Brevet FR3032573A1 — publié le 20160812

Procédé et système d'émission et/ou réception de signaux audio intégrant un mécanisme d'évasion de fréquence de l'horloge de transmission Des modes de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention concernent la transmission d'un signal audio et plus particulièrement la réduction des interférences générées par le signal audio potentiellement « agresseur » sur d'autres signaux transmis ou reçus par des émetteurs/récepteurs environnants considérés comme des « victimes ». Dans un téléphone mobile cellulaire ou un dispositif de communication sans fil comprenant une pluralité de moyens d'émission/réception, les interfaces numériques génèrent généralement des interférences qui polluent les transmetteurs radio-fréquence et qui entraînent une dégradation des signaux reçus et donc une dégradation des performances de réception. Ces interfaces numériques sont considérées comme des « agresseurs ». Les émetteurs/récepteurs de signaux numériques audio génèrent des interférences, notamment en raison des fuites électromagnétiques. Les récepteurs radio de type FM sont très sensibles à ces fuites électromagnétiques entre autre parce que les radios FM travaillent à des fréquences assez basses, notamment entre 65 à 108 MHz. Les récepteurs radio FM ne sont pas les seules « victimes ». En effet, les émetteurs et/ou récepteurs de type 2G et 3G sont également des victimes potentielles, tout comme le réseau GPS (Global Positioning System en anglais), mais aussi les boucles à verrouillage de phase, notées PLL, les amplificateurs, les convertisseurs analogique/numérique ou numérique/analogique, etc. Plus généralement, tout dispositif électronique contenant des parties analogiques sensibles peut être victime des interférences. Les bandes 2G ou 3G sont plus élevées. La borne inférieure minimale de ces bandes a une fréquence de 450 MHz. Par conséquent, les perturbations ne devraient pas être aussi importantes. Cependant, 3032573 2 ces perturbations peuvent tout de même poser des problèmes sérieux à la réception des signaux. Par ailleurs, les interfaces audio numériques peuvent être considérées comme des agresseurs pour certains dispositifs 5 électroniques qui sont alors considérés comme des victimes potentielles. Il existe différentes approches pour réduire ces perturbations. Une première approche consiste à agir directement sur le routage des pistes sur les circuits imprimés, notamment en éloignant 10 au maximum les pistes des victimes potentielles pour réduire les interactions électromagnétiques et le couplage capacitif. L'inconvénient majeur de cette approche est le coût surfacique et la complexité induite ou ajoutée sur une tâche déjà complexe à la base. Certains circuits imprimés ont des dimensions limités et un nombre de 15 pistes important qui limite les possibilités d'une telle approche. Une deuxième approche, nommé « slew-rate control » ou « slew-rate limitation » en anglais consiste à utiliser des moyens électroniques afin de modifier la forme initiale en créneau du signal numérique audio et notamment appliquer une pente sur les fronts 20 montants et descendants du signal. Cette approche permet d'atténuer les interférences mais sans jamais les supprimer. Etant donné la modification apportée à la forme du signal, l'atténuation des interférences est réalisée au détriment de l'intégrité du signal ou de la rapidité d'échantillonnage dans le cas où l'on souhaite conserver 25 l'intégrité du signal. La technique dite du « slew-rate limitation » ne marche pas bien pour les victimes sensibles aux basses fréquences. Selon un mode de réalisation et de mise en oeuvre, il est proposé une troisième approche distincte des deux autres présentées 30 permettant de réduire voire de supprimer les interférences en agissant directement sur la fréquence d'un signal numérique audio « agresseur » sans en perturber la perception. Selon un aspect, il est proposé un procédé d'émission et/ou réception d'un signal audio potentiellement agresseur, le procédé 3032573 3 comportant une émission et/ou une réception de groupes successifs de données numériques audio cadencées par un premier signal d'horloge au sein de trames respectives successives synchronisées par un second signal d'horloge, correspondant typiquement au rythme de la trame 5 (« synchronisation trame »). Selon une caractéristique générale de cet aspect, en présence d'un risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec un autre signal potentiellement