Brevet FR2967325A1 — publié le 20120511

BOITIER TELEMATIQUE ADAPTE POUR ETRE INTEGRE A UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention porte sur un boîtier télématique adapté pour être intégré à un véhicule automobile et disposé en série entre un microphone et au moins une interface de connexion d'un équipement audio. Des systèmes à boîtier télématique embarqués à bord de véhicules automobiles sont connus, par exemple comme décrit dans la 1 o demande de brevet WO 9815075(A2) dans lequel un dispositif télématique muni d'un autoradio avec un module RDS, un téléphone sans fil et un système de positionnement et de navigation fournis dans un même boîtier. Le dispositif permet de recevoir à la fois des informations générales via l'autoradio et des informations individuelles via le module GSM. Dans le cas 15 d'un accident ou une panne, un signal d'urgence correspondant est transmis afin de demander de l'aide. Un microphone présent dans un tel système, qu'il soit actif ou passif, est partagé pour la réalisation de plusieurs fonctions. On entend par microphone actif un microphone électriquement alimenté. Notamment pour 20 des fonctions d'appel d'urgence ou d'assistance, le microphone est directement relié au boîtier télématique pour des raisons évidentes de sûreté de fonctionnement. En revanche, les équipements audio ayant des fonctions de téléphonie main libre ou de reconnaissance vocale doivent aussi recevoir le son capté par le microphone. 25 Le microphone est généralement, dans un véhicule automobile déporté à l'extérieur du boîtier télématique, en un endroit adéquat pour capter les sons à l'intérieur de l'habitacle. Les interfaces de connexion, pour un microphone, en entrée des équipements audio sont généralement différentielles ou simples (à la 30 masse). L'insertion d'un boîtier télématique, disposé en série entre un microphone et un équipement audio, qui comprendrait une interface de communication entre le microphone et l'équipement audio muni d'un amplificateur en tension électrique sur chacune des deux voies de sortie du 35 microphone est connue. Toutefois une telle interface de communication du boîtier télématique engendre une perte de gain, notamment en cas de connexion avec un équipement audio muni d'une interface de connexion en entrée de type simple, i.e. à la masse, car ces amplificateurs ne sont pas flottants et ne partagent pas le même courant. Un court-circuit permanent à la masse peut alors se produire et engendrer une défaillance des amplificateurs par échauffement. L'insertion d'un tel boîtier télématique n'est donc pas transparent pour l'équipement audio qui exploite le signal délivré par le microphone. Un but de l'invention est de pallier ces problèmes et de fournir un boîtier télématique insérable en série entre un microphone et un équipement audio, qui ne modifie pas les caractéristiques électriques des signaux transmis par le microphone à destination de l'équipement audio. Il est proposé, selon un aspect de l'invention, un boîtier télématique adapté pour être intégré à un véhicule automobile et disposé en série entre un microphone et au moins une interface de connexion d'un équipement audio. Le boîtier télématique comprend une interface de communication entre le microphone et l'interface de connexion d'équipement audio, l'interface de communication comprenant : - un premier étage de conversion d'une tension électrique différentielle reçue en entrée et délivrée par le microphone, en une tension électrique moitié de mode commun correspondante ; et - un deuxième étage de régulation du courant électrique de sortie de l'interface de communication comprenant une boucle de rétroaction de la tension électrique aux bornes de la résistance d'alimentation du microphone de ladite interface de connexion, pour appliquer des tensions électriques, aux bornes de résistances de charge disposées en sortie du deuxième étage de régulation, égales à ladite tension électrique différentielle en sortie du microphone ou à son opposée, ou bien à la moitié de ladite tension électrique différentielle en sortie du microphone ou à son opposée. Un tel boîtier télématique est transparent pour un équipement audio qui exploite le signal issu du microphone, de sorte que l'équipement audio reçoive un signal identique à celui émis par le microphone, sans que le boîtier télématique interposé ne modifie les caractéristiques électriques