Brevet FR2584254A1 — publié le 19870102

La présente invention est relative à un dispositif émetteur - récepteur pour la communication vocale à courte distance dans un milieu sonore perturbé tel que dans un vehicule à moteur ou un chantier de construction par exemple, le trajet de transmission étant dépourvu d'obstacle. On connait des systémes de transmission vocale avec liaison par fil, dans lesquels chaque interlocuteur dispose d un microphone, d'un haut parleur et d'un émetteur-récepteur. Ce type de système de transmission vocale n'est pas approprié pour une transmission à courte distance dans laquelle 1 in- terlocuteur doit garder une certaine liberté de mouvement. Il serait nécessaire, dans ce contexte là, de prévoir une liaison détachable nécessitant une opération de connexion à chaque communication ce qui rend impossible une communication rapide et facile. On connait également des systèmes de transmission vocale VHF, avec lesquels la transmission pose des problémes dans un milieu perturbé par des fréquences électromagnétiques, l'utilisation de tels systèmes nécessitant de plus l'obtention d'une autorisation officielle (P.T.T.) et la confidentialité de la communication ne pouvant ètre assurée. Un but de 1 invention est donc de fournir un système de transmission vocale permettant à la fois une liberté de mouvement des interlocuteurs, une communication rapide qui ne nécessite pas d'opération particulière, qui ne soit pas perturbée par le milieu sonore ambiant et qui assure une certaine confidentialité. L'invention a donc pour objet un dispositif émetteur-récepteur pour la communication vocale, à courte distance en milieu sonore perturbé, le trajet de transmission étant dépourvu d'obstacle, ce dispositif comportant un microphone , un circuit émetteur un circuit récepteur et un ou plusieurs hauts parleurs caractérisé en ce que les circuits émetteur et récepteur comportent respectivement des moyens d'émission et de réception d'un signal modulé correspondant à la parole, à une fréquence porteuse comprise entre la fréquence de 1 infrarouge et celle de l'ultra-violet. Avantageusement, le circuit émetteur et le circuit récepteur comprennent respectivement une ou plusieurs diodes émettrices et une ou plusieurs diodes réceptrices et la fréquence porteuse est la fréquence de l'infrarouge. Avantageusement, les cellules émettrices sont isolées des cellules réceptrices. Avantageusement, le système comprend des moyens destinés à séparer le signal utile correspondant à la parole du signal parasite engendré par la lumière ambiante. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l est un schéma d'un système de transmission vocale selon l'invention - la Fig.2 est un schéma détaillé d'un mode de réalisation préféré du système de la Fig.1 - la Fig.3 est un exemple d'application du système de transmission vocale selon l'invention pour des interlocuteurs équipés d'un casque. Comme représenté sur la Fiv.1, un interlocuteur A dispose d'un dispositif 1 d émission et de réception par infrarouge. Le circuit d'émission 2 comprend un micro phone 3 destiné à capter la parole de l'interlocuteur et connecté à un circuit d'amplification 4. Le signal amplifié et corrigé, de sortie de l'amplificateur, est appliqué à un circuit modulateur 5 destiné à commander un élément semi-conducteur 6 émettant dans la longueur d'onde de l'infrarouge. L'ensemble de l'émetteur 6 est constitué par plusieurs cellules émettrices dont le nombre est fonction de l'angle d'émission désire. Avantageusement, le circuit modulateur 5 comporte des moyens de coupure dé l'émission infrarouge en l'absence de communication, le dispositif 1 comportant alors des moyens de protection contre les bruits extérieurs. De telles dispositions assurent une diminution de consommation d'énergie et donc une autonomie plus importante lorsque le système est alimenté par pile. Le circuit de réception 7 comprend une ou plusieurs cellules réceptrices infrarouges 8 destinées à recevoir des signaux infrarouges modulés. Cette cellule captant également les signaux infrarouges contenus dans le spectre de la lumière ambiante, un circuit démodulateur 9 auquel est relié la cellule réceptrice 8, permet, outre la démodulation des signaux infrarouges, la séparation du signal utile