victime lors de l'émission ou de la réception du signal audio potentiellement agresseur, on modifie la 10 fréquence du premier signal d'horloge en maintenant inchangée la fréquence du second signal d'horloge. La modification (augmentation ou diminution) de la fréquence du premier signal d'horloge qui correspond à la fréquence de transmission des données du signal audio permet de réaliser un 15 décalage fréquentiel du signal audio par rapport à la bande de fréquence auxquelles la victime est sensible et ainsi de séparer à deux fréquences distinctes les éléments de chaque signal, supprimant ainsi toute interférence. La modification de la fréquence du premier signal d'horloge 20 s'apparente à un mécanisme d'évasion de fréquence de l'horloge de transmission. Le maintien de la fréquence du second signal d'horloge correspondant à la fréquence de lecture ou d'écriture du signal audio potentiellement agresseur permet d'éviter toute modification du son 25 entendu par l'utilisateur du signal audio potentiellement agresseur. En effet, une modification de la fréquence de lecture audio modifierait la perception auditive du signal audio par un son étant plus grave ou plus aigu et donc dénaturé. Dans des cas plus extrêmes, on peut même observer des clips, ou pops, parce que le dispositif transformant le 30 signal électrique en signal acoustique va recevoir trop ou pas assez d' échantillons. Le procédé s'applique aussi bien pour un émetteur audio « maître » que pour un récepteur audio « maître », le composant 3032573 4 « maître » (émetteur ou récepteur) fixant les fréquences d'émission réception du composant « esclave » (récepteur ou émetteur). En effet, le composant électronique « maître » modifie la fréquence de son premier signal d'horloge et le composant 5 électronique « esclave », étant donné qu'il fonctionne avec les mêmes horloges que le composant électronique « maître » fonctionne alors avec la fréquence modifiée. Etant donné la non modification de la fréquence de synchronisation trame, ce procédé est conforme au standard d'interface 10 électrique 125, également appelé « Integrated Interchip Sound » en anglais. Le standard 125 est un standard d'interface électrique de type serial bus pour connecter des matériels audio numériques ensemble. Plus généralement, ce procédé est également bien adapté pour les protocoles audio multicanaux, comme le multiplexage temporel par 15 exemple, aussi connu sous la dénomination TDM pour « Time Division Multiplexing » en anglais. Avantageusement, le procédé peut comprendre une évaluation du risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec l'autre signal potentiellement victime ayant une fréquence 20 porteuse, l'évaluation comprenant une comparaison des harmoniques de la fréquence de la première horloge avec le plan de fréquences à préserver. L'évaluation permet d'anticiper l'apparition d'interférences sur les autres signaux potentiellement victimes. L'évaluation est réalisée à 25 partir des fréquences utilisées par les différents émetteurs/récepteurs « victimes » et à partir des fréquences utilisées par les différents émetteurs/récepteurs « agresseurs ». De préférence, on transmet au sein de chaque trame ledit groupe de données à l'intérieur d'une fenêtre temporelle de traitement 30 dont la longueur est inférieure ou égale à la période de la seconde horloge. La définition d'une fenêtre temporelle de traitement l'intérieur d'une période de la seconde horloge permet de synchroniser 3032573 5 à chaque nouvelle trame les données audio à transmettre avec la trame correspondante. Avantageusement, la fenêtre temporelle peut commencer sur le front actif du signal de la première horloge précédant le front actif du 5 signal de la seconde horloge, les données du groupe de données du signal audio étant transmise à partir du front actif du signal de la première horloge simultané au front actif du signal de la seconde horloge. Le démarrage de la fenêtre temporelle de traitement une 10 période de la première horloge avant le front actif de la seconde horloge permet de s'assurer de la bonne synchronisation de la première et de la seconde horloge quel que soit le type d'émetteur/récepteur, notamment lorsque la fréquence de la première horloge a été modifiée entre deux fronts actifs du signal de la seconde horloge. 