Brevet FR3049804A1 — publié le 20171006

INSTALLATION AUDIO MODULAIRE A HAUTE CAPACITE D'ADAPTATION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention se rapporte à une installation audio d'architecture modulaire à haute capacité d'adaptation, en particulier à une installation audio permettant l'acquisition et la diffusion du son dans un espace donné et éventuellement autour de cet espace, notamment dans et/ou autour d'un véhicule. Le terme « audio » fait ici référence au domaine des sons électroacoustiques audibles. [0002] Le domaine concerné est celui des prestations et des fonctionnalités des équipements audio formant une architecture audio donnée, notamment dans un véhicule: l'autoradio et son circuit de diffusion, la navigation par GPS et son circuit d'émission, le son lié aux clignotants des feux de signalisation, le klaxon, la « coloration » sonore du moteur (créer ou modifier un bruit de moteur dans l'habitacle), la sonorisation de l'intérieur et/ou de l'extérieur du véhicule, ou encore la réduction du bruit dans l'habitacle. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0003] Dans le but d'apporter de nouvelles fonctionnalités à un équipement audio de véhicules, des solutions ont été proposées. Le document JP2005159890 présente par exemple un système audio pour interphone à faible consommation d'énergie électrique, et comportant des amplificateurs fonctionnant en maitre ou en esclave. Cependant, cette architecture offre comme seule modularité l'ajout d'amplificateurs réalisant uniquement les mêmes fonctionnalités que celles déjà en place. Un autre document de brevet WO 2008128544 présente un réseau Ethernet synchrone reliant des amplificateurs et permettant une auto-adaptation du réseau à son allumage en fonction des amplificateurs connectés. Mais dans cette configuration, aucune autre adaptation n'est possible, et le nombre d'amplificateurs n'est pas modulable. 3049804 2 [0004] Un autre document de brevet WO 2009090065 présente un système comprenant un amplificateur maître et deux amplificateurs-esclaves, l'intelligence du système permet de choisir l'un ou l'autre amplificateur-esclave en fonction du contrôle d'un signal de test émis par ces amplificateurs-esclaves. 5 Selon une configuration du même type, le système du document US 20150207472, un amplificateur maitre est relié à un ou plusieurs amplificateurs-esclaves chargés d'amplifier chacun un signal audio différent. Mais ces systèmes ne permettent pas non plus l'adaptabilité souhaitée. [0005] Par ailleurs, le document de brevet US 20060115101 présente un 10 système amplificateur de son comprenant un amplificateur maitre et un nombre variable d'amplificateur-esclave. Ces amplificateurs sont reliés par une topologie en chaine appelée « daisy chain » permettant d'augmenter le gain d'amplification de l'amplificateur maitre. Cependant, une telle topologie ne permet pas d'apporter d'adaptation autre que celle du nombre d'amplificateurs-esclaves, en particulier 15 l'installation ou la mise à jour de services ou de prestations en liaison avec des amplificateurs déjà en place. [0006] Ainsi, les systèmes existants ne permettent pas d'adapter, selon le besoin de l'utilisateur, une architecture sonore pour en varier les prestations et les fonctionnalités, en particulier en diffusion ou en source sonore, allant d'une 20 installation la plus simple à la plus complexe, tout en pouvant multiplier le nombre d'équipements et en autorisant les mises à jour de ces équipements, prestations et fonctionnalités. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0007] L'invention vise à réaliser une installation possédant une telle 25 adaptabilité. Pour ce faire, l'invention prévoit d'utiliser l'adaptabilité de signaux numériques synchrones pour augmenter librement le mixage entre les équipements audio, avec chacun un niveau sonore prédéfini, ou leur hiérarchisation selon une priorité prédéterminée, et multiplier leur nombre avec une reconfiguration autonome. 3049804 3 [0008] A cet effet, la présente invention a pour objet une installation audio, comportant une unité principale munie de moyens de connexion à des sources audio et reliée à un amplificateur principal, lui-même relié à au moins un émetteur sonore, l'amplificateur principal de cette installation étant monté sur une 5 plateforme comportant un à plusieurs modules audio muni d'un nombre variable d'équipements d'émission sonore et de réception de son, caractérisée en ce que les modules audio de la plateforme et l'amplificateur principal sont raccordés entre eux par un réseau numérique synchrone. [0009] Par la liaison synchrone, on entend une liaison dans laquelle un 10 émetteur et un récepteur sont cadencés à la même horloge. Le récepteur reçoit de façon continue les informations au rythme où l'émetteur les envoie. [0010] Avantageusement, l'installation audio selon l'invention comporte un premier poste, comportant un premier équipement d'émission sonore et un premier équipement de réception de son, et d'autre part, un deuxième poste 15 comportant un deuxième équipement d'émission sonore et un deuxième équipement de réception de son et en ce que, l'amplificateur principal est configuré pour adresser le