Brevet FR3033678A1 — publié le 20160916

La présente invention concerne un système audio d'un aéronef. Un tel système audio équipe les aéronefs de manière à permettre au pilote, à l'équipage, aux mécaniciens au sol, etc. de communiquer entre eux et avec des stations radio au sol. On a représenté à la Fig. 1 un système audio d'un aéronef selon l'état de la technique. Il comprend une unité de gestion audio 10 à laquelle sont connectés, d'une part, des équipements audio 121 à 12N (ici N = 4) et, d'autre part, des unités de radiocommunication 13, 14 et 15 pour pouvoir communiquer avec des stations au sol respectivement par VHF, HF ou par satellite (SATCOM). Les équipements audio 12, (i = 1 à N; ici N = 4) comprennent des unités audio 12,a pour générer des signaux audio vocaux, lesdites unités audio étant, soit un microphone 121a, soit des casques 122a pourvus de microphones, par exemple pour les pilotes, l'équipage ou encore les mécaniciens au sol, des masques à oxygène 123a pourvus aussi de microphones, de combinés de cabine 124a, etc. Ces unités audio sont reliées à l'unité de gestion audio 10 au moyen de câbles 11. Chaque équipement audio 12 est équipé de plus d'une unité de commande 12b (12,b à l2Nb, avec en l'occurrence N = 4) se présentant généralement sous la forme d'un bouton de prise de parole permettant à un opérateur, comme un pilote, un copilote, une personne de cabine ou un mécanicien au sol, de prendre la parole. Chaque unité de commande 12b est prévue pour générer un signal logique (on/off) de commande S qui est transporté, via un câble 16, jusqu'à l'unité de gestion audio 10. Ainsi, lorsqu'un opérateur veut transmettre un message au moyen d'un équipement audio 12, notamment au moyen de son unité audio 12a, il actionne l'unité de commande 12b (si l'unité de commande est un bouton, il presse sur le bouton de prise de parole 12b) de cet équipement audio 12. Le signal de commande logique S généré de ce fait est reçu par l'unité de gestion audio 10 et est retransmis, via un sélecteur 100, à l'unité de radiocommunications 13, 14 ou 15 qui a été préalablement sélectionnée, par cet opérateur, en relation avec son équipement audio 12. A la réception du signal de commande logique S, l'unité de radiocommunications 13, 14 ou 15 concernée est activée et ce, tant que le signal de commande logique S est présent, c'est-à-dire tant que l'unité de commande 12b est actionnée. Alors les signaux audio issus de l'unité audio 12a de l'équipement audio 12 sont véhiculés via l'unité de gestion 10, en particulier, son sélecteur 100, jusqu'à l'unité de radiocommunications concernée où ils sont transmis par cette dernière. 3033678 2 On a représenté à la Fig. 2 un chronogramme illustrant le fonctionnement de ce système audio. Le signal de commande logique S généré par l'unité de commande 12b est à un niveau 1 lorsqu'elle est actionnée (le bouton de prise de parole est pressé) et à un niveau 0 dans le cas contraire. On a également représenté le signal audio SA 5 correspondant au message vocal que l'opérateur émet alors que l'unité de radiocommunications est activée par le signal de commande S. Ce signal audio SA est transmis de l'unité audio 12a de l'équipement audio 12 dont l'unité de commande 12b a été actionnée et dirigée vers l'unité de radiocommunications préalablement sélectionnée en relation avec cet équipement audio 12. 10 L'unité de commande 12b est généralement un bouton de prise de parole encore appelé "push to talk Switch" ou "PTT Switch". Un aéronef est généralement équipé de six unités de radiocommunications pour la fonction voix (21I1F, 3VHF et 1 SATCOM), de sept équipements audio 12 et donc de sept unités de commande 12b de parole avec leur propre câble 16. 