du signal émis par le microphone. Selon mode de réalisation, le premier étage de conversion comprend un premier soustracteur délivrant en sortie la différence entre deux tensions électriques reçues sur deux entrées. Ainsi la tension électrique différentielle fournie par le microphone est transformée en tension de mode commun, i.e. référencée à la masse, ce qui permet un traitement économique de cette tension électrique par l'étage de sortie. Dans un mode de réalisation, le premier étage de conversion comprend des premiers moyens d'application de gain moitié, disposé en 1 o sortie dudit premier soustracteur. Cela permet de garantir un gain d'insertion du boitier de 1 (OdB) afin de leur rendre totalement transparent vis-à-vis de l'équipement audio qui utilise le signal microphone. Selon un mode de réalisation, le deuxième étage de régulation 15 comprend un deuxième soustracteur, des deuxièmes moyens d'application de gain montés en sortie du deuxième soustracteur, et une source de courant électrique commandée en tension électrique, montée en sortie des deuxièmes moyens d'application de gain. Un tel mode de réalisation permet de simuler de façon fidèle le 20 comportement électrique d'un microphone (dont le schéma équivalent est identique). Dans un mode de réalisation, le premier soustracteur comprend un amplificateur opérationnel et au moins une résistance. Un tel mode de réalisation est simple et de coût réduit. 25 Selon un mode de réalisation, ledit deuxième soustracteur comprend un amplificateur opérationnel, au moins une résistance, au moins un condensateur, et un transistor à effet de champ. Un tel mode de réalisation est simple et de coût réduit. Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un 30 véhicule automobile équipé d'un boîtier télématique tel que décrit précédemment. L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un boîtier télématique selon un aspect de l'invention ; - la figure 2 illustre schématiquement un premier exemple de réalisation d'un boîtier selon la figure 1 ; et - la figure 3 illustre schématiquement un deuxième exemple de réalisation d'un boîtier selon la figure 1. Sur l'ensemble des figures, les éléments ayant des références identiques sont similaires. Sur la figure 1, un boîtier télématique BT disposé en série entre un microphone MIC et au moins une interface de connexion ICONN d'un équipement audio comprend une interface de communication ICOMM entre le microphone MIC et l'interface de connexion ICONN d'équipement audio. L'interface de communication ICOMM comprenant : - un premier étage de conversion ETG1 d'une tension électrique différentielle Vmic- reçue en entrée et délivrée par le microphone MIC, en une tension électrique moitié de mode commun Vmic/2 correspondante ; et - un deuxième étage de régulation ETG2 du courant électrique de sortie I de l'interface de communication ICOMM comprenant une boucle de rétroaction de la tension électrique Vr2 aux bornes de la résistance d'alimentation du microphone de ladite interface de connexion ICONN, pour appliquer des tensions électriques, aux bornes de résistances de charge Vr1, Vr2 disposées en sortie du deuxième étage de régulation ETG2, égales à ladite tension électrique différentielle Vmic- en sortie du microphone MIC ou à son opposée, ou bien à la moitié de ladite tension électrique différentielle Vmic/2- en sortie du microphone MIC ou à son opposée. Ainsi, le boîtier BT est transparent pour l'interface de connexion ICONN d'équipement audio, que cette interface soit différentielle ou à la 30 masse. Le premier étage de conversion ETG1 comprend un premier soustracteur SOUS1 délivrant en sortie la différence Vmic entre deux tensions électriques reçues sur deux entrées, et un premier module d'application de gain moitié G1, disposé en sortie du premier soustracteur 35 SOUS1. Le deuxième étage de régulation ETG2 comprend un deuxième soustracteur SOUS2, un deuxième module d'application de gain G2 monté en sortie du deuxième soustracteur SOUS2, et une source de courant électrique commandée en tension électrique SC, montée en sortie du deuxième module d'application de gain G2. Le deuxième soustracteur SOUS2 reçoit en entrées la tension électrique délivrée en sortie du premier étage ETG1, valant Vmic/2, et la tension électrique Vr2 aux bornes de la résistance d'alimentation du microphone de l'interface de connexion ICONN, transmise par rétroaction. La 1 o tension électrique délivrée en sortie du deuxième soustracteur SOUS2 vaut donc Vmic/2-Vr2 qui est la tension électrique d'entrée du deuxième module de gain G2. La valeur du deuxième module de gain est choisi grand par rapport à l'unité pour garantir un contrôle précis du courant de sortie (gain supérieur à 100dB par exemple). 