15 Avantageusement, le signal de la première horloge et le signal de la seconde horloge peuvent être construits à partir du signal d'une même horloge principale, le signal de la première horloge résultant d'une première division du signal de l'horloge principale et le signal de la seconde horloge résultant d'une seconde division du signal de 20 l'horloge principale. Cette configuration permet de modifier la fréquence du signal de la première horloge indépendamment de la fréquence du signal de la seconde horloge. En variante, le signal de la première horloge et le signal de la 25 seconde horloge peuvent être construits à partir du signal d'une même horloge principale, le signal de la première horloge résultant d'une division du signal de l'horloge principale, et le signal de la seconde horloge résultant d'une division du signal de la première horloge. Dans cette configuration, lorsque la fréquence du signal de la 30 première horloge est modifiée, le second diviseur est modifié de manière à maintenir la fréquence du signal de la seconde horloge inchangée. La fréquence du signal de la première horloge est donc choisie parmi des multiples de la fréquence du signal de la seconde horloge. 3032573 6 Selon un autre aspect, il est proposé un système d'émission et/ou de réception d'un signal audio potentiellement agresseur comprenant une première horloge apte à cadencer à une première fréquence l'émission et/ou la réception de groupes successifs de 5 données au sein de trames respectives successives et une seconde horloge apte à cadencer lesdites trames à une seconde fréquence. Selon une caractéristique générale de cet aspect, le système comprend des moyens de commande configurés pour, en présence d'un risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec 10 un dispositif victime traitant un autre signal potentiellement victime, modifier la fréquence du premier signal d'horloge en maintenant inchangée la fréquence du second signal d'horloge. Avantageusement, le système peut comprendre des moyens d'évaluation configurés pour évaluer le risque d'interférence du signal 15 audio potentiellement agresseur avec l'autre signal potentiellement victime ayant une fréquence porteuse, les moyens d'évaluation comprenant un comparateur apte à comparer les harmoniques de la fréquence de la première horloge avec la fréquence porteuse de l'autre signal potentiellement victime. 20 Avantageusement, le système peut comprendre une horloge principale, un premier diviseur fréquentiel couplé en sortie de l'horloge principale et apte à délivrer le signal de la première horloge, et un second diviseur fréquentiel couplé en sortie de l'horloge principale et apte à délivrer le signal de la seconde horloge. 25 En variante, le système peut comprendre une horloge principale, un diviseur fréquentiel couplé en sortie de l'horloge principale et apte à délivrer le signal de la première horloge sur une première sortie, et un diviseur fréquentiel couplé sur une seconde sortie de la première horloge et apte à délivrer le signal de la première 30 horloge. Selon encore un autre aspect, il est proposé un appareil de communication, en particulier téléphone mobile cellulaire, incorporant un système tel que défini ci-dessus. 3032573 7 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : 5 - la figure 1 présente un organigramme d'un procédé de transmission selon un mode de mise en oeuvre de l'invention ; - la figure 2 présente une représentation graphique de signaux transmis sans et avec modification de la fréquence du premier signal d'horloge du procédé illustré sur la figure 1 ; 10 - la figure 3 représente de manière schématique un système de transmission d'un signal audio selon un mode de réalisation de l' invention. Sur la figure 1 est présenté un organigramme d'un procédé d'émission d'un signal audio potentiellement agresseur selon un mode 15 de mise en oeuvre de l'invention, l'émission étant considérée ici comme l'élément « maître ». Dans une première étape 100 du procédé d'émission, on reçoit un groupe de N bits de données audio. Un groupe de N bits de données audio est reçu par une unité de traitement à chaque nouvelle période 20 d'un signal d'une horloge de synchronisation 4 dont la fréquence correspond à la fréquence de la trame, c'est-à-dire la fréquence à laquelle les données audio sont lues par la suite. Au lieu de recevoir un seul groupe de N bits, le procédé pourrait comprendre une réception d'une pluralité de groupes à la fois, 25 les groupes comprenant un nombre variable de bits. Pour transmettre les données audio, le signal audio potentiellement agresseur est transformé. Chaque groupe de N bits est transformé en une succession de N bits. En