15 L'inconvénient de ces systèmes audio est le nombre relativement élevé de câbles routés du cockpit jusqu'a la baie avionique en soute, en définitive deux par équipements audio de cockpit. Il existe également d'autres systèmes audio où les signaux de commande logique sont transmis par l'envoi de trames de données sur un bus de communication via un 20 protocole de communication spécifique. L'inconvénient de ces systèmes audio est leur relative complexité. Le but de la présente invention est de proposer un système audio qui ne présente pas les inconvénients cités ci-dessus et donc dont le nombre de câbles est réduit par rapport au système de l'art antérieur et qui ne soit pas de complexité réduite. 25 Pour ce faire, la présente invention concerne un système audio pour aéronef qui comprend : - une unité de gestion à laquelle sont connectés, d'une part, par des câbles, des équipements audio et, d'autre part, au moins une unité de radiocommunications, - chaque équipement audio comportant une unité audio pour générer des signaux 30 audio et une unité de commande. Selon la présente invention, il est caractérisé en ce que, d'une part, chaque équipement audio comporte un générateur qui, sous la commande de ladite unité de commande, génère un signal audio codé pulsé et injecte ledit signal sur le même câble que celui utilisé pour le transport des signaux audio issus de l'unité audio dudit 3033678 3 équipement audio, chaque code formé par un signal audio codé étant représentatif d'un équipement audio, et en ce que, d'autre part, il comporte un décodeur qui, à la réception d'un signal audio codé généré par un équipement audio, décode et génère un signal de commande logique afin d'activer l'unité de radiocommunications qui a été 5 préalablement associée à l'équipement audio représenté par le code dudit signal audio codé reçu et décodé. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi 10 lesquels : La Fig. 1 est un schéma synoptique d'un système audio pour aéronef selon l'état de la technique, La Fig. 2 est un chronogramme illustrant le fonctionnement d'un système audio pour aéronef selon l'état de la technique, 15 La Fig. 3a est un schéma synoptique d'un premier mode de réalisation d'un système audio pour aéronef selon la présente invention, La Fig. 3b est un schéma synoptique d'un second mode de réalisation d'un système audio pour aéronef selon la présente invention, La Fig. 4 est un chronogramme illustrant le fonctionnement d'un système audio 20 pour aéronef selon la présente invention, et La Fig. 5 est un schéma synoptique d'un décodeur d'un système audio pour aéronef selon la présente invention. Un système audio pour aéronef selon l'invention (représenté aux Figs. 3a et 3b pour un premier et un second modes de réalisation) comporte des éléments qui sont 25 identiques au système audio de l'état de la technique représenté à la Fig. 1. Ainsi, aux Figs. 3a et 3b, les mêmes éléments que ceux qui ont déjà été décrits en relation avec la Fig. 1 portent les mêmes références et ne sont pas décrits de nouveau. Ce système audio diffère de celui qui est décrit en relation avec la Fig. 1 par les équipements audio 12. Chaque équipement audio 12i (avec i = 1 à N, ici N = 4) 30 comporte une unité audio 12ia (telle qu'un microphone 121a, un casque 122a, un masque à oxygène 123a pourvus aussi d'un microphone, de combinés de cabine 124a, etc.) pour générer des signaux audio qui sont transportés vers l'unité de gestion 10 par un câble 11i. Il comporte de plus une unité de commande 12ib (telle que, par exemple, un bouton de prise de parole) et un générateur qui, sous la commande de ladite unité 3033678 4 de commande 12,b est prévu pour générer un signal audio codé pulsé et pour injecter ledit signal sur le même câble 11, que celui qui est utilisé pour le transport des signaux audio générés par l'unité audio 12,a du même équipement audio 12,. Ainsi, lorsqu'un opérateur actionne l'unité de commande 12b d'un équipement 5 audio 12, le générateur 17 correspondant génère un signal audio pulsé et codé qui est injecté sur le câble 11 de l'équipement audio 12 pour sa transmission à l'unité de gestion 10. Lorsqu'il relâche l'unité de commande 12b, le générateur 17 génère également un signal audio pulsé et codé qui est aussi injecté sur le câble 11 pour sa transmission à l'unité de gestion 10. 