 26, 28 et 30 de façon qu'après chaque arrêt une nouvelle émission commence au début du message enregistré. Le dispositif montré sur la figure permet également de réaliser l'enregistrement et de le modifier. Pour cela, il comprend un ensemble 40 constitué d'un filtre passe-bas 42, éventuellement combiné à un amplificateur, et un codeur analogique/numérique 44. Le passage de la restitution à l'enregistrement s'effectue à l'aide d'un simple inter-rupteur 46 codifiant la tension logique appliquée à l'entrée 18 des mémoires RAM. Si on utilise, ce qui sera généralement avantageux, un stockage d'échantillons mémorisés en codage delta, il sera nécessaire de choisir une fréquence d'échantillonnage multiple de la limite haute de la bande passante choisie, au moins égale à quatre fois cette limite. Dans le cas d'un dispositif destiné à émettre un message sur ligne téléphonique, une fré- quence d'échantillonnage de 10 kHz sera généralement satisfaisante, même si le message comporte une partie musicale. Mais, pour éviter la présence d'un bruit de fond, le décodeur 20 devra être suivi d'un filtre passe-bas présentant une forte atténuation à partir de 2 kHz environ, ce qui imposera d'utiliser un filtre actif. Dans la pratique, un filtre donnant une atténuation de 40 dbpar octave à 2,5 kHz, puis une atténuation de 18 db par octave environ donne des résultats satisfaisants. A l'enregistrement, un filtre passe-bas 44 doit également être prévu, mais il n'est pas nécessaire qu'il réponde à des critères aussi stricts que le filtre 22. Comme on l'a indiqué plus haut, le dispositif est susceptible de très nombreuses variantes de réalisation. En particulier, lorsqu'on utilise une mémoire fractionnée en de nombreux boîtiers 10, associée à plusieurs décodeurs 34, il est possible d'alimenter plusieurs sorties à partir de la mémoire avec un décalage du signal dans le temps. Il suffit pour cela de multiplier le nombre de certains des composants,à l'exclusion des plus coûteux. Dans le cas, par exemple, d'un émetteur de message sur ligne téléphonique en garde, on pourra, si une nouvelle ligne alimentée par un standard est mise en garde alors qu'un message est déjà en cours d'émission sur une autre ligne, faire repartir l'mise sion du message sur une seconde ligne à partir du début du message, à condition que l'écart de temps entre les deux corresponde à l'intervention d'un décodeur 34 différent.Les commutateurs supplémentaires requis pour arriver à ce résultat, qui exige un multiplexage, peuvent être réalisés de façon simple, par de simples transistors associés à une logique de commutation. Une autre variante consiste à substituer un échantillonnage classique à la modulation delta. Dans ce cas, il suffit que la fréquence d'échantillonnage soit supérieure à deux fois la limite supérieure de la bande passante requise. Cette solution sera généralement moins favorable, du fait du volume de mémoire supplémentaire qu'elle exige, chaque échantillon étant codé sur plusieurs éléments binaires. On peut indiquer, toujours à titre de simple exemple, qu'un dispositif destiné à faire des annonces sur ligne téléphonique a été réalisé en utilisant 64 mémoires RAM de 4 kbits en C MOS de MATRA-HARRIS (auxquelles peuvent être substituées des PROM), un sélecteur et des décodeurs MOTOROLA 45-15, des compteurs MOTOROLA 45-20, un monostable MOTOROLA 45-28 et des convertisseurs delta MOTOROLA 34-17 ou MATRA HARRIS 556-16. Les filtres actifs nécessaires étaient des filtres MOTOROLA. Le filtre de sortie était suivi d'un amplificateur servant à la fois de contrôle sur haut-parleur et d'amplificateur d'injection sur les lignes téléphoniques. On voit que le dispositif ainsi constitué est d'un emploi extrêmement souple et peut jouer des rôles très divers, tels que notamment émetteur de messages d'attente, répondeur, dispositif d'annonce dans un grand magasin, émetteur de messages d'alarme ou lecteur de slogans Lorsque le dispositif est utilisé dans une installation téléphonique comportant un central à grand nombre de lignes ou démuni de sorties de télécommande (par exemple à bus de garde), le dispositif sera généralement à .fonctionne- ment permanent, c'est-à-dire que le relais 37 sera fermé en permanence lorsque l'installation est en servic.e, qu'une ligne soit ou non en garde.Le relais 37 peut alors être remplacé par un simple interrupteur Un interface 50 peut être prévu pour permettre de-monter le dispositif sur la quasitotalité des autocommutateurs privés (ou PABX)actuels. Dans le cas illustré sur la figure, l'interface 50 comporte un amplificateur 51, un transformateur d'adaptation 52 ayant une sortie