Brevet FR2669802A1 — publié le 19920529

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Du point de vue de l'usager, on distingue parmi les prothèses auditives celles qui sont extérieures à l'oreille, celles qui sont logies au moins en partie dans le pavillon ou la conque de l'oreille (prothèse intra-conque) et les prothèses Gui sont totalement lacées à l'intérieur du conduit ou canal auditif (proth&se lnra-conduit ou encore intra-canal). Un autre facteur est extrêmement important Il faut en effet distinguer les prothèses auditives dont le mode de correction est fixe par construction et celles dont le mode de protec- tion est ajustable, que l'on nomme habituellement prothèses auditives programmables. Bien que de nombreux produits soient vendus ou proposés, il n'exis e pan actuellement de prothèse auditive programma- ble qui soit suffisamment petite pour pouvoir être totalement logée dans le conduit auditif En d'autres termes, il n'exis- te pas de prothès auditive programmable du type intra-con- duit La raison en est que la réalisation de telles prothèses pose des problèmes extrêmement difficiles à résoudre. La présente invention vient précisément proposer un disposi- tif électronique permettant la réalisation d'une telle prothèse. Le dispositif proposé est du type comprenant un microphone, des moyens de filtrage programmables dynamiquement, un ampli- ficateur de puissance réglable et un transducteur de restitu- tion sonore, alimenté par piles. Il est caractérisé en ce que les moyens de filtrage sont réalisés avec la mémoire de programmation et son interface sous la forme d'au moins un circuit intégré comprenant au moins un oscillateur associé à au moins un convertisseur5 continu-continu élévateur de tension pour l'alimentation desdites mémoires L'ensemble est alimenté à partir d'une seule pile miniature basse tension L'amplificateur de puissance, alimenté à partir de la même pile, est ré?lisé en un seul circuit intégré muni de condensateurs externes10 de découplage. Très avantageusement, les moyens de filtrage comprennent, dans le même circuit intégré, des filtres à capacités commu- tées, leur mémoire de commande et son interface de programma- tion Les filtres à capacités commutées sont pilotés pour la commutation par un oscillateur basse fréquence piloté par quartz et associé à au moins un convertisseur continu- continu élévateur en basse tension, lequel alimente un oscil- lateur haute fréquence associé à un autre convertisseur continu- continu élévateur en tension élevée Une telle tension élevée est en effet nécessaire pour l'écriture dans lesdites mémoires Seuls sont extérieurs au circuit intégré le quartz de l'oscillateur basse fréquence, des résistances et des condensateurs. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on prévoit deux circuits intégrés, l'un pour la préamplifica- tion nécessaire avant le filtrage proprement dit, l'autre pour former le filtre programmable et ses circuits auxiliai- res De façon tout à fait inhabituelle, il s'est avéré possi- ble d'obtenir un fonctionnement satisfaisant en montant ces deux circuits intégrés l'un sur l'autre, comme or le verra ci-après. Plus particulièrement, les circuits intégrés sont réalisés en technologie dite SACMOS, sur circuit hybride du type co-cuit multicouches, comprenant lesdites résistances, tandis que les condensateurs sont implantés au verso. Selon un autre aspect de l'invention, l'interface répond à une seule commande pour produire la tension d'écriture en mémoire et la commande de basculement en mode écriture (chargement ou "LOAD"), ce qui minimise le besoin en con- nexions et la taille du connecteur qui doit être associée au circuit hybride. Très avantageusement, les moyens de filtrage comprennent des moyens d'ajustement au voisinage de deux fréquences situées au centre de la bande audible. Les caractéristiques acoustiques particulières de la prothèse selon l'invention sont améliorées, compte tenu des résonances liées à l'implantation de l'appareil dans le conduit auricu- laire, par le fait de prévoir un ou, de préférence, plusieurs ajustements du type passe-bande, à des fréquences situées au cen'-re de la bande audible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma général d'un dispositif selon l'invention; la figure 2 est un schéma correspondant à la figure 1, simplifié, mais montrant en outre l'interconnexion du dispo- sitif avec un micro-ordinateur pour la programmation; la figure 3 est un schéma simplifié d'implantation du circuit hybride permettant la mise en oeuvre de l'invention; la figure 4 est un schéma plus détaillé du circuiz filtrage 4 ou U 2 utile à la mise en oeuvre de l'invention les figures 5 A et 5 B sont des schémas d'implantation dé- taillée du circuit hybride; et les figures 6 A à 6 C sont des schémas d'implantation généra- le du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, le dispositif selon l'inve:ition est alimenté par une pile 1 dont la tension nominale est d Ie 1,3 V TI s'agit d'une pile miniature telle que le modèle 312, 13, , 675 ou tout autre pile ou accumulateur convenable. Le dispositif comprend un microphune 2 qui peut être le modèle 3046, EA 1842, EK 3024 ou tout autre modèle de micro- phone pour prothèse auditive, de préférence du type électret. Ce microphone 2 est connecté par un condensateur 29 à un préamplificateur 3 qui est la première puce Ul de circuit intégré ( De façon générale, la référence numérique désigne l'ensemble du circuit, tandis que la référence de la puce ne vise pas les composants du circuit qui sont extérieurs à la