10 Dans un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 3a, l'unité de gestion 10 comporte un décodeur audio 110 dont l'entrée est reliée à la sortie d'un sommateur 120 prévu pour recevoir les signaux audio présents sur tous les câbles 11, à 11N (ici, N = 4). Le décodeur 110 est prévu pour reconnaître tout signal audio pulsé et codé émis par les générateurs 17, et les décoder afin de générer sur sa sortie un signal de 15 commande logique S qui est ensuite véhiculé, via le sélecteur 100, vers l'unité de radiocommunications 13, 14 ou 15 préalablement sélectionnée par l'opérateur pour l'activer en relation avec l'équipement audio 12 dont le générateur 17 a émis le signal audio codé pulsé. Dans un second mode de réalisation représenté à la Fig. 3b, associé à chaque 20 unité de radiocommunications 13, 14 ou 15, est prévu un décodeur 10013, 10014 ou 100,5 qui reçoit le signal audio véhiculé, via le sélecteur 100, vers ladite unité de radiocommunications 13, 14 ou 15 correspondant à celle qui a été préalablement sélectionnée par l'opérateur, qui reconnaît et décode le signal audio pulsé et codé émis par le générateur 1'7, et délivre alors un signal de commande logique S à cette unité de 25 radiocommunications 13, 14 ou 15. On a représenté à la Fig. 4 un chronogramme illustrant le fonctionnement d'un système audio selon l'invention. Lorsque l'unité de commande 12b est actionnée (le bouton de prise de parole 12b d'un équipement audio 12 est pressé), elle génère un signal C qui passe d'un niveau 0 à un niveau 1 pour commander le générateur 17 30 correspondant. Ce générateur 17 génère un signal audio codé SC1 qui est injecté sur le câble 11 en tant que signal audio (diagramme supérieur), c'est-à-dire dont le spectre de fréquences est essentiellement dans la bande des fréquences audibles. A sa réception, le décodeur 110 le décode et génère un signal de commande logique S qui est transmis, via le sélecteur 100, à l'unité de radiocommunications concernée 13, 14 ou 3033678 5 15 préalablement sélectionnée par l'opérateur pour être mise en correspondance avec l'équipement audio 12 qui a émis le signal audio codé SC1. Le passage du niveau 0 au niveau 1 du signal de commande logique S est consécutif à l'émission de signal audio codé SC1. On a également représenté le signal audio SA correspondant au message 5 que l'opérateur transmet alors que l'unité de radiocommunications est activée par le signal de commande logique S. Lorsque l'opérateur relâche l'actionnement de l'unité de commande 12b (le bouton de prise de parole 12a est relâché) (le signal de commande C passe du niveau 1 au niveau 0), le générateur 17 génère un signal audio codé 5C2 qui est injecté sur le câble 11 en tant que signal audio. A sa réception, le 10 décodeur 110 le décode et le signal de commande logique S passe du niveau 0 au niveau 1, désactivant ainsi l'unité de radiocommunications qui était en correspondance avec l'équipement audio 12 qui a émis le signal audio codé 5C2. Dans un mode de réalisation particulier, un signal audio codé pulsé est constitué d'une pluralité de signaux audio fondamentaux de fréquences données parmi un 15 ensemble de fréquences différentes (également appelé "tonalités") émis pendant une durée prédéterminée. On appelle "signal audio fondamental" un signal de forme simple (par exemple sinusoïdal, carré, triangulaire, dents de scie, etc.) dont la fréquence fondamentale est dans la bande des fréquences audibles. Par exemple, un signal audio fondamental de fréquence donnée est représentatif 20 d'un symbole appartenant à un alphabet. Une combinaison de signaux audio fondamentaux de fréquences différentes est formée en étant constituée de plusieurs signaux audio fondamentaux émis simultanément. Une combinaison est représentative d'un mot formé de plusieurs symboles. Un signal audio codé pulsé est par exemple constitué d'une séquence de M combinaisons, différentes ou pas, d'un nombre N de 25 signaux audio fondamentaux de fréquences différentes (également appelé "tonalités") émis simultanément pendant une durée prédéterminée. Cette séquence est représentative d'un code, constitué donc de M mots de N symboles. Selon l'invention, un code correspond à un équipement audio déterminé et, plus précisément, à une action particulière d'un équipement audio déterminé. 