correspondant à la parole du signal parasite engendré par la lumière ambiante. Le signal démodulé est appliqué à un ou plusieur-hauts parleurs 10 par l'intermédiaire d'un circuit amplificateur il et éventuellement d'un circuit de commande de réglage du volume 12. Avantageusement, l'amplificateur peut comporter une commande automatique de volume supplémentaire assurant une audition sensiblement constante quel que soit l'éloignement des interlocuteurs, par l'intermédiaire de moyens de compensation. Afin d'assurer un retour minimum entre la parole d'un interlocuteur et sa propre écoute, les cellules émettrices et réceptrices d'un même dispositif sont de préférence mutuellement isolées du point de vue optique. Un mode de réalisation préféré du système de transmission vocale selon l'invention est représenté en détail sur la Fig.2. Le circuit d'émission 2 comprend un microphone 3 alimenté par l'intermédiaire d'un circuit de découplage constitué par un condensateur 13 et une résistance 14 et connecté à la borne plus d'une batterie de 9 volts (non représentée) par l'intermédiaire d'un interrupteur marche-arret 15, un condensateur C étant connecté entre l'interrupteur 15 et la masse. Le microphone 3 peut par exemple être du type Electret dont le signal de sortie est de l'ordre de 100 mV. Le signal de sortie est appliqué à l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel 16 par l'intermédiaire d'un condensateur 17 monté en série avec une résistance 18.Le condensateur 17 constitue un filtre passe-haut dont la fréquence de coupure est choisie de préférence de l'ordre de 300 Hz Pour des raisons d'intelligibilité de la transmission, la bande de fréquence transmise est limitée à celle de la parole. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur 16 est reliée au point de connection de résistances 19 et 20 dont les autres bornes sont connectees respectivement au circuit de découplage et à la masse pour former un pont de résistance destiné à fixer le point de repos de l'étage d'amplification et de modulation du circuit d'émission. L'amplificateur 16 est donc alimenté par le circuit de découplage et sa sortie est connectée à la base d'un transistor 21, la base de ce transistor étant également connectée à la masse à travers une résistance 22.L'émetteur du transistor 21 est relié d'une part à la masse à travers une résistance 23 et d'autre part à la borne inverseuse de 1'amplificateur 16 à travers une résistance 24 en parallèle avec une diode 25. Le collecteur du transistor 21 est connecté à un semi-conducteur 6 émettant dans la longueur d'onde de l'infrarouge. Dans l'exemple représenté, le semi-conducteur 6 est constitué par trois diodes émettrices 26 montées en série afin d'augmenter le cone d'émission, la cathode de la première diode étant reliée au collecteur du transistor 21 et l'anode de la troisième diode étant connectée à l'interrupteur marche-arret 15. L'amplificateur 16 et le transistor 21 constituent un amplificateur modulateur en courant, le courant circulant dans les diodes d'émission 26 étant proportionnel au signal de modulation. Le courant de repos dans les diodes d'émission est fixé par la valeur de la résistance 23 (en l'absence de modulation), par exemple à 20 mA. Le gain de l'étage de l'amplification et de modulation est établi par le rapport des résistances 24 et 18, par exemple ce gain est fixé à 8. En conséquence, la tension de modulation aux bornes de la résistance 23 est d'environ + 0,8 V par rapport à la tension de repos de 1 volt, ce qui assure une modulation en courant de , 15 mA autour du point de repos, la diode 25 étant destinée à écréter les pointes de modulation excessives. Le principe de l'émission infrarouge consiste en ce que l'élément émettant dans la fréquence de l'infrarouge est directement modulé par le signal de la parole. De ce fait, aucune interférence ne se produit lorsque que plusieurs systèmes de transmission sont simultanément en mode d'émission, le mélange se faisant alors automatiquement en optique ce qui autorise une liaison en "full duplex" ou en "conférence". Le circuit de réception 3 est constitué par uneou plusieurs photodiodes 8 dont la sensibilité est maximum dans les fréquences de l'infrarouge. Cette diode fournit un courant proportionnel au flux lumineux