puce). Cette pucet U 1 peut être, par exemple, le modèle GC 509,LC 508 vendu par la société GENNUM Corporation Elle est assortie de deux résistances externes 31 et 32, ainsi que d'un poten- tiomètre miniature 38, pour la commande de volume. En variante, on prévoit une puce avec préamplificateur et amplificateur à g N variable, ce gain variable étant obtenu par une technique d'échantillonnage à capacités commutées, auquel cas un filtre anti-repliement et un circuit échantil- lonneur bloqueur sont incorporés entre le préamplificateur analogique et sa commande automatique de gain. La sortie du préamplificateur 3 est intercornectée par un condensateur 39 au circuit de eiltrage 4 proprement dit qui est réalisé par une seconde puce de circuit intégré U 2, avec des condensateurs externes 73, 74, 75, 77 et 78. La sortie de la puce U 2 est reliée par un condensateur 80 à un écouteur 8, avec ou sans amplificateur de puissance 8, constitué d'une troisième puce U 3 L'écouteur amplifié peut être l'un des modèles de la Société KNOWLES EP 3073, EP 3074 ou EP 3075 Des écouteurs KNOWLES non amplifiés des séries ED, EH ou BK, par exemple, peuvent également convenir, en réalisant séparémér t une puce d'amplificateur de puissance, ou bien en ajoutant un étage supplémentaire au préamplificateur 3. Comme on le verra plus loin, le circuit du filtre 4 (éven- tuellement le circuit du préamplificateur 3) sont munis d'étages à capacité commutée, susceptibles d'être commandés numériquement (c'est-àdire logiquement) à partir d'une mnémoire fixe qui est, de préférence, du type E 2 PROM La programmation de cette mémoire s'effectue par les liaisons PRG. On s'attache ici à la mémoire E 2 PROM incorporée au circuit de filtre proprement dit 4. Pour la programmation (figure 2), on utilise un micro-ordina- teur 100, muni en principe d'un disque dur, d'un clavier 102, d'un écran 104, nt d'une carte interne spécialisée , prévue pour la communication avec la mémoire E 2 PROM. Il s'agit d'une carte série dont la réalisation technique ne pose pas de problème particulier, cette carte étant dans son principe semblable à celle utilisée pour les prothèses auditives programmables déjà connues, mais non du type in- tra-conduit Le micro-ordinateur est avantageusement du type standard actuel, articulé sur un processeur 8086 ou 80286, avec un système d'exploitation du type connu sous la marque MS-DOS, ou équivalent. La figure 3 fait apparaître schématiquement comment l'on peut implanter l'une sur l'autre les deux puces U 2 et U 1, sur un substrat S de circuit hybride, dont la face supérieure porte, au-dessous de la puce '12, une pluralité de résistances (non visibles). Au-dessous du substrat S, sont implantés des condensateurs, dont on voit ici ceux qui portent les références 39, 73, 77 et 80 Le quartz QZ 1 peut être monté au dessus des conden- sateurs On monte de même le microphone 2, la pile 1, la puce U 3 de l'amplificateur 8 et son transducteur associé 9 qui est naturellement placé du côté du tympan, tandis que le microphone 2 est placé du côté de la sortie du conduit auditif. Sur la figure 4, on voit le détail du circuit de filtrage proprement dit 4, avec la limite de sa puce U 2, ce circuit étant le plus délicat à réaliser sous forme miniature. Il comprend, après le condensateur externe D de liaison 39, un étage 40 formant amplificateur tampon d'entrée Cet étage 40 est suivi d'un étage 41 (à double amplificate,) qui possède une fonction de filtre anti-repliement, compte tenu de la cadence d'échantillonnage que l'on considérera ci- après De préférence, on prévoit ensuite un étage 45 qui possède une fonction de lissage et comporte deux sousétages internes 45 A et 45 B, le premier 45 A court-circuitable Ces deux sous-étages reçoivent la fréquence de commutation fc utilisée pour les capacités commutées et leur fonction est de réaliser l'échantillonnage requis pour ces capacités commutées. La sortie de l'étage 45 est appliquée à un ensemble de cir- cuits de filtrage à capacités commutées 51 à 58. Chaque étage de filtrage est court-circuitable En outre, il est lui- même programmable pour obtenir plusieurs niveau X de filtrage. Les trois premiers filtres 51 à 53 sont consacrés à des fonctions passe-bas Les deux filtres suivants, 54 et 55,10 sont consacrés à des fonctions de filtrage passe-bande, de préférence au centre de la bande acoustique audible. Les trois derniers filtres 56 à 58 sont consacrés à des fonctions de filtrage passe-haut. Le principe de tels filtres est par exemple décrit dans l'article de Gordon M JACOBS et al, intitulé DESIGN TECHNI- QUES FOR MOS SWITCHED CAPACITOR LADDER FILTERS, IEEE Journal of solidstate circuits, Vol SC-13, N 06, Décembre 1978, pages 267-274. La réalisation de tels filtres sous forme de circuit intégré est considérée dans son principe comme accessible à l'homme de l'art. Les filtres en question et d'autres fonctions de commutation de la puce U 2 sont régies par les bits d'information contenus dans une mémoire 500 du type E 2 PROM qui peut, par exemple, comporter vingt-quatre bits utiles A cette mémoire 500 est associé un registre d'entrée 501 qui communique par une logique de commande 505 avec des connexions de programma- tion PRG, en principe au nombre de trois, auquel s'ajoutent sur un même connecteur les deux connexions d'alimentation par pile (non représentée sur 'a figure 4). Plus précisément, hormis les deux fils d'alimentation, on prévoit une connexion de signal, une connexion d'korloge et une connexion pour réaliser à la fois la commande de lecture/écriture et la mise en oeuvre