30 Par exemple, l'alphabet en question peut être constitué des seize premières lettres A à S en tant que symboles et les fréquences correspondantes des signaux audio fondamentaux sont données dans le tableau suivant. 3033678 6 A 312,6 Hz E 473,2 Hz J 716,1 Hz P 1083,9 Hz B 346,7 Hz F 524,8 Hz K 794,3 Hz Q 1202,3 Hz C 384,6 Hz G 582,1 Hz L 881,0 Hz R 1333,5 Hz D 426,6 Hz H 645,7 Hz M 977,2 Hz S 1479,1 Hz Ces fréquences sont celles qui sont définies dans le standard ARINC 714 de l'ARINC (Aeronautical Radio Incorporated) en ce qui concerne le système d'appel sélectif dénommé SELCAL comme "Selective Calling". 5 Le nombre N de signaux audio fondamentaux par combinaison est par exemple de deux (N = 2) et une séquence est constituée de deux combinaisons (M = 2). Les mots formés sont donc de deux symboles ou lettres et les codes de deux mots, soit quatre symboles. Par exemple, le code correspondant au signal audio codé pulsé émis lorsque le 10 pilote actionne l'unité de commande 121b de son équipement audio 121 est AB-AC (émissions simultanées des fréquences 312,6 Hz et 346,7 Hz, puis des fréquences 312,6 Hz et 384,6 Hz) et lorsqu'il le relâche est AC-AB (émissions simultanées des fréquences 312,6 Hz et 384,6 Hz, puis des fréquences 312,6 Hz et 346,7 Hz). De même, lorsqu'un opérateur actionne l'unité de commande 122b de son équipement 15 audio 122, le mot émis est par exemple AD-AE et lorsqu'il le relâche, AE-AD. On a représenté à la Fig. 5 un schéma synoptique d'un décodeur 110. Le décodeur 110 comporte un filtre 112, par exemple du type passe-bande encadrant les fréquences utilisées pour la sélection (dans l'exemple donné ci-dessus 312,6 Hz - 1479,1 Hz) afin d'éliminer les signaux audio en dehors de ces fréquences, notamment 20 les signaux audio vocaux. Il comporte encore un détecteur de tonalités 113 qui identifie dans les signaux audio codés pulsés les fréquences utilisées pour la sélection et délivre le code décodé (par exemple : AB-AC). Il comporte encore un module d'acceptation 114 qui vérifie que le mot décodé est conforme aux règles de construction des codes (par exemple, le code AB-CD n'a pas de sens si une règle 25 stipule qu'un même symbole doit se retrouver dans chaque combinaison d'une séquence). Enfin, il comporte un module de décodage 115 qui émet un signal de commande d'activation S en fonction du code décodé. Par exemple, si le code décodé est AB-AC (correspondant à l'équipement audio 121 du pilote), le décodeur émet un signal de commande d'activation S pour l'unité de radiocommunications 13, 14 ou 15 30 qui a été au préalable sélectionnée par l'opérateur et, de ce fait, associée à un 3033678 7 équipement audio 12 (en l'occurrence, l'équipement audio 12 du pilote). Cet équipement audio 12 est celui qui correspond au code décodé. Un mode de réalisation d'un décodeur selon l'invention est d'utiliser un système d'appel sélectif défini dans l'ARINC 714 du type SELCAL déjà présent dans l'unité de 5 gestion audio AMU (Audio Management Unit). Néanmoins, ce système SELCAL devra être modifié. La durée d'émission de chaque combinaison de signaux audio fondamentaux doit être réduite afin de ne pas interférer avec le message vocal. Par exemple, une durée inférieure à une seconde d'au moins un ordre de grandeur (c'est-à-dire d'au 10 moins un facteur 10), c'est-à-dire inférieure à 100 ms, par exemple de l'ordre de 50ms, peut être prévue (la durée définie dans l'ARINC 714 est de l'ordre de 1 seconde). Alors, le module détecteur de tonalités 113 doit pouvoir identifier des signaux audio codés et pulsés de durée plus faible. Les codes émis par les générateurs de signaux audio codés pulsés ne doivent pas 15 être interprétés comme des codes SELCAL valides. Un code SELCAL est valide s'il ne comporte pas 2 fois le même symbole (un symbole correspondant