basse fréquence 53 ( 4 ohm par exemple) et une sortie haute impédance 54 (60ohms par exemple).Si, sur un standard comportant un bus de garde permanente, on souhaite que le message reprenne au début lors de chaque mise en garde, il peut être prévu un circuit de mise en forme 55 qui, lorsque le bus passe de l'état indiquant qu'aucune ligne n est en garde à l'état indiquant qu'une ligne au moins est en garde, applique sur les entrées de remise à zéro une impulsion qui fait repartir la lecture à partir du début des mémoires Mais cela n'empêche pas qu'il y ait un. balayage permanent des mémoires même lorsqu'aucune ligne n'est en garde Le dispositif peut être complété par un lecteur de cassettes magnétiques permettant de changer facilement le contenu des mémoires 10. On peut ainsi pré-enregistrer le message à transmettre sur cassette , puis le transférer quasi instantanément dans les mémoires statiques qui ne présentent -pas'l'inconvénient de la durée de vie limitée des cassettes. Enfin, le dispositif peut comporter deux jeux de mémoires commutables, l'un des jeux contenant un message transmis sur ligne en garde et l'autre jeu contenant un message émis lors du fonctionnement en répondeur, en dehors des périodes où le standard est en service. Il va sans dire que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes ainsi plus généralement qu'd toutes autres restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mémorisation et de restitution de signal sonore, comprenant des moyens de mémorisation du signal et des moyens commandables de lecture des moyens de mémorisation et d'amplification du signal, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation sont constitués par une mémoire statique (10) de stockage numérique du signal code en modulation à un seul bit par échantillon, avantageusement en codage delta, et en ce que les moyens de lecture comportent un décodeur numérique/analogique (20) et des moyens de filtrage analogiques (22). 2. Dispositif de mémorisation et de restitution de signal sonore destiné à émettre un message parlé ou musical d'attente sur une ligne téléphonique, comprenant des moyens de mémorisation du signal et des moyens commandables de lecture des moyens de mémorisation et d'amplification du signal, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation sont constitués par une mémoire statique de stockage numérique du signal codé, avantageusement en modulation delta, et en ce que les moyens de lecture comportent un décodeur numérique/ analogique et des moyens de filtrage analogiques. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation sont constitués par une mémoire vive volatile (10) associée à une source locale de tension de sauvegarde du contenu des mémoires en cas de coupure d'une alimentation principale. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la mémoire vive est une mémoire PROM ou REPROM. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation comportent plusieurs boîtiers mémoire (10) et en ce que les moyens de lecture comportent une horloge (24) reliée à une entrée de balayage séquentiel des positions en mémoire de chacun des boîtiers (10), au décodeur numérique/ analogique (20) et à une cascade de compteurs (26, 28, 30) reliés à des moyens de sélection des boîtiers successifs. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation comprennent n boîtiers de mémoire (10) et en ce que les moyens de lecture comportent m décodeurs (34) à n/m sorties, la cascade de compteurs com- prenant un compteur de comptage de 1 à n/m pour sélectionner successivement les n/m sorties d'un même décodeur et un compteur de comptage de 1 à m permettant de sélectionner chacun des m décodeurs à son tour. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de remise à zéro permettant de reprendre le balayage au début du signal à chaque remise en marche du dispositif. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes utilisant la modulation delta, caractérisé en ce que le signal analogique est échantillonné à une fréquence au moins quatre fois supérieure à la bande passante. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de filtrage analogiques de sortie sont constitués par un filtre actif (22) fournissant une atténuation initiale, à l'extrGmité supérieure de la bande passante, d'environ 40 db par octave. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des -moyens d'enregistrement incorporés en mémoire, ayant un filtre analogique d'entrée, un convertisseur analogique/numériq.ue (44) et un commutateur (46) permettant de provoquer à volonté soit l'écriture, soit la lecture des moyens de mémorisation.