de la tension d'écritu- re, sur laquelle on reviendra plus loin. Un oscillateur 70, opérant par e: à toutes les capacités commutées de la puce U 2 Cette fr 4- quence fc est également appliquée à deux étages 71 et 72, dont le premier est doubleur de tension et 'e second est tripleur de tension Le loubleur de tension 71, don le schéma est du type connu, opère à partir ecaacts int- grées pour produire, sous faible énergie, les tensions de commande de grilles VGMOS pour les transistors a e Lffet de champ que comporte 1;uce U 2. L'étage tripleur 72 doit, par contre, fournir une quantité d'énergie supérieure Il lui est associé trois capacités externes 73 à 75 qui lui permettent de fournir trois tensions d'alimentation, en particulier pour les étages d'amplifica- tion analogique Après stabilisation daniis un circuit 75, également associé à deux capacités externes 77 et 78, on obtient les deux tensions actives Vcirc, ainsi qu' la tension de référence pour la masse, non re Drésentée. La sortie du doubleur 71 est donc appliquée notamment à un étage d'adaptation monté entre les sorties de lecture de la mémoire 500 et les transistors à effet de champ formant commande du degré de filtrage dans les étages à capacité commutée 51 à 58 Il en est de même pour les autres interru D- teurs du circuit, notamment ceux qui court-circuitent les étages des filtres à capacité commutée, et aussi des étages, tels que 45, munis de tels interrupteurs. Les tensions de sortie du circuit de stabilisation 76 sont appliqués à tous les composants actifs de la puce U 2 Ils vont donc notamment sur l'oscillateu: 110 et les circuits 515 et 519 qui lui sont associés. L'oscillateur 110 fournit une fréquence de 1 M Hz qui sert notamment pour la commande de la mémoire 500 en lecture, le cas échéant, er écriture La sortie de l'oscillateur 520 est également appliquée à un * tage 515 qui est un autre élévateur de tension, à capacités intégrées, qui est capable de fournir une tension de l'ordre de 25 V pour la programma- tion de la mwrmoire 500 à l'écriture Les capacités peuvent êt:e intégrées, du fait que l'écriture est relativement lente, ce qui laisse le temps nécessaire à l'accumulation à l'énergie requise pour cette programmation. j 5 L'étage 515 est dépendant de la commande d'écriture/lecture déja mentionnée à propos de la logique de commande 505. En réponse à cette commande, on va en même temps présenter le signal correspondant au bit à écrire au registre 501 de la mémoire 500 et réaliser la commande d'écriture, par l'application de la sortie de l'élévateur de tension 515 sur la ligne L qui assure l'écriture ou chargement (LOAD) dans la mémoire 500. Pendant ce temps, l'état des circuits à capacités commutées peut n'être pas bien déterminé En conséquence, une sortie auxiliaire de l'étage 515 actionne un circuit de silence (MUTING) 519 qui agit sur l'un des amplificateurs d'un cir- cuit de sortie 65 pour inhiber le fonctionnement acoustique. Ayant ainsi décrit l'ensemble des commandes et alimentation du circuit, jusqu'aux capacités commutées, il convient d'observer que la sortie du dernier étage 58 de filtrage à capacités commutées est appliquée à un circuit 60 qui réalise un écrêtage par son amplificateur médian 60 B avec, à l'entrée, un étage préamplificateur 60 A avant écrêtage et, à la sortie, un filtre de longueur d'onde 60 C Cet ensem- ble possède la fonction de réglage du niveau maximal en sortie. 5 La sortie de l'étage 60 est appliquée à un étage de sortie qui comporte d'abord un étage de lissage 65 A, suivi d'un tampon de sortie 65 B. C'est cet étage de lissage 65 A de l'organe 65 qui réalise la fonction de silence déjà mentionnée. Les deux sous-étages du circuit 45, le premier et le dernier étages du circuit 60, ainsi que le premier étage du circuit 65 reçoivent la fréquence fc pour assurer les corrections convenables, compte tenu de l'échantillonnage réalisé par les capacités commutées. Bien entendu, tous les filtres à capacités commutées reçoi- vent également cette fréquence fc, en même temps que la commande d'au moins un interrupteur qui est sous le contrôle du contenu de la mémoire 500. Il est maintenant fait référence aux figures 5 A et 5 B. Au recto (fig 5 A) du substrat S du circuit hybride, on implante les capacités 39, 73, 74, 75, 77, 78 et 80, sous la forme de métallisations à deux niveaux, que le spécialiste reconnaîtra.30 Il s'y ajoute des plages de connexions, à gauche pour le quartz QZ 1, qui surplombe les capacités centrales 75 et 77, à droite pour les connexions de sortie (point chaud OUT et alimentations S+,S), et le pôle positif P+ de la pile. Côté verso (fig 5 B), on prévoit des plages de connexion, avec les autres connexions d'entrée/sortie, de part et d'au- tre de l'empilement central des deux puces Ul et U 2. Le circuit hybride est réalisé en cinq couches Sous les puces, les résistances sont sérigraphiées sur les couches intermédiaires. La réalisation du circuit selon l'invention, avec la petite taille requise pour une prothèse intra-conduit, a posé des problèmes techniques considérables. Il a tout d'abord fallu intégrer les fonctions requises dans la puce U 2 de filtre (Fig 4), et résoudre les problèmes d'alimentation de celle-ci. Ensuite, il a fallu concevoir un circuit hybride capable de recevoir les deux puces Ul et U 2, avec leurs auxiliaires, en conservant des dimensions très faibles. Pour cela, de façon tout à fait inhabituelle en technologie hybride, on a recouru d'abord à la fixation d'une puce U 2 sur une zone ou sont déjà implantées des résistances, et de plus à la fixation