à une fréquence) tel que : BD-AF, AC-EF. Selon la présente invention, les codes utilisés comportent le même symbole dans chaque combinaison d'une même séquence, par exemple AB-AC, AC-AB, etc. Ainsi, ces codes SELCAL non valides ne pourront donc jamais être 20 décodés par les décodeurs SELCAL. Ceci permet également de s'assurer de tout déclenchement intempestif du décodeur. Dans un mode de réalisation alternatif, c'est une combinaison de signaux sinusoïdaux de fréquences différentes qui constitue un symbole, une séquence de combinaisons formant un mot et donc le code. Un exemple d'un tel codage est le 25 codage dit "DTMF" (Dual Tone Multi-Fréquency). REVENDICATIONS1) Système audio pour aéronef, comprenant : - une unité de gestion (10) à laquelle est connecté, d'une part, par des câbles (11), au moins un équipement audio (12) et, d'autre part, au moins une unité de radiocommunications (13, 14, 15), - chaque équipement audio (12) comportant une unité audio (12a) pour générer des signaux audio et une unité de commande (12b), caractérisé en ce que chaque équipement audio (12) comporte un générateur (17) qui, sous la commande de ladite unité de commande (12b), génère un signal audio codé pulsé et injecte ledit signal sur le même câble (11) que celui utilisé pour le transport des signaux audio issus de l'unité audio (12a) dudit équipement audio (12), chaque code formé par un signal audio codé pulsé étant représentatif d'un équipement audio (12), en ce qu'il comporte un décodeur (110) qui à la réception d'un signal audio codé généré par un équipement audio (12), le décode et génère un signal de commande logique (S) afin d'activer l'unité de radiocommunications qui a été préalablement associée à l'équipement audio (12) représenté par le code dudit signal audio codé reçu et décodé. 2) Système audio selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un signal audio codé pulsé est constitué d'au moins un signal audio fondamental de fréquence prédéterminée parmi un ensemble de fréquences différentes émis pendant une durée prédéterminée. 3) Système audio selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un signal audio codé pulsé est constitué d'une séquence de plusieurs combinaisons d'un nombre de signaux audio fondamentaux de fréquences différentes émis simultanément pour chaque combinaison pendant une durée prédéterminée. 4) Système audio selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque signal audio fondamental correspond à un symbole appartenant à un alphabet, en ce que chaque combinaison de signaux audio fondamentaux correspond à un mot et en ce que chaque séquence de combinaisons de signaux audio fondamentaux correspond à un 30 3033678 9 mot de code, chaque mot de code correspondant à un équipement audio (12) déterminé ou à une action particulière d'un équipement audio (12) déterminé. 5) Système audio selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un signal 5 audio codé pulsé est constitué d'une séquence de deux combinaisons de deux signaux audio fondamentaux de fréquences différentes émis simultanément pour chaque combinaison pendant une durée prédéterminée. 6) Système audio selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit décodeur 10 est un système d'appel sélectif et en ce qu'un mot de code correspondant à un équipement audio (12) déterminé ou à une action particulière d'un équipement audio (12) déterminé comporte le même symbole dans chaque combinaison d'une même séquence formant ledit mot de code. 15 7) Système audio selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque combinaison de signaux audio fondamentaux correspond à un symbole appartenant à un alphabet et en ce que chaque séquence de combinaisons de signaux audio fondamentaux correspond à un mot de code, chaque mot de code correspondant à un équipement audio (12) déterminé ou à une action particulière d'un équipement audio 20 (12) déterminé. 8) Système audio selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée des signaux audio codés pulsés est inférieure à 100ms.