15 Les figures 2 et 3 représentent des exemples de réalisation d'un boîtier télématique de la figure 1. Sur la figure 2, le premier étage de conversion ETG1 comprend deux voies respectivement connectées aux deux sorties du microphone MIC délivrant la tension électrique différentielle Vmic-. 20 La première voie comprend un premier condensateur Cl, une première résistance R1 disposée en série du premier condensateur C1, entre le premier condensateur Cl et l'entrée négative d'un premier amplificateur opérationnel AO1. La deuxième voie comprend un deuxième condensateur C2, une 25 deuxième résistance R2 disposée en série du deuxième condensateur C2, entre le deuxième condensateur C2 et l'entrée positive du premier amplificateur opérationnel AO1. Une troisième résistance R3 est disposée sur une boucle de rétroaction entre la sortie du premier amplificateur opérationnel AO1 et 30 l'entrée négative du premier amplificateur opérationnel AO1. Une quatrième résistance R4 est disposé entre la masse et l'entrée positive du premier amplificateur opérationnel AO1. Par exemple, les premier et deuxième condensateurs Cl et C2 de la figure 2 peuvent respectivement avoir une capacité valant 10µF pour 35 garantir une fréquence de coupure faible et donc pas d'atténuation du signal du microphone, et les première, deuxième, troisième et quatrième résistances peuvent respectivement valoir 10 K.), 10 K.), 5 K.), et 5 kO. La tension électrique de mode commun délivrée en sortie du premier étage de conversion ETG1 vaut alors Vmic/2, qui est fournie en entrée du deuxième étage de régulation ETG2. Dans cet exemple de réalisation, le premier soustracteur SOUS1 est réalisé par le schéma de soustracteur autour de AO1 associé au quatre résistances R1, R2, R3, et R4 de la figure 2, et le premier module d'application de gain moitié G1 est réalisé par le même étage par le choix 1 o des rapport 1 /2 entre les résistances R1, R3 et R2, R4 respectivement de la figure 2. Dans cet exemple de réalisation, le deuxième étage de régulation ETG2 comprend un deuxième amplificateur opérationnel AO2, dont l'entrée négative reçoit la tension électrique de mode commun Vmic/2 délivrée en 15 sortie du premier étage de conversion ETG1. Une cinquième résistance R5 est montée en série en sortie du deuxième amplificateur opérationnel AO2, elle-même connectée à la grille d'un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde MF. Le drain du transistor à effet de champ à grille métal-oxyde MF est relié à la masse par l'intermédiaire d'une sixième résistance R6, et à 20 un troisième condensateur C3 délivrant en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 une tension électrique VR1. La source du transistor à effet de champ à grille métal-oxyde MF est relié à la masse par l'intermédiaire d'une septième résistance R7, à l'entrée positive du deuxième amplificateur opérationnel AO2 par une boucle de rétroaction, et à un quatrième 25 condensateur C4 délivrant en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 une tension électrique VR2. Le transistor MF permet de simuler le microphone flottant MIC et d'assurer une circulation identique du courant entre les deux résistances de charge RC1 /RC2 dans le cas d'une interface audio différentielle. Les deux 30 résistances R6 et R7 permettent une régulation en continu de l'étage de sortie. Le courant circulant dans ces deux résistances R6 et R7 est identique. Dans le cas d'une interface référencée à la masse, il n'y a qu'une résistance de charge RC2'. Le transistor MF est piloté par le deuxième amplificateur opérationnel AO2 qui garantit la recopie de la tension électrique d'entrée sur 35 le drain du transistor MF par rétroaction. C'est l'entré positive du deuxième amplificateur opérationnel AO2 qui connecte la rétroaction permettant de prendre en compte l'inversion de phase de la tension électrique de drain du transistor MF par rapport à la tension électrique de commande de la grille. L'interface de connexion ICONN d'équipement audio peut être une interface différentielle ou une interface à la