sur la base d'un transistor 27 dont le collecteur est relié d'une part au circuit de découplage 13, 14 et d'autre part à la cathode de la photodiode à travers deux résistances en série 28 et 29. Le point milieu de ces résistances est connecté à l'émetteur du transistor 27 à travers un condensateur 30. L'émetteur du transistor 27 est également relié à la masse à travers une résistance 31. Le circuit constitué par les éléments 27, 28, 29 et 30 permet d'éviter la saturation de la photodiode par la lumière ambiante. En effet, les résistances 28 et 29 polarisent la photodiode en inverse, la somme de ces résistances étant suffisamment faible pour qu'en présence d'une lumiere ambiante (soleil), la tension à leurs bornes engendrée par le courant de la photodiode reste faible et continue à polariser la photodiode en inverse, cette tension étant appliqué à la base du transistor 27 monté en étage suiveur. Lorsque le flux lumineux est modulé, le courant dans la photodiode est modulé, ce qui crée une tension modulée sur la base du transistor T1. La tension sur l'émetteur du transistor 27 a la meme amplitude et la même phase que cette tension modulée et elle est appliquée par l'intermédiaire du condensateur 30 au point de jonction des résistances 28 et 29, ce qui permet de multiplier la valeur de la résistance 29 de manière artificielle, par le gain du transistor. Ainsi, une sensibilité accrue est obtenue pour les courants modules, L'émetteur du transistor 27 est connecté à la borne inverseuse d'un amplificateur opérationnel 32 par l'intermédiaire d'un condensateur 33 en série avec une résistance 34. La valeur du condensateur 33 est choisie de manière à ce qu'il constitue un filtre passe-haut dont la fréquence de coupure est d'environ 300 Hz afin de rejeter un signal éventuel de 50 Hz provenant d'éclairages alimentés par le secteur. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur 32 est reliée au circuit de découplage à travers une résistance 35 et à la masse à travers une résistance 36, ces résistances formant un pont permettant de fixer le point de polarisation de l'amplificateur 32. La sortie de l'amplificateur 32 est reliée à son entrée inverseuse à travers un ensemble constitué par une résistance 37, un condensateur 38 et deux diodes 39 montés en parallèle, les diodes 39 étant montées tête beche. Le gain de l'amplificateur 32 est déterminé par le rapport de résistance 34 et 37.et les diodes 39 montées en inverse dans la boucle de contre reaction de cet amplificateur, assurent une amplification non linéaire et évitent les variations de niveau acoustique en fonction de la grandeur du signal appliqué et donc de la distance entre l'émetteur et le récepteur infrarouge de deux interlocuteurs (amplificateur logarithmique). La sortie de l'amplificateur 32 est également reliée à la masse à travers un potentiomètre 40 permettant le réglage du volume sonore en ce que son point milieu est connecté à l'entrée inverseuse d'un amplificateur 41 à travers un condensateur 42 et une résistance 43 en série. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur 41 est connectée à son entrée inverseuse à travers un condensateur 44.La sortie de l'am- plificateur 41 est connectée à la masse à travers un condensateur 45 et une résistance 46 en série, et à un haut parleur 47 à travers un condensateur 48. L'amplificateur 1 constitue un amplificateur de puissance et est par exemple du type LM380. L'ensemble constitué par les éléments 42, 43 et 44 est adapté pour constituer un filtre passe bande allant d'environ 300 Hz à 4 XH. Le condensateur 45 et la résistance 46 montés en parallèle sur le haut-parleur 47 permettent d'eviter d'eventuels accrochages de l'amplificateur de puissance 41. Le circuit qui vient d'être décrit, alimenté par une pile de 9 volts, entraine une consommation d'environ 30 mA au repos, pouvant atteindre 70 mA en fonction de la puissance acoustique exigée. Un tel système de transmission permet donc une liaison phonique en "full duplex". c*est-à-dire que l'utilisateur peut etre entendu de son interlocuteur et recevoir simultanément un message de sa part. Les avantages d'un tel dispositif de transmission sont les suivants - communication vocale sans fil de liaison - absence d'exigence d'autorisation officielle (P.T.T. etc..) car il ne met pas en jeu de fréquence électromagnétique et donc n'engendre pas de risque de brouillage. - prix de revient relativement faible, - liaison directe permettant une certaine confidentialité de la communication. - le poids et les dimensions du dispositif selon l'invention permettent des applications à- des communications vocales entre conducteur et passagers d'une moto ou d'un autre véhicule à moteur ou entre différentes personnes travaillant sur un chantier, équipés d'un casque de sécurité ou de communication, ou entre ces personnes et un dispositif émetteurrécepteur fixe. Sur la Fig.3, on a illustré un exemple d'application du dispositif émetteur-récepteur selon l'invention à un conducteur et un passager d'un cyclomoteur. Un dispositif émetteur-récepteur est intégré entièrement dans chaque casque de sécurité 50. Sur la Fig.3 les diodes d'émission 6 et de réception 8 de chaque dispositif sont situées à l'arrière du casque du conducteur et à l'avant (sous la visière) du casque du passager (å droite sur la Figure), Il va de soi que pour rendre les casques polyvalents, on peut placer des ensembles de diodes émettrices et réceptrices à l'avant et à l'arrière de chaque casque. Pour l'isolement optique des diodes émettrices et réceptrices de chaque ensemble, il est possible d'encastrer les diodes réceptrices (ou émettrices) dans l'épaisseur du casque ou de les éloigner verticalement les unes des autres. Dans le cas d'une application à des pilotes et navigateurs de rallye, on peut placer des diodes d'émission et de réception sur les cotes des casques de sécurité. Dans un chantier de constructions, un dispositif emetteur-récepteur peut être placé dans un bocal ou au pied d'une grue et relié par fil à un dispositif émetteur-récepteur placé dans une salle de contrôle pour une communication entre le contremaitre et les ouvriers par exemple. Le circuit d'émission peut être branché à la sortie d'un auto-radio pour permettre aux passagers munis d'un casque d'écoute de recevoir le son sans perturber le conducteur. Le système selon l'invention peut etre utilisé par plus de deux interlocuteurs et assurer une liaison dite "conférence (chaque interlocuteur pouvant etre entendu et recevoir simultanément les autres). Dans l'exemple décrit, on a choisi l'in- frarouge pour la transmission, mais il est évident que l'on peut utiliser, sans grande modification du dispositif, toute fréquence ou plage de fréquence comprise entre la fréquence de l'infrarouge et celle de l'ultra violet. REVENDICATIONS 1. Dispositif émetteur-récepteur pour la communication vocale à courte distance en milieu sonore perturbé, le trajet de transmission étant dépourvu d'obstacle, ce dispositif comportant un microphone (3), un circuit émetteur (4,5,6), un circuit récepteur (8, 9,11,12) et un ou plusieurs hauts parleurs (10), caractérisé en coque les circuits émetteur et récepteur comportent respectivement des moyens d'émission (6) et de réception (8) d'un signal modulé correspondant à la parole, à une fréquence porteuse comprise èntre la fréquence de l'infrarouge et celle de l'ultra-violet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit émetteur et le circuit récepteur comprennent respectivement une ou plusieurs diodes émettrices (6) et une ou plusieurs diodes réceptrices (8) et en ce que la fréquence porteuse est la fréquence de l'infrarouge. 3. Dispositif selon la revendication 2, ca ractérisé en ce que les cellules émettrices (6) sont isolées des cellules réceptrices (8). 4. Dispositif selon l'une revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de réception comprend un amplificateur (9) associé à des moyens de compensation (39) du volume sonore par rapport à l'amplitude du signal reçu. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit récepteur comprend des moyens (27,28,29,30) de séparation du signal correspondant à la parole, du signal parasite engendré par la lumière ambiante. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérise en ce que le circuit récepteur co prend des moyens (33) d'élimination du signal parasite engendré par des éclairages alimentés par le secteur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est entièrement intégrable dans un casque de sécurité ou de communication (50).