effet, les N bits de données audio d'un groupe sont reçus en parallèle et sont sérialisés avant leur 30 transmission. Les N bits d'un groupe sont sérialisés à une fréquence dite de transmission SCK plus haute que la fréquence de synchronisation SYNC. La fréquence de transmission SCK est choisie de manière à transmettre tous les N bits d'au moins un groupe à 3032573 8 l'intérieur d'une même période, c'est-à-dire d'une même trame, du signal de l'horloge de synchronisation. Avant de réaliser la sérialisation, on compare, dans une étape 110, les harmoniques de la fréquence de transmission SCK prévue pour 5 transmettre les N bits d'une trame aux fréquences de travail des émetteurs/récepteurs susceptibles d'être des victimes compris dans l'appareil électronique dans lequel est monté le système de transmission mettant en oeuvre le procédé. Si des harmoniques de la fréquence de transmission SCK 10 correspondent à la fréquence de travail d'un des autres émetteurs/récepteurs de l'appareil potentiellement victimes, on modifie, dans une étape 120, la fréquence de transmission SCK des données. La modification de la fréquence est réalisée en changeant la fréquence par rapport à la fréquence minimale nécessaire. 15 La fréquence minimale nécessaire correspond à la fréquence minimale permettant de transmettre les N bits de données audio d'un groupe dans une trame, c'est-à-dire dans une période, du signal de l'horloge de synchronisation 4. On choisit ainsi la fréquence de transmission SCK des données 20 pour qu'aucune de ses harmoniques, ou le moins d'harmoniques possibles, corresponde à une des fréquences de travail des dispositifs victimes. Une fois la fréquence de transmission SCK sélectionnée, on transforme, dans une tape 130, les données du groupe. On sérialise 25 ainsi les N données initialement en parallèle de manière à obtenir une série de N bits cadencés à la fréquence de transmission SCK ainsi sélectionnée. Dans une étape suivante 140, on génère une fenêtre temporelle de traitement F. La fenêtre temporelle de traitement F est générée sur 30 le front actif de la période du signal de l'horloge de transmission 3 précédent le front actif du signal de l'horloge de synchronisation 4. Le changement de fréquence du signal d'horloge de transmission 3 est réalisé sur le front actif du signal d'horloge de synchronisation 4. Si bien que, dans le cas où la fréquence de 3032573 9 transmission SCK est modifiée entre deux trames du signal de l'horloge de synchronisation 4, la première période du signal de l'horloge de transmission 3 dans la fenêtre temporelle F, c'est-à-dire la période du signal de l'horloge de transmission 3 précédant le front 5 actif de l'horloge de synchronisation 4, est différente de la valeur des périodes suivantes. Les données audio d'un groupe sont transmises à l'intérieur de cette fenêtre temporelle F et à l'intérieur d'une trame du signal de l'horloge de synchronisation 4. Par conséquent, durant la première 10 période du signal de l'horloge de transmission 3 dans la fenêtre temporelle F, aucune donnée du groupe n'est transmise. Ce décalage du démarrage de la fenêtre de transmission permet de s'assurer de la bonne synchronisation de l'horloge de transmission 3 avec l'horloge de synchronisation 4 quelque soit le transmetteur 15 utilisé. Enfin, dans une étape 150, la série de N bits de données audio d'un groupe est transmise à une fréquence de transmission SCK à l'intérieure de la trame du signal d'horloge de synchronisation 4, et à l'intérieur de la fenêtre temporelle F. 20 Comme cela est illustré sur la figure 2 qui présente une représentation graphique des signaux des deux horloges SCK et SYNC et de la fenêtre temporelle F, la fenêtre temporelle est fermée avant la fin de la trame du signal d'horloge de synchronisation 4 et avant l'ouverture d'une nouvelle fenêtre temporelle F. 25 En variante il est possible de prévoir une fermeture de la fenêtre temporelle F précédente coïncidant avec l'ouverture de la fenêtre temporelle F suivante. Par ailleurs, comme on peut le voir, l'ouverture de la fenêtre temporelle F étant synchronisée avec le signal SCK de l'horloge de 30 transmission 3, l'instant d'ouverture de la fenêtre temporelle F varie par rapport au signal SYNC d'horloge de synchronisation 4. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, le procédé peut s'appliquer à la réception d'un signal audio, la réception étant l'élément « maître ». 