masse, les deux possibilités étant représentées sur la même figure 2. Dans le cas d'une interface de connexion ICONN différentielle, la tension électrique différentielle délivrée en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 vaut Vmic- et dans le cas d'une interface de connexion ICONN à la masse, la tension électrique différentielle délivrée en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 vaut Vmic/2-. Par exemple, les troisième et quatrième condensateurs C3 et C4 peuvent respectivement avoir une capacité valant par exemple 10µF. Ces condensateurs permettent de protéger l'étage de sortie de l'application de tension continue anormales (masse ou alimentation de batterie), tout en assurant un transfert du signal alternatif sans atténuation dans la bande passante électrique du microphone. Les cinquième, sixième et septième résistances peuvent respectivement valoir 1 K.), 10 K.), et 10 kO. Dans cet exemple de réalisation, le deuxième soustracteur SOUS2 est réalisé par AO2, le deuxième module de gain G2 est réalisé par AO2 et la source de courant électrique commandée en tension électrique SC est réalisé par le transistor MF. La résistance R5 garantit la stabilité de la boucle en isolant la sortie de AO2 de la capacité de la grille de MF. Cette résistance peut avoir une valeur de 1K et n'est pas critique. Sur la figure 3, le premier étage de conversion ETG1 comprend deux voies respectivement connectées aux deux sorties du microphone MIC délivrant la tension électrique différentielle -Vmic-, car inversée par rapport au cas de la figure 2 La première voie comprend un premier condensateur Cl, une première résistance R1 disposée en série du premier condensateur C1, entre le premier condensateur Cl et l'entrée négative d'un premier amplificateur opérationnel AO1. La deuxième voie comprend un deuxième condensateur C2, une deuxième résistance R2 disposée en série du deuxième condensateur C2, entre le deuxième condensateur C2 et l'entrée positive du premier amplificateur opérationnel AO1. Une troisième résistance R3 est disposée sur une boucle de rétroaction entre la sortie du premier amplificateur opérationnel AO1 et l'entrée négative du premier amplificateur opérationnel AO1. Une quatrième résistance R4 est disposé entre la masse et l'entrée positive du premier amplificateur opérationnel AO1. Par exemple, les premier et deuxième condensateurs Cl et C2 peuvent respectivement avoir une capacité valant 10µF, et les première, 1 o deuxième, troisième et quatrième résistances peuvent respectivement valoir 10kO, 1 0 K.), 5 K.), et 5 kO. La tension électrique de mode commun délivrée en sortie du premier étage de conversion ETG1 vaut alors -Vmic/2, qui est fournie en entrée du deuxième étage de régulation ETG2. 15 Dans cet exemple de réalisation, le premier soustracteur SOUS1 est réalisé par AO1 associé aux quatre résistances R1, R2, R3, et R4 de la figure 3, et le premier module d'application de gain moitié G1 est réalisé par le choix des rapports 1/2 entre R1 et R3, R2 et R4. Dans cet exemple de réalisation, le deuxième étage de régulation 20 ETG2 comprend un deuxième amplificateur opérationnel AO2, dont l'entrée positive reçoit la tension électrique de mode commun -Vmic/2 délivrée en sortie du premier étage de conversion ETG1. Une cinquième résistance R5 est montée en série en sortie du deuxième amplificateur opérationnel AO2, elle-même connectée à la grille d'un transistor à effet de champ à grille 25 métal-oxyde MF. Le drain du transistor à effet de champ à grille métal-oxyde MF est relié à la masse par l'intermédiaire d'une sixième résistance R6, à un troisième condensateur C3 délivrant en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 une tension électrique VR2, et à l'entrée négative du deuxième amplificateur opérationnel AO2 par une boucle de rétroaction. La 30 source du transistor à effet de champ à grille métal-oxyde MF est relié à la masse par l'intermédiaire d'une septième résistance R7, et à un quatrième condensateur C4 délivrant en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 une tension électrique VR1. Par rapport à la figure 2, le premier étage de conversion ETG1, a 35 ses entrés inversées, et le deuxième étage de régulation ETG2 comprend un deuxième amplificateur opérationnel AO2 pour lequel la rétroaction se fait en référence à la masse et sans inversion de phase. L'interface de connexion ICONN