d'une seconde puce Ul sur la première. Il s'est avéré possible de faire marcher un tel montage, contraire aux règles d'hybridation couramment admises, pourvu que la colle isolante de fixation des puces ne déborde pas sous celles-ci et présente une épaisseur réduite, de l'ordre de 50 micromètres. En outre, seule la technologie dite co-cuit basse température multicouches, avec 5 couches préperforées, trous métallisés avant cuisson, et sérigraphie des résistances également effectuée avant cuisson a premis de restreintze l'encombre- ment de l'empilement des puces, avec leurs connexions péri- phériques, aux dimensions voulues Ceci a ôté possible L' du fait que l'ajustement précis desdites résistances 2. pas nécessaire On réalise alors les interconnexions d'une face à l'autre sans encombrement latéral supplémentaire. Les figures 6 A à 6 C montrent l'implantation complète de la prothèse, agrandie sensiblement 10 fois. Le schéma montre le circuit hybride seulement Le microphone, l'écouteur amplifié et le potentiomètre de volume Lui sont reliés par fils volants Leur implantation est r%:éalisée pour minimiser le volume occupé. Ainsi, le circuit hybride s'étend longitudinalement selon un volume parallélipipédique visible sur Les figures 6, dont la longueur est inférieure à environ 11 mm, et la lar- geur inférieure à environ 6 mm, la hauteur étant du même ordre. Cette prothèse entre aisément dans un canai auriculaire, même de petite taille L'échancrure PZ permet de placer le microphone de côté droit cu gauche, selon le conduit auditif concerné. L'expérience a montré que, cette prothèse modifiant la géomé- trie interne du canal auriculaire, il est important de pré- voir des ajustements au milieu de la bande de fréquences acoustiques utiles, par des filtres dits "creux". Selon l'invention, ces ajustements se font à 1 ou 2 k Hz et à 3 k Hz Le choix de la fréquence de 1 ou 2 kf Hz est programmable Les deux filtres sont uourt-circuitables et possèdent en outre deux états de filtrage différents Leur atténuation au centre peut aller jusqu'à -12 d B, pour une courbe d'atténuation en V, avec une largeur à mi-hauteur d'environ +/ 30 % de la fréquence centrale. Les filtres passe-bas ont une pente programmable à 4 valeurs; 0 db/octave, 6 db/oct, 12 db/oct et 18 db/oct La fréquence de coupure est programmable à 250 Hz, 500 Hz, lk Hz, 1,5 k Hz, 2,5 k Hz et 3 k Hz, avec une précision de réglage de5 +/ 5 %. Les filtres passe-haut ont une pente programmable à 4 valeurs: O db/octave, 6 db/oct, 12 db/oct et 18 db/oct. La fréquence de coupure est programmable à lk Hz, 2 k Hz,10 3 k Hz et 4 k Hz, avec une précision de réglage de +/ 5 %. L'écrêteur programmable limite l'amplitude des signaux en sortie dans la gamme de 15 à 80 milli Volts RMS (+/ 5 %), par pas de 15 m V RMS Il peut être programmé hors circuit. L'expérience montre que la prothèse possède d'excellentes caractéristiques générales, notamment en termes de niveau de bruit (ce qui est un paramètre critique avec des filtres à capacités commutées) Elle est très bien acceptée et utili- sée par les usagers, auxquels elle apporte un progrès majeur. Revendicationa 1 Dispositif électronique formant prothèse auditive programma- ble miniature, en particulier du type intra-conduit, comprenant un microphone ( 2), des moyens de filtrage et d'amplification ( 3,4,8), associés à un transducteur de restitution sonore ( 9), alimentés par pile ( 1), caractérisée en ce que lesdits moyens ( 3,4 l sont réalisés sous la forme d'au moins un circuit intégré (Ul,U 2), comprenant au moins un oscillateur ( 70,510) associé à au mo:ns un convertisseur continu-continu élévateur de tension ( 71,72,515), l'ensemble étant alimenté à partir d'une pile miniature basse tension ('), tandis que l'amplificateur ( 8), alimenté à partir de la même pile ( 1), est réalisé en un seul circuit intégré muni de condensateurs externes de découplage ( 87,88). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit intégré amplificateur ( 3 ou Ul) et un circuit intégré de filtre programmable ( 4 ou U 2), ces deux circuits intégrés étant montés l'un sur l'autre. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les circuits intégrés (U 1,U 2) sont réalisés en technologie dite SACMOS, sur circuit hybride du type co-cuit multi-couches, comprenant lesdites résistances, tandis que les condensateurs sont implantés au verso. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de filtrage ( 4) comprennent, dans le même circuit intégré, des filtres à capacités commutées ( 51-58), leur mémoire de commande ( 500) et son interface de programmation ( 505), lesdits filtres à capacités commutées ( 51-58) étant' pilotés pour la commutation par un oscillateur basse fréquence ( 70), piloté par qtuartz (QZ 1) et associé à au moins un convertis- seur continu-continu élévateur en basse tension ( 71,72,76), lequel alimente un oscillateur haute fréquence ( 510) associé à un autre convertisseur continu-continu élévateur en tension élevée ( 515), pour fournir la tension d'écriture desdites Dispositif électronie formant Drothèse auditive programma- ble miniature, en particulier du type intra-conduit L'invention concerne les dispositifs électroniques miniatu- res, en particulier mais non exclusivement de tels disposi- tifs électroniques destinés à servir comme prothèse auditive. Du point de vue de l'usager, on distingue parmi les prothèses auditives celles qui sont extérieures à l'oreille, celles qui sont logies au moins en partie dans le pavillon ou la conque de l'oreille (prothèse intra-conque) et les prothèses Gui sont