Brevet FR2628590A1 — publié le 19890915

La présente invention a pour but la réalisation de prises de sons exemptes de bruits d'ambiance. Tradionnellement, lorsqutil s'agit de réaliser des prises de sons dans un milieu comportant des bruits indésirables tels que par exemple, des bruits de vents, des bruits mécaniques, ou tout autre bruit jugé inutile, il était tres difficile d'obtenir un son ne comportant pas de tels bruits. De même, lorsqu'il faut réaliser un systme de reconnaissance vocale, il se pose traditionnellement le problème de la séparation de la parole d1avec le bruit ambiant qui se trouve toujours, dans le cas général, pris en compte par le microphone t Cette difficulté grève lourdement les performances du système de reconnaissance. Lorsque la prise de sons est réalisée selon les méthodes traditionnelles, la chaine d'acquisition se comporte de la meme façon vis à vis du signal utile et vis à vis du signal de bruit. Au mieux est-il possible d'améliorer un peu les choses par l'utilisa- tion de techniques de filtrages et de calculs fort complexes qu'il est difficile voire impossible à mettre en oeuvre lorsque des contraintes de colts, d'encombrements ou de rapidité de traitements se présentent. Le dispositif de prise de sons selon la présente invention résoud l'ensemble de ces problèmes à un codt très faible, avec un encombrement minimum et de façon fiable, dans tout le spectre de fréquences s'étendant du domaine infra-sonore au domaine ultrasonore. La figure 1 illustre la structure du dispositif selon l'invention. Pour obtenir en sortie du dispositif un signal utile ne comportant pas de bruits d'ambiance il est fait usage de deux microphones identiques appelés capteur 1 (i) et capteur 2 (2) qui fournissent chacun un signal à un préamplificateur approprié (3). Le capteur 1 (1) pointe sur la source du signal utile et fourni sur l'une des deux entrées du préamplificateur approprié (3) un signal comportant le signal utile et le signal de bruit à supprimer. Le capteur Z (2) pointe à côté de la source de signal utile et non sur celle-çi et fourni sur l'autre entrée du'préamplificateur (3) un signal ne comportant que le signal de bruit à supprimer. Le préamplificateur (3) monté en amplificateur différentiel reçoit sur ses deux entrées, simultanément, le signal utile et deux - fois le signal de bruit et restitue en sortie le signal utile uni- quement. En effet nous savons que lorsque deux signaux identiques se présentent, l'un sur ltentrée inverseuse et l'autre sur l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opérationnel monté en amplificateur différentiel, la tension et le courant de sortie de l'amplifi- cateur ne varient pas. Cette particularité est appelée réjection du mode commun et se vérifie aussi bien dans le cas où les entrées sont raccordées à des sources de tensions ou courants continus que dans le cas où les entrées sont couplées à des sources de tensions ou courants alternatifs. C'est précisement cette particularité qui est exploitée, en ce sens qu'un des capteurs fourni le signal utile superposé au signal de mode commun et l'autre capteur ne fourni que le signal de mode commun, servant en quelque sorte de signal de référence, ce qui permet de ne récupérer que le signal utile qui lui n'est pas affecté par cette opération de soustraction de signaux Toutefois pour que le dispositif selon l'invention fonctionne correctement, il faut veiller à respecter deux impératifs qui sont pour l'un, en se référant à la figure 1, (R1/R3) = (R2/R4) = 7 et pour l'autre, s'agissant de tensions et de courants alternatifs par nature, d'alimenter le préamplificateur (3) avec une tension continue positive et une tension continue négative par rapport à la "masse" à laquelle se raccordent les points "froids" des capteurs et qui est en général le zéro volt de l'alimentation du dispositif. Selon une possibilité de fabrication préférentielle du dispositif, selon l'invention, il convient d'utiliser comme capteurs (1) (2) des microphones à condensateur, dits "électret", qui présentent des caractéristiques de coflt et d'encombrement minimales et d'utiliser pour la partie préamplificatrice (3) un amplificateur opérationnel présenté sous forme d'un circuit intégré monolithique. Une autre possibilité de fabrication est illustrée par la figure 2 selon laquelle le bloc préamplificateur (3) est précédé par deux amplificateurs