d'équipement audio peut être une interface différentielle ou une interface à la masse, les deux possibilités étant représentées sur la même figure 3. Dans le cas d'une interface de connexion ICONN différentielle, la tension électrique différentielle délivrée en sortie du deuxième étage de régulation ETG2 vaut -Vmic- et dans le cas d'une interface de connexion ICONN à la masse, la tension électrique différentielle délivrée en sortie du 1 o deuxième étage de régulation ETG2 vaut -Vmic/2-. Par exemple, les troisième et quatrième condensateurs C3 et C4 peuvent respectivement avoir une capacité valant 10µF, et les cinquième, sixième et septième résistances peuvent respectivement valoir 1 kO, 10 K.), et 10 kO. 15 Dans cet exemple de réalisation, le deuxième soustracteur SOUS2 est réalisé par AO2 de la figure 3, le deuxième module de gain G2 est réalisé par AO2 de la figure 3, et la source de courant électrique commandée en tension électrique SC est réalisé par le transistor MF de la figure 3. 20 Le transistor MF permet de simuler le microphone flottant MIC et d'assurer une circulation identique du courant entre les deux résistances de charge RC1 et RC2 dans le cas d'une interface audio différentielle. Les deux résistances R6 et R7 permettent de réguler en continu l'étage de sortie. Le courant circulant dans ces deux résistances est identique. Dans le cas d'une 25 interface référencée à la masse, il n'y a qu'une résistance de charge RC2'. La présente invention propose un boîtier télématique insérable en série entre un microphone et un équipement audio, notamment dans un véhicule automobile, qui ne modifie pas les caractéristiques électriques des signaux transmis par le microphone à destination de l'équipement audio. 30 35 REVENDICATIONS1. Boîtier télématique (BT) adapté pour être intégré à un véhicule automobile et disposé en série entre un microphone (MIC) et au moins une interface de connexion (ICONN) d'un équipement audio, caractérisé en ce qu'il comprend une interface de communication (ICOMM) entre le microphone (MIC) et l'interface de connexion (ICONN) d'équipement audio, l'interface de communication (ICOMM) comprenant : un premier étage de conversion (ETG1) d'une tension électrique différentielle (Vmic-) reçue en entrée et délivrée par le microphone (MIC), en une tension électrique moitié de mode commun (Vmic/2) correspondante ; et un deuxième étage de régulation (ETG2) du courant électrique de sortie (1) de l'interface de communication (ICOMM) comprenant une boucle de rétroaction de la tension électrique (Vr2) aux bornes de la résistance d'alimentation du microphone de ladite interface de connexion (ICONN), pour appliquer des tensions électriques, aux bornes de résistances de charge (Vr1, Vr2) disposées en sortie du deuxième étage de régulation (ETG2), égales à ladite tension électrique différentielle (Vmic-) en sortie du microphone (MIC) ou à son opposée, ou bien à la moitié de ladite tension électrique différentielle (Vmic/2-) en sortie du microphone (MIC) ou à son opposée. 2. Boîtier télématique (BT) selon la revendication 1, dans lequel le premier étage de conversion (ETG1) comprend un premier soustracteur (SOUS1) délivrant en sortie la différence (Vmic) entre deux tensions électriques reçues sur deux entrées. 3. Boîtier télématique (BT) selon la revendication 2, dans lequel le premier étage de conversion (ETG1) comprend des premiers moyens d'application de gain moitié (G1), disposé en sortie dudit premier soustracteur (SOUS1). 30 4. Boîtier télématique (BT) selon la revendication 3, dans lequel le deuxième étage de régulation (ETG2) comprend un deuxième soustracteur (SOUS2), des deuxièmes moyens d'application de gain (G2) montés en sortie du deuxième soustracteur (SOUS2), et une source de courant électrique commandée en tension électrique (SC), montée en sortie des deuxièmes moyens d'application de gain (G2). 5. Boîtier télématique (BT) selon la revendication 4, dans lequel ledit premier soustracteur (SOUS1) comprend un amplificateur 10 opérationnel et au moins une résistance. 6. Boîtier télématique (BT) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ledit deuxième soustracteur (SOUS2) comprend un amplificateur opérationnel, au moins une résistance, au moins un 15 condensateur, et un transistor à effet de champ. 7. Véhicule automobile équipé d'un boîtier télématique (BT) selon l'une des revendications précédentes. 20