totalement lacées à l'intérieur du conduit ou canal auditif (proth&se lnra-conduit ou encore intra-canal). Un autre facteur est extrêmement important Il faut en effet distinguer les prothèses auditives dont le mode de correction est fixe par construction et celles dont le mode de protec- tion est ajustable, que l'on nomme habituellement prothèses auditives programmables. Bien que de nombreux produits soient vendus ou proposés, il n'exis e pan actuellement de prothèse auditive programma- ble qui soit suffisamment petite pour pouvoir être totalement logée dans le conduit auditif En d'autres termes, il n'exis- te pas de prothès auditive programmable du type intra-con- duit La raison en est que la réalisation de telles prothèses pose des problèmes extrêmement difficiles à résoudre. La présente invention vient précisément proposer un disposi- tif électronique permettant la réalisation d'une telle prothèse. Le dispositif proposé est du type comprenant un microphone, des moyens de filtrage programmables dynamiquement, un ampli- ficateur de puissance réglable et un transducteur de restitu- tion sonore, alimenté par piles. Il est caractérisé en ce que les moyens de filtrage sont réalisés avec la mémoire de programmation et son interface sous la forme d'au moins un circuit intégré comprenant au moins un oscillateur associé à au moins un convertisseur5 continu-continu élévateur de tension pour l'alimentation desdites mémoires L'ensemble est alimenté à partir d'une seule pile miniature basse tension L'amplificateur de puissance, alimenté à partir de la même pile, est ré?lisé en un seul circuit intégré muni de condensateurs externes10 de découplage. Très avantageusement, les moyens de filtrage comprennent, dans le même circuit intégré, des filtres à capacités commu- tées, leur mémoire de commande et son interface de programma- tion Les filtres à capacités commutées sont pilotés pour la commutation par un oscillateur basse fréquence piloté par quartz et associé à au moins un convertisseur continu- continu élévateur en basse tension, lequel alimente un oscil- lateur haute fréquence associé à un autre convertisseur continu- continu élévateur en tension élevée Une telle tension élevée est en effet nécessaire pour l'écriture dans lesdites mémoires Seuls sont extérieurs au circuit intégré le quartz de l'oscillateur basse fréquence, des résistances et des condensateurs. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on prévoit deux circuits intégrés, l'un pour la préamplifica- tion nécessaire avant le filtrage proprement dit, l'autre pour former le filtre programmable et ses circuits auxiliai- res De façon tout à fait inhabituelle, il s'est avéré possi- ble d'obtenir un fonctionnement satisfaisant en montant ces deux circuits intégrés l'un sur l'autre, comme or le verra ci-après. Plus particulièrement, les circuits intégrés sont réalisés en technologie dite SACMOS, sur circuit hybride du type co-cuit multicouches, comprenant lesdites résistances, tandis que les condensateurs sont implantés au verso. Selon un autre aspect de l'invention, l'interface répond à une seule commande pour produire la tension d'écriture en mémoire et la commande de basculement en mode écriture (chargement ou "LOAD"), ce qui minimise le besoin en con- nexions et la taille du connecteur qui doit être associée au circuit hybride. Très avantageusement, les moyens de filtrage comprennent des moyens d'ajustement au voisinage de deux fréquences situées au centre de la bande audible. Les caractéristiques acoustiques particulières de la prothèse selon l'invention sont améliorées, compte tenu des résonances liées à l'implantation de l'appareil dans le conduit auricu- laire, par le fait de prévoir un ou, de préférence, plusieurs ajustements du type passe-bande, à des fréquences situées au cen'-re de la bande audible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma général d'un dispositif selon l'invention; la figure 2 est un schéma correspondant à la figure 1, simplifié, mais montrant en outre l'interconnexion du dispo- sitif avec un micro-ordinateur pour la programmation; la figure 3 est un schéma simplifié d'implantation du circuit hybride permettant la mise en oeuvre de l'invention; la figure 4 est un schéma plus détaillé du circuiz filtrage 4 ou U 2 utile à la mise en oeuvre de l'invention les figures 5 A et 5 B sont des schémas d'implantation dé- taillée du circuit hybride; et les figures 6 A à 6 C sont des schémas d'implantation généra- le du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, le dispositif selon l'inve:ition est alimenté par une pile 1 dont la tension nominale est d Ie 1,3 V TI s'agit d'une pile miniature telle que le modèle 312, 13, , 675 ou tout autre pile ou accumulateur convenable. Le dispositif comprend un microphune 2 qui peut être le modèle 3046, EA 1842, EK 3024 ou tout autre modèle de micro- phone pour prothèse auditive, de préférence du type électret. Ce microphone 2 est connecté par un condensateur 29 à un préamplificateur 3 qui est la première puce Ul de circuit intégré ( De façon générale, la référence numérique désigne l'ensemble du circuit, tandis que la référence de la puce ne vise pas les composants du circuit qui sont extérieurs à la puce). Cette pucet U 1 peut être, par exemple, le modèle GC 509,LC 508 vendu par la société GENNUM Corporation Elle est assortie de deux résistances externes 31 et 32, ainsi que d'un poten- tiomètre miniature 38, pour la commande de volume. En variante, on prévoit une puce avec préamplificateur et amplificateur à g N variable, ce gain variable