Brevet FR2579388A1 — publié le 19860926

Dispositif de commande automatique du niveau d'une source sonore utile dans un milieu à bruyance variable. L'invention concerne les dispositifs de commande automatique du niveau d'une source sonore utile dans un milieu à bruyance variable. Ces dispositifs, dont l'application principale est la commande automatique du volume d'un autoradio disposé dans une automobile, ont pour but d'assurer un confort d'écoute optimum sans avoir à recourir à une action manuelle sur le bouton de puissance lorsque le niveau du bruit ou de la modulation sonore varient. On connatt déjà de nombreux dispositifs destinés à apporter une solution à ce problème. Tous ces dispositifs antérieurs utilisent essentiellement un amplificateur à gain commandé, représenté par AGC sur la figure 1 du dessin annexé illustrant l'état de la technique. Cet amplificateur à gain commandé reçoit le signal d'entrée SE et l'amplifie avec un gain variable selon la tension de la commande C qui parvient également à cet amplificateur. La sortie S de l'amplificateur à gain commandé attaque un amplificateur de puissance AP, qui lui-même alimente un haut-parleur HP. Les différences entre les divers dispositifs antérieurs proviennent de la manière dont est-engendrée la tension de commande C. D'une manière générale, cette tension de commande est élaborée à partir d'un signal obtenu à l'aide d'un microphone d'ambiance M par un dispositif de traitement du signal TS. La manière d'élaborer la tension de la commande C n'ayant pas de solution théorique parfaite, le dispositif de traitement du signal TS peut etre soit très simple, soit très sophistiqué en fonction du niveau de la prestation technique à réaliser. Dans les autoradios les plus connus, le dispositif de traitement de signal TS est composé principalement d'un filtre passe bas à front raide dont la fréquence de coupure est inférieure à 40 Hz, suivi d'un redresseur à grande constante de temps. Ainsi la composante de signal provenant des hauts parleurs qui franchit ce filtre est très faible et le système n'entre pas en réaction positive. C'est de cette manière que sont conçus notamment les appareils de marques "SALIS", de "BLAUPUNKT", ou "ASLC" de "HITACHI" qui sont les plus répandus. Cette manière de procéder comporte l'inconvénient que seules les fréquences très basses du spectre du bruit sont prises en compte, alors que ce ne sont malheureusement pas les plus gênantes.Ainsi il est connu qu'en ville ces dispositifs sont efficaces, mais qu'à vitesse élevée, lorsque le spectre de bruit s'étend vers des fréquences plus hautes, ils ne sont plus d'aucune utilité. Afin de remédier à cet inconvénient, il a été décrit, dans le brevet français 2 466 901 au nom du demandeur, un dispositif plus sophistiqué, lui-même amélioré a nouveau par le brevet français 2 513 839 également au nom du demandeur. Dans l'appareil de ce dernier type, vendu sous le nom de marque "S-TRONIC T1K3", le dispositif de traitement de signal TS contient d'une part un filtre en pondération A qui permet de prendre en compte toutes les fréquences du spectre de bruit en tenant compte de la sensibilité de l'oreille aux diverses fréquences, et d'autre part un calculateur analogique chargé d'éliminer la composante provenant des hautsSparleurs dans le signal recueilli par le micro. Cependant la conception de ce dernier dispositif entralne l'in convénient que, lorsque les usagers des véhicules engagent une con versation, celle-ci est considérée comme un bruit qui augmente le niveau de l'amplificateur afin de couvrir la voix, ce qui est assez gênant. Cet inconvénient oblige à déconnecter la commande automatique avant d'engager une conversation prolongée, ce qui constitue une servitude. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif qui permette d'éliminer cette servitude en effectuant automatiquement la discrimination entre le bruit produit par le véhicule et la conversation des passagers. L'invention est fondée sur ltobservation que d'une part la densité spectrale de bruit d'une voiture est une fonction décroissante de la fréquence, et que d'autre part dans la conversation courante, la parole humaine ne contient pas de composantes prépon dérantes de fréquences basses. L'invention consiste,-dans un circuit de commande automatique du type précédemment défini, à utiliser un dispositif de-détection agencé pour détecter une anomalie importante dans la monotonie de la décroissance en fonction de la fréquence de la densité spectrale du signal saisi par le microphone d'ambiance, et pour engendrer un signal de blocage lorsque cette anomalie dépasse un certain seuil, ce dispositif de détection étant combiné avec un dispositif d'inhibition, placé sur la chaîne allant du microphone d'ambiance à la con mande de l'amplificateur à gain commandé, et agencé pour empêcher l'augmentation automatique de puissance lorsqu'il reçoit le signal de blocage provenant du dispositif de détection. Dans une forme simplifiée de réalisation, le dispositif de détection comprend deux filtres passe haut réglés respectivement sur deux fréquences basses différentes et montés en parallèle entre la sortie du micro et l'entrée d'un comparateur, avec déséquilibrage par résistances différentes dans un certain rapport en faveur du filtre à fréquence basse de coupure la plus haute, de manière que des fréquences supérieures à ladite fréquence de coupure la plus haute produisent le déséquilibre du comparateur qui engendre le signal de blocage, alors que des fréquences inférieures agissent davantage sur le filtre à fréquence de coupure la plus basse et produisent un effet inverse. Le dispositif d'inhibition peut être constitué par un simple échantillonneur-bloqueur disposé sur la chaîne du signal de commande et commandé par le signal de blocage. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la descriptioo qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est un schéma général représentant l'état de la technique; et la figure 2 représente le schéma modifié selon l'invention. Sous sa forme la plus simple, le dispositif de détection D de la figure 2 comprend essentiellement deux filtres passe haut 1 et 2 réglés respectivement sur deux fréquences basses différentes, par exemple 100 Hz pour le filtre 1 et 200 Hz pour le filtre 2. Ces deux filtres 1 et 2 sont montés en parallèle entre la sortie du microphone M et l'entrée (+) de l'amplificateur opérationnel 3 monté en comparateur, avec interposition de redresseurs 4 et 5 et de résistances 6 et 7 dont le rapport, compte tenu des fréquences de coupure choisies, est par exemple de 1,4. En d'autres termes, la insistance 6 est 1,4 fois plus élevée sur la résistance 7, assurant ainsi un déséquilibre en faveur du filtre 2 pour un même signal du microphone.En outre, les deux filtres, leur redresseur et leur résistance sont montés de manière à avoir une action antagoniste, par le fait que les redresseurs 4 et 5 sont inversés l'un par rapport à l'autre et que les résistances 6 et 7 aboutissent à un point commun qui est l'entrée (+) du comparateur 3. En variante on pourrait supprimer cette inversion des redresseurs et obtenir l'antagonisme en attaquant séparément les entrées(+) et (-) du comparateur 3 avec des résistances appropriées de déséquilibrage. De cette manière lorsque le bruit de la voiture est prepondérant, c'est-à-dire lorsque les fréquences basses dominent sur les fréquences moyennes ou hautes, le filtre 1 produit un signal beaucoup plus élevé que le filtre 2 et, dans un rapport supérieur à 1,4, ce qui maintient donc l'entrée (+) du comparateur 3 à une tension négative par rapport à la masse, et de ce fait la sortie du comparateur 3 reste à zéro, c'est-à-dire ne produit pas de signal de blocage. Dès qu'une fréquence supérieure à 200 Hz devient prépondérante, cette fréquence agit pareillement sur les deux filtres, mais le déséquilibre en faveur du filtre 2 à fréquence de coupure la plus élevée, du au fait que la résistance 7 est plus faible que-la résistance 6, rend l'entrée (+) positive ce qui engendre le signal de blocage. Pour permettre à ce signal de blocage, véhiculé par la ligne B d'empêcher l'augmentation automatique de puissance, on peut utiliser un simple échantillonneur-bloqueur EB, disposé dans la chaîne allant du microphone d'ambiance M à 11 entrée de commande C de l'amplificateur à gain commandé AGC, et qui bloque la valeur de ce signal de commande C à sa valeur précédente. Cet echantillonneur-bloqueur EB peut en principe être placé indifféremment en amont ou en aval du dispositif de traitement de signal TS dans cette chaîne. Toutefois, dans le cas où le dispositif de traitement de signal TS contient un comparateur chargé de comparer une tension issue du microphone M à la tension de signal prélevée à la sortie S de l'am- plificateur à gain commandé AGC par une ligne 8 et de commander un moyen intérieur au dispositif de traitement de signal pour faire diminuer la tension de commande C, il est dans ce cas nécessaire de placer le dispositif d'inhibition, en l'occurrence l'echantillonneur- bloqueur EB, en amont du dispositif de traitement de signal, ou tout au moins du moyen susmentionné de diminution de la tension de commande, car dans le cas contraire le rapport entre le signal utile et le bruit ambiant ne serait plus régulé. En dehors du moyen analogique extrêmement simple qui vient d'être décrit pour la réalisation du dispositif de détection, il pourrait également être fait usage d'un traitement numérique à l'aide d'un calculateur agencé pour surveiller la monotonie de la décroîs sance de la densité spectrale du signal issu du microphone à l'aide de filtres numériques, et pour comparer numériquement les valeurs obtenues afin d'engendrer le signal de blocage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatique du niveau d'une source sonore utile dans un milieu à bruyance variable, du type comportant dans sa chaîne d'amplification (SE, AP, HP) un amplificateur à gain commandé (AGC) dont l'entrée de commande (C) est commandée à partir d'un microphone d'ambiance (M) par l'intermédiaire d'un dispositif de traitement de signal (TS), caractérisé par le fait que le dispositif comporte en outre - un dispositif de détection (D) agencé pour détecter une anomalie importante dans la monotonie de la décroissance en fonction de la fréquence de la densité spectrale du signal saisi par le microphone d'ambiance (M), et pour engendrer un signal de blocage (B) lorsque cette anomalie dépasse un certain seuil, et - un dispositif d'inhibition (EB) placé sur la chaîne allant du microphone d'ambiance (M) à la commande (C) de l'amplificateur à gain commandé (AGC) et agencé pour empêcher l'augmentation automatique de puissance lorsqu'il reçoit le signal de blocage provenant du dispositif de détection (D). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dispositif de détection (D) comprend deux filtres passe haut (1, 2) réglés respectivement sur deux fréquences basses différentes et montées en parallèle et en antagonisme entre la sortie du micro (M) et l'entrée (+) d'un comparateur (3), avec déséquilibrage par résistances différentes dans un certain rapport en faveur du filtre (2) à fréquence basse de coupure la plus haute, de manière que des fréquences supérieures à ladite fréquence de coupure la plus haute produisent le déséquilibre du comparateur (3) qui engendre le signal de blocage (B) alors que des fréquences inférieures agissent davantage sur le filtre (1) à fréquence de coupure la plus basse et produisent un effet inverse. 3. Dispositif de commande selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'inhibition (EB) est constitué par un simple échantillonneur bloqueur disposé sur la chaîne du signal de commande (M, TS, C), et commandé par le signal de blocage (B). 4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif d'inhibition (EB) est disposé en amont du dispositif de traitement de signal (TS).