opérationnels. Cette autre façon de fabriquer le dispositif selon l'invention est plus particulièrement applicable lorsque le dispositif doit entre raccordé a des micropho-nes de types différents, principalement dans les domaines de la radiodiffusion et de la télévision professionnelle.Selon cette autre possibilité de fabrication, un amplificateur opérationnel (3) monté en amplificateur différentiel dont les entrées sont raccordées aux capteurs par l'intermédiaire des deux autres amplificateurs opérationnels (4) (5) servant d'adaptateurs d'impédances, ce qui permet de raccorder n'importe quelles sources de tensions ou de courants alternatifs à la place des microphones (7) (2).Toutefois pour que le dispositif selon l'invention fonctionne correctement, il faut veiller à respecter deux impératifs qui sont pour l'un, en se référant à la figure 2, (R1/R3) = (-R2/R4) = (R5/R6) = (R11/R13) = 1, le gain général étant fonction de R12, et pour l'autre, s'agissant de tensions et de courants alternatifs par nature, d'alimenter le préamplificateur (3) et les adaptateurs d'impédances (4) (5) avec une tension continue positive et une tension continue négative par rapport à la "masse" à laquelle se raccordent les points "froids" des capteurs et qui est en général le zéro volt de l'alimentation du dispositif. Une variante de fabrication du dispositif selon l'invention est d'adjoindre une pompe de charge (6) dont le but est de fournir la tension négative nécessaire à l'alimentation du ou des amplificateurs opérationnels à partir de la tension d'alimentation positive, afin de simplifier l'alimentation du dispositif ou simplement pour pouvoir l'alimenter à partir d'une simple pile électrique. Une variante de fabrication du dispositif peut également être, en se référant à la figure 2, de réaliser un circuit intégré regroupant le préamplificateur (3), les adaptateurs d'impédances (4) (5) et la pompe de charge (6) sur un même substrat, mais en conservant la résistance R72 de réglage du gain, extérieure. Une dernière variante de fabrication du dispositif serait d'utiliser des microphones ultra-sonores comme capteurs (1) (2), lorsqu'il est nécessaire de travailler dans cette gamme de fréquences. Le dispositif selon l'invention de par son faible cotit, Ra simplicité de mise en oeuvre et M fiabilité, trouve de nombreuses applications parmi lesquels il convient de compter, les Systèmes de cosmunications et de sécurité dans les ateliers d'emboutissage, de laminage, de chaudronnerie, les systèmes de communication des personnels de piste des aéroports et en réglé générale dans tous les secteurs d'activité ou il faut pouvoir communiquer de façon fiable malgré la présence de bruits parfois intenses. REVENDICATIONS 1) Dispositif de prise de sons caractérisé en ce qu'il comporte deux microphones (1) (2) reliés aux deux entrées d'un montage électronique dit amplificateur différentiel (3) alimenté positivement et négativement par rapport au point de masse des microphones. 2) Dispositif de prise de sons réalisé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il utilise des microphones (1) (2) travaillant dans la gamme des fréquences ultra-sonores. 3) Dispositif de prise de sons réalisé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le mottage électronique dit amplificateur différentiel (3) est réalisé sous forme d'un circuit intégré. 4) Dispositif de prise de sons réalisé selon les revendications 1, 2 ou 3, ou l'ensemble de deux d'entre elles caractérisé en ce que le montage électronique dit amplificateur différentiel (3) est précédé de deux circuits d'adaptations d'impédances (4) (5). 5) Dispositif de prise de sons réalisé selon les revendications 7, 2, 3 ou 4, ou leur ensemble, caractérisé en ce que les deux microphones (7) (2) sont réunis dans un même boitier. 6) Dispositif de prise de sons réalisé selon les revendications 1,-2, 3, 4 ou 5, ou leur ensemble, caractérisé en ce que l'ensemble du dispositif se trouve réuni dans un mOme boitier. 7) Dispositif de prise de sons réalisé selon les revendications i, 2, 3, 4, 5 ou 6, ou leur ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe de charge (6). 8) Dispositif de prise de sons réalisé selon les revendications 3 et 7, caractérisé en ce que le montage électronique dit amplificateur différentiel (3) et la pompe de charge (6) sont réalisés sous forme dtun meme circuit intégré.