étant obtenu par une technique d'échantillonnage à capacités commutées, auquel cas un filtre anti-repliement et un circuit échantil- lonneur bloqueur sont incorporés entre le préamplificateur analogique et sa commande automatique de gain. La sortie du préamplificateur 3 est intercornectée par un condensateur 39 au circuit de eiltrage 4 proprement dit qui est réalisé par une seconde puce de circuit intégré U 2, avec des condensateurs externes 73, 74, 75, 77 et 78. La sortie de la puce U 2 est reliée par un condensateur 80 à un écouteur 8, avec ou sans amplificateur de puissance 8, constitué d'une troisième puce U 3 L'écouteur amplifié peut être l'un des modèles de la Société KNOWLES EP 3073, EP 3074 ou EP 3075 Des écouteurs KNOWLES non amplifiés des séries ED, EH ou BK, par exemple, peuvent également convenir, en réalisant séparémér t une puce d'amplificateur de puissance, ou bien en ajoutant un étage supplémentaire au préamplificateur 3. Comme on le verra plus loin, le circuit du filtre 4 (éven- tuellement le circuit du préamplificateur 3) sont munis d'étages à capacité commutée, susceptibles d'être commandés numériquement (c'est-àdire logiquement) à partir d'une mnémoire fixe qui est, de préférence, du type E 2 PROM La programmation de cette mémoire s'effectue par les liaisons PRG. On s'attache ici à la mémoire E 2 PROM incorporée au circuit de filtre proprement dit 4. Pour la programmation (figure 2), on utilise un micro-ordina- teur 100, muni en principe d'un disque dur, d'un clavier 102, d'un écran 104, nt d'une carte interne spécialisée , prévue pour la communication avec la mémoire E 2 PROM. Il s'agit d'une carte série dont la réalisation technique ne pose pas de problème particulier, cette carte étant dans son principe semblable à celle utilisée pour les prothèses auditives programmables déjà connues, mais non du type in- tra-conduit Le micro-ordinateur est avantageusement du type standard actuel, articulé sur un processeur 8086 ou 80286, avec un système d'exploitation du type connu sous la marque MS-DOS, ou équivalent. La figure 3 fait apparaître schématiquement comment l'on peut implanter l'une sur l'autre les deux puces U 2 et U 1, sur un substrat S de circuit hybride, dont la face supérieure porte, au-dessous de la puce '12, une pluralité de résistances (non visibles). Au-dessous du substrat S, sont implantés des condensateurs, dont on voit ici ceux qui portent les références 39, 73, 77 et 80 Le quartz QZ 1 peut être monté au dessus des conden- sateurs On monte de même le microphone 2, la pile 1, la puce U 3 de l'amplificateur 8 et son transducteur associé 9 qui est naturellement placé du côté du tympan, tandis que le microphone 2 est placé du côté de la sortie du conduit auditif. Sur la figure 4, on voit le détail du circuit de filtrage proprement dit 4, avec la limite de sa puce U 2, ce circuit étant le plus délicat à réaliser sous forme miniature. Il comprend, après le condensateur externe D de liaison 39, un étage 40 formant amplificateur tampon d'entrée Cet étage 40 est suivi d'un étage 41 (à double amplificate,) qui possède une fonction de filtre anti-repliement, compte tenu de la cadence d'échantillonnage que l'on considérera ci- après De préférence, on prévoit ensuite un étage 45 qui possède une fonction de lissage et comporte deux sousétages internes 45 A et 45 B, le premier 45 A court-circuitable Ces deux sous-étages reçoivent la fréquence de commutation fc utilisée pour les capacités commutées et leur fonction est de réaliser l'échantillonnage requis pour ces capacités commutées. La sortie de l'étage 45 est appliquée à un ensemble de cir- cuits de filtrage à capacités commutées 51 à 58. Chaque étage de filtrage est court-circuitable En outre, il est lui- même programmable pour obtenir plusieurs niveau X de filtrage. Les trois premiers filtres 51 à 53 sont consacrés à des fonctions passe-bas Les deux filtres suivants, 54 et 55,10 sont consacrés à des fonctions de filtrage passe-bande, de préférence au centre de la bande acoustique audible. Les trois derniers filtres 56 à 58 sont consacrés à des fonctions de filtrage passe-haut. Le principe de tels filtres est par exemple décrit dans l'article de Gordon M JACOBS et al, intitulé DESIGN TECHNI- QUES FOR MOS SWITCHED CAPACITOR LADDER FILTERS, IEEE Journal of solidstate circuits, Vol SC-13, N 06, Décembre 1978, pages 267-274. La réalisation de tels filtres sous forme de circuit intégré est considérée dans son principe comme accessible à l'homme de l'art. Les filtres en question et d'autres fonctions de commutation de la puce U 2 sont régies par les bits d'information contenus dans une mémoire 500 du type E 2 PROM qui peut, par exemple, comporter vingt-quatre bits utiles A cette mémoire 500 est associé un registre d'entrée 501 qui communique par une logique de commande 505 avec des connexions de programma- tion PRG, en principe au nombre de trois, auquel s'ajoutent sur un même connecteur les deux connexions d'alimentation par pile (non représentée sur 'a figure 4). Plus précisément, hormis les deux fils d'alimentation, on prévoit une connexion de signal, une connexion d'korloge et une connexion pour réaliser à la fois la commande de lecture/écriture et la mise en oeuvre de la tension d'écritu- re, sur laquelle on reviendra plus loin. Un oscillateur 70, opérant par e: à toutes les capacités commutées de la puce U 2 Cette fr 4- quence fc est également appliquée à deux étages 71 et 72, dont le premier est doubleur de tension et 'e second est tripleur de tension Le loubleur de tension 71, don le schéma est du