3032573 10 Dans un tel mode de mise en oeuvre, la modification de la fréquence du premier signal d'horloge par le récepteur a pour conséquence que l'émetteur « esclave » transmettra le signal avec la fréquence du premier signal d'horloge modifiée. 5 La figure 2 comprend également un exemple de représentation graphique (chronogramme en bas de la figure 2) d'un signal SCK de l'horloge de transmission 3 dans le cas où elle ne serait pas synchronisée avec la fenêtre temporelle F. Sur la figure 3 est représenté de manière schématique un 10 système de transmission d'un signal audio selon un mode de réalisation de l'invention, apte à mettre en oeuvre le procédé de la figure 1. Un tel système peut être incorporé au sein d'un appareil de communication, par exemple un téléphone mobile cellulaire TEL ou un 15 routeur, etc. Le système de transmission 1 comprend des moyens d'acquisition 2 d'un signal audio comportant une succession de groupes de données audio, une horloge de transmission 3 apte à cadencer à une fréquence de transmission SCK la transmission de 20 groupes successifs de données au sein de trames respectives successives et une horloge de synchronisation 4 apte à cadencer lesdites trames à une fréquence de synchronisation SYNC. Les signaux de chaque horloge sont générés à partir d'un même signal d'une horloge principale 5. 25 L'horloge de traitement 3 comprend un premier diviseur apte à appliquer un coefficient de division de fréquence au signal reçu en entrée de l'horloge de traitement 3 et provenant de l'horloge principale 5. L'horloge de synchronisation 4 comprend un second diviseur 30 apte à appliquer un coefficient de division de fréquence au signal reçu en entrée de l'horloge de synchronisation 4 et provenant de l'horloge principale 5. Le système 1 comprend en outre des moyens 6 d'évaluation des risques d'interférences configurés pour évaluer le risque d'interférence 3032573 11 du signal audio potentiellement agresseur avec un dispositif victime traitant un autre signal ayant une fréquence porteuse. Les moyens 6 d'évaluation comprennent un comparateur apte à comparer les harmoniques de la fréquence SCK de l'horloge de transmission 3 avec 5 la fréquence porteuse de l'autre signal. Le système 1 comprend également des moyens 7 de commande configurés pour, en présence d'un risque d'interférence du signal audio avec un dispositif victime traitant un autre signal, modifier la fréquence du signal de l'horloge de transmission 3 en maintenant 10 inchangée la fréquence du signal de l'horloge de synchronisation 4. Dans le cas où la fréquence du signal de l'horloge de transmission 3 est modifiée pour la première fois, celle-ci sera généralement augmentée. En revanche, dans le cas où cette fréquence a déjà été modifiée précédemment, elle pourra être augmentée ou 15 diminuée pour réduire le risque d'interférences, pour autant qu'elle ne soit pas inférieure à la fréquence minimale autorisée en dessous de laquelle il y a un dysfonctionnement. Comme indiqué ci-dessus, la fréquence minimale nécessaire correspond à la fréquence minimale permettant de transmettre les N 20 bits de données audio d'un groupe dans une trame, c'est-à-dire dans une période, du signal de l'horloge de synchronisation 4. Le système 1 comprend des moyens de transmission 8 couplés à l'horloge de transmission 3 et à l'horloge de synchronisation 4, et recevant en entrée les groupes de bits de données audio délivrés par 25 les moyens d'acquisition 2. Les moyens de transmission 8 comprennent un module 9 de sérialisation des données apte à transformer les groupes de données audio en parallèle en une série de bits de données cadencées à la fréquence de transmission SCK de l'horloge de transmission 3 dans 30 une trame du signal de l'horloge de synchronisation 4. Les moyens de transmission 8 comprennent en outre un module 10 de génération d'une fenêtre temporelle F de traitement configuré pour générer une fenêtre temporelle F dans laquelle les données audio doivent être transmises. 3032573 12 Le système et le procédé d'émission et/ou de réception d'un signal audio potentiellement agresseur permettent de réduire voire de supprimer les interférences générées par des fuites électromagnétiques du signal audio dans un appareil électronique en agissant directement 5 sur la fréquence de transmission du signal audio sans pour autant modifier la fréquence de lecture du signal audio. REVENDICATIONS1. Procédé d'émission et/ou de réception d'un signal audio potentiellement agresseur, le procédé comportant une émission et/ou une réception de groupes successifs de données numériques audio cadencées par un premier signal d'horloge au sein de trames respectives successives synchronisées par un second signal d'horloge, caractérisé en ce qu'en présence d'un risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec au moins un autre signal potentiellement victime lors de l'émission ou de la réception dudit signal audio potentiellement agresseur, on modifie (130) la fréquence (SCK) du premier signal d'horloge en maintenant inchangée la fréquence (SYNC) du second signal d'horloge. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant une évaluation (110) du risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec ledit au moins un autre signal potentiellement victime, l'évaluation comprenant une comparaison des harmoniques de la fréquence de la première horloge (SCK) avec le plan de fréquence desdits dispositifs potentiellement victimes et susceptibles d'être perturbés. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on transmet au sein de chaque trame ledit groupe de données à l'intérieur d'une fenêtre temporelle (F) de traitement dont la longueur est inférieure ou égale à la période de la seconde horloge. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la fenêtre temporelle commence sur le front actif du signal de la première horloge (3) précédant le front actif du signal de la seconde horloge (4), les données du groupe de données du signal audio étant transmises à partir du front actif du signal de la première horloge (3) simultané au front actif du signal de la seconde horloge (4). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le signal de la première horloge (3) et le signal de la seconde horloge (4) sont générés à partir du signal d'une même horloge principale (5), le signal de la première horloge (3) résultant d'une première division du 3032573 14 signal de l'horloge principale (5) et le signal de la seconde horloge (4) résultant d'une seconde division du signal de l'horloge principale (5). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le signal de la première horloge (3) et le signal de la seconde horloge (4) 5 sont générés à partir du signal d'une même horloge principale (5), le signal de la première horloge (3) résultant d'une division du signal de l'horloge principale (5), et le signal de la seconde horloge (4) résultant d'une division du signal de la première horloge (3). 7. Système (1) d'émission et/ou de réception d'un signal audio 10 potentiellement agresseur comprenant une première horloge (3) apte à cadencer à une première fréquence (SCK) la transmission de groupes successifs de données au sein de trames respectives successives et une seconde horloge (4) apte à cadencer lesdites trames à une seconde fréquence (SYNC), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de 15 commande (7) configurés pour, en présence d'un risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec un autre signal potentiellement victime lors de l'émission ou de la réception du signal potentiellement agresseur, modifier la fréquence (SCK) du signal de la première horloge (3) en maintenant inchangée la fréquence (SYNC) du 20 signal de la seconde horloge (4). 8. Système (1) selon la revendication 7, comprenant des moyens (6) d'évaluation configurés pour évaluer le risque d'interférence du signal audio potentiellement agresseur avec ledit au moins un autre signal potentiellement victime, les moyens (6) 25 d'évaluation comprenant un comparateur apte à comparer les harmoniques de la fréquence (SCK) de la première horloge (3) avec le plan de fréquence desdits dispositifs susceptibles d'être perturbés. 9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, comprenant une horloge principale (5), un premier diviseur fréquentiel couplé en 30 sortie de l'horloge principale (5) et apte à délivrer le signal de la première horloge (3), et un second diviseur fréquentiel couplé en sortie de l'horloge principale (5) et apte à délivrer le signal de la seconde horloge (4). 3032573 15 10. Système (1) selon l'une des revendications 7 ou 8, comprenant une horloge principale, un diviseur fréquentiel couplé en sortie de l'horloge principale et apte à délivrer le signal de la première horloge sur une première sortie, et un diviseur fréquentiel couplé sur 5 une seconde sortie de la première horloge et apte à délivrer le signal de la première horloge. 11. Appareil de communication, en particulier téléphone mobile cellulaire, incorporant un système selon l'une des revendications 7 à 10.