type connu, opère à partir ecaacts int- grées pour produire, sous faible énergie, les tensions de commande de grilles VGMOS pour les transistors a e Lffet de champ que comporte 1;uce U 2. L'étage tripleur 72 doit, par contre, fournir une quantité d'énergie supérieure Il lui est associé trois capacités externes 73 à 75 qui lui permettent de fournir trois tensions d'alimentation, en particulier pour les étages d'amplifica- tion analogique Après stabilisation daniis un circuit 75, également associé à deux capacités externes 77 et 78, on obtient les deux tensions actives Vcirc, ainsi qu' la tension de référence pour la masse, non re Drésentée. La sortie du doubleur 71 est donc appliquée notamment à un étage d'adaptation monté entre les sorties de lecture de la mémoire 500 et les transistors à effet de champ formant commande du degré de filtrage dans les étages à capacité commutée 51 à 58 Il en est de même pour les autres interru D- teurs du circuit, notamment ceux qui court-circuitent les étages des filtres à capacité commutée, et aussi des étages, tels que 45, munis de tels interrupteurs. Les tensions de sortie du circuit de stabilisation 76 sont appliqués à tous les composants actifs de la puce U 2 Ils vont donc notamment sur l'oscillateu: 110 et les circuits 515 et 519 qui lui sont associés. L'oscillateur 110 fournit une fréquence de 1 M Hz qui sert notamment pour la commande de la mémoire 500 en lecture, le cas échéant, er écriture La sortie de l'oscillateur 520 est également appliquée à un * tage 515 qui est un autre élévateur de tension, à capacités intégrées, qui est capable de fournir une tension de l'ordre de 25 V pour la programma- tion de la mwrmoire 500 à l'écriture Les capacités peuvent êt:e intégrées, du fait que l'écriture est relativement lente, ce qui laisse le temps nécessaire à l'accumulation à l'énergie requise pour cette programmation. j 5 L'étage 515 est dépendant de la commande d'écriture/lecture déja mentionnée à propos de la logique de commande 505. En réponse à cette commande, on va en même temps présenter le signal correspondant au bit à écrire au registre 501 de la mémoire 500 et réaliser la commande d'écriture, par l'application de la sortie de l'élévateur de tension 515 sur la ligne L qui assure l'écriture ou chargement (LOAD) dans la mémoire 500. Pendant ce temps, l'état des circuits à capacités commutées peut n'être pas bien déterminé En conséquence, une sortie auxiliaire de l'étage 515 actionne un circuit de silence (MUTING) 519 qui agit sur l'un des amplificateurs d'un cir- cuit de sortie 65 pour inhiber le fonctionnement acoustique. Ayant ainsi décrit l'ensemble des commandes et alimentation du circuit, jusqu'aux capacités commutées, il convient d'observer que la sortie du dernier étage 58 de filtrage à capacités commutées est appliquée à un circuit 60 qui réalise un écrêtage par son amplificateur médian 60 B avec, à l'entrée, un étage préamplificateur 60 A avant écrêtage et, à la sortie, un filtre de longueur d'onde 60 C Cet ensem- ble possède la fonction de réglage du niveau maximal en sortie. 5 La sortie de l'étage 60 est appliquée à un étage de sortie qui comporte d'abord un étage de lissage 65 A, suivi d'un tampon de sortie 65 B. C'est cet étage de lissage 65 A de l'organe 65 qui réalise la fonction de silence déjà mentionnée. Les deux sous-étages du circuit 45, le premier et le dernier étages du circuit 60, ainsi que le premier étage du circuit 65 reçoivent la fréquence fc pour assurer les corrections convenables, compte tenu de l'échantillonnage réalisé par les capacités commutées. Bien entendu, tous les filtres à capacités commutées reçoi- vent également cette fréquence fc, en même temps que la commande d'au moins un interrupteur qui est sous le contrôle du contenu de la mémoire 500. Il est maintenant fait référence aux figures 5 A et 5 B. Au recto (fig 5 A) du substrat S du circuit hybride, on implante les capacités 39, 73, 74, 75, 77, 78 et 80, sous la forme de métallisations à deux niveaux, que le spécialiste reconnaîtra.30 Il s'y ajoute des plages de connexions, à gauche pour le quartz QZ 1, qui surplombe les capacités centrales 75 et 77, à droite pour les connexions de sortie (point chaud OUT et alimentations S+,S), et le pôle positif P+ de la pile. Côté verso (fig 5 B), on prévoit des plages de connexion, avec les autres connexions d'entrée/sortie, de part et d'au- tre de l'empilement central des deux puces Ul et U 2. Le circuit hybride est réalisé en cinq couches Sous les puces, les résistances sont sérigraphiées sur les couches intermédiaires. La réalisation du circuit selon l'invention, avec la petite taille requise pour une prothèse intra-conduit, a posé des problèmes techniques considérables. Il a tout d'abord fallu intégrer les fonctions requises dans la puce U 2 de filtre (Fig 4), et résoudre les problèmes d'alimentation de celle-ci. Ensuite, il a fallu concevoir un circuit hybride capable de recevoir les deux puces Ul et U 2, avec leurs auxiliaires, en conservant des dimensions très faibles. Pour cela, de façon tout à fait inhabituelle en technologie hybride, on a recouru d'abord à la fixation d'une puce U 2 sur une zone ou sont déjà implantées des résistances, et de plus à la fixation d'une seconde puce Ul sur la première. Il s'est avéré possible de faire marcher un tel montage, contraire aux règles d'hybridation couramment admises, pourvu que la colle isolante de fixation des puces ne déborde pas sous celles-ci et présente une épaisseur réduite, de l'ordre de 50 micromètres. En outre, seule la technologie dite co-cuit basse température multicouches, avec 5 couches préperforées, trous métallisés avant cuisson, et sérigraphie des résistances également effectuée avant cuisson a premis de restreintze l'encombre- ment de l'empilement des puces, avec leurs connexions péri- phériques, aux dimensions voulues Ceci a ôté possible L' du fait que l'ajustement précis desdites résistances 2. pas nécessaire On réalise alors les interconnexions d'une face à l'autre sans encombrement latéral supplémentaire. Les figures 6 A à 6 C montrent l'implantation complète de la prothèse, agrandie sensiblement 10 fois. Le schéma montre le circuit hybride seulement Le microphone, l'écouteur amplifié et le potentiomètre de volume Lui sont reliés par fils volants Leur implantation est r%:éalisée pour minimiser le volume occupé. Ainsi, le circuit hybride s'étend longitudinalement selon un volume parallélipipédique visible sur Les figures 6, dont la longueur est inférieure à environ 11 mm, et la lar- geur inférieure à environ 6 mm, la hauteur étant du même ordre. Cette prothèse entre aisément dans un canai auriculaire, même de petite taille L'échancrure PZ permet de placer le microphone de côté droit cu gauche, selon le conduit auditif concerné. L'expérience a montré que, cette prothèse modifiant la géomé- trie interne du canal auriculaire, il est important de pré- voir des ajustements au milieu de la bande de fréquences acoustiques utiles, par des filtres dits "creux". Selon l'invention, ces ajustements se font à 1 ou 2 k Hz et à 3 k Hz Le choix de la fréquence de 1 ou 2 kf Hz est programmable Les deux filtres sont uourt-circuitables et possèdent en outre deux états de filtrage différents Leur atténuation au centre peut aller jusqu'à -12 d B, pour une courbe d'atténuation en V, avec une largeur à mi-hauteur d'environ +/ 30 % de la fréquence centrale. Les filtres passe-bas ont une pente programmable à 4 valeurs; 0 db/octave, 6 db/oct, 12 db/oct et 18 db/oct La fréquence de coupure est programmable à 250 Hz, 500 Hz, lk Hz, 1,5 k Hz, 2,5 k Hz et 3 k Hz, avec une précision de réglage de5 +/ 5 %. Les filtres passe-haut ont une pente programmable à 4 valeurs: O db/octave, 6 db/oct, 12 db/oct et 18 db/oct. La fréquence de coupure est programmable à lk Hz, 2 k Hz,10 3 k Hz et 4 k Hz, avec une précision de réglage de +/ 5 %. L'écrêteur programmable limite l'amplitude des signaux en sortie dans la gamme de 15 à 80 milli Volts RMS (+/ 5 %), par pas de 15 m V RMS Il peut être programmé hors circuit. L'expérience montre que la prothèse possède d'excellentes caractéristiques générales, notamment en termes de niveau de bruit (ce qui est un paramètre critique avec des filtres à capacités commutées) Elle est très bien acceptée et utili- sée par les usagers, auxquels elle apporte un progrès majeur. Revendicationa 1 Dispositif électronique formant prothèse auditive programma- ble miniature, en particulier du type intra-conduit, comprenant un microphone ( 2), des moyens de filtrage et d'amplification ( 3,4,8), associés à un transducteur de restitution sonore ( 9), alimentés par pile ( 1), caractérisée en ce que lesdits moyens ( 3,4 l sont réalisés sous la forme d'au moins un circuit intégré (Ul,U 2), comprenant au moins un oscillateur ( 70,510) associé à au mo:ns un convertisseur continu-continu élévateur de tension ( 71,72,515), l'ensemble étant alimenté à partir d'une pile miniature basse tension ('), tandis que l'amplificateur ( 8), alimenté à partir de la même pile ( 1), est réalisé en un seul circuit intégré muni de condensateurs externes de découplage ( 87,88). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit intégré amplificateur ( 3 ou Ul) et un circuit intégré de filtre programmable ( 4 ou U 2), ces deux circuits intégrés étant montés l'un sur l'autre. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les circuits intégrés (U 1,U 2) sont réalisés en technologie dite SACMOS, sur circuit hybride du type co-cuit multi-couches, comprenant lesdites résistances, tandis que les condensateurs sont implantés au verso. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de filtrage ( 4) comprennent, dans le même circuit intégré, des filtres à capacités commutées ( 51-58), leur mémoire de commande ( 500) et son interface de programmation ( 505), lesdits filtres à capacités commutées ( 51-58) étant' pilotés pour la commutation par un oscillateur basse fréquence ( 70), piloté par qtuartz (QZ 1) et associé à au moins un convertis- seur continu-continu élévateur en basse tension ( 71,72,76), lequel alimente un oscillateur haute fréquence ( 510) associé à un autre convertisseur continu-continu élévateur en tension élevée ( 515), pour fournir la tension d'écriture desdites mémoires, le quartz (QZ 1) de l'oscillateur basse fréquence, des résistances et des condensateurs étant extérieurs au circuit intégré. 5 Dispositif selon l'Lne des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'interface ( 505) répond à une seule commande pour produire la tension d'écriture en mémcirs et la commande de basculement en mode écriture, ce qui minimise le besoin en connexions et la taille du connecteur. 6 D:spositif selon l'une des reverdlca:t ons précédentes, caractérisé en ce que les moyens de filtraçe ( 4) ccrprennent des moyens ( 54,55) d'ajustement au voisinage de deux fréquences situées au centre de la bande audible. 7 Dispositif selon l'une des revenrdicaticns précédentes, caractérisé en ce que Le circuit hybride s'étend selon un volume parallélipipédique, dont la longueur est inférieure à environ Il nm, et la largeur inférieure à environ 6 mm.