signal audio provenant du premier équipement de réception de son au deuxième équipement d'émission sonore, et pour adresser le signal audio, provenant du deuxième équipement de réception de son, au premier 20 équipement d'émission sonore. [0011] Avantageusement, l'amplificateur principal est un amplificateur- maître et au moins un module audio comporte un amplificateur-esclave en liaison maître-esclave avec l'amplificateur-maître via le réseau numérique synchrone. [0012] Avantageusement, au moins un module audio est muni d'au moins 25 un haut-parleur comme équipement d'émission sonore. [0013] Avantageusement, au moins un module audio est muni d'au moins un microphone comme équipement de réception de son. 3049804 4 [0014] Avantageusement, l'amplificateur principal est configuré pour adresser le signal audio, provenant d'un équipement de réception de son, à un module reconnaissance vocale. [0015] Avantageusement, le réseau numérique synchrone (6 ; 27) est 5 configuré selon une topologie choisie entre une topologie en anneau, une topologie en étoile, et une topologie en chaîne. [0016] Avantageusement, le réseau numérique synchrone (6 ; 27) est un réseau sans fil. [0017] Avantageusement, le débit du réseau numérique synchrone est du 10 type haut débit supérieur à 10 Mbits/s. [0018] L'invention concerne aussi un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une installation audio (100,100') selon l'invention. [0019] Les sources audio sont des équipements variés annexes (clé USB, autoradio, lecteur de disques, enregistrements sonores mémorisés ou connectés 15 via des ports dédiés, etc.). L'avantage d'un réseau numérique synchrone est de réaliser une modularité du nombre de modules pour une adaptabilité de l'installation audio, avec une reconfiguration dynamique et autonome de cette installation. PRÉSENTATION DES FIGURES 20 [0020] D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, le schéma d'un exemple de réalisation d'une installation audio modulaire selon invention, et 25 - la figure 2, une version alternative d'une installation audio modulaire selon invention. 3049804 5 DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0021] Le schéma de la figure 1 présente une installation audio 100 selon l'invention dans un véhicule automobile. Le caractère modulaire de cette installation100, détaillé ci-après, est mis en oeuvre par un réseau numérique à 5 haut débit synchrone 6, un débit de 150 Mbits/s dans cet exemple. [0022] Cette installation 100 comporte une unité principale 1 intégrant un récepteur d'autoradio et une connectique multimédia connue, permettant des liaisons à des sources audio variées externes fournisseurs de contenus audio: clé USB, téléphone mobile, disque CD, etc., ainsi qu'à des sources internes de 10 production de sons: klaxon, « coloration » du moteur, clignotant, etc.. [0023] L'unité principale 1 est reliée par des liaisons 7 à un amplificateur-maître 2, lui-même relié via le réseau 6 à des modules 9. Chaque module 9 comporte des équipements de diffusion du son, composés d'un, deux ou trois haut-parleurs 4 dans l'exemple, et/ou des équipements d'acquisition du son, des 15 microphones 5 dans cet exemple. Ces équipements sont montés sur le réseau 6 à partir de bornes de connexion 8, soit directement soit via des amplificateurs-esclaves 3. [0024] Plus précisément, les modules 9 sont configurés pour s'adapter à une installation souhaitée, en nombre et en contenu. Ainsi, dans l'exemple de 20 réalisation de l'installation 100, les amplificateurs-esclaves 3, les haut-parleurs 4 et les microphones 5 sont regroupés dans différents modules qui comportent respectivement: - les modules 11, un amplificateur-esclave 3 et un haut-parleur 4; - les modules 12, un amplificateur-esclave 3, un haut-parleur 4 et un 25 microphone 5; - les modules 13, un amplificateur-esclave 3 et deux haut-parleurs 4; - un module 13', un amplificateur-esclave 3 et trois haut-parleurs 4, et - les modules 14, uniquement un microphone 5. [0025] L'ensemble des modules 11 à 14, l'amplificateur-maître 2 et le 30 réseau numérique 6 constitue une plateforme 10. Ce réseau numérique à haut débit synchrone 6 relie l'amplificateur-maître 2 à chacun des modules 11 à 14 selon un montage en anneau. Chaque module 9 dispose de bornes de connexion 3049804 6 8 d'entrée et de sortie au réseau numérique à haut débit synchrone 6. Dans des variantes, des modules peuvent être constitués combinant par exemple plusieurs microphones 5 couplés à un amplificateur esclave 3, un ou plusieurs haut-parleurs 4 montés directement sur le réseau numérique 6. 5 [0026] L'installation audio 100 est modulaire car il est aisé d'ajouter des modules 9 sur le réseau numérique 6. La mise à jour logicielle de l'installation audio 100, à partir d'une liaison à un ordinateur ou autre équipement intelligent (smartphone) via l'unité principale 1 et les liaisons 7, ainsi qu'une auto-calibration de l'installation 100 adaptée cette mise à jour sont effectuées par l'amplificateur- 10 maître 2, de manière autonome et modulaire, sur l'un ou l'autre ou tous les modules 9. [0027] De nouvelles fonctionnalités (nouveaux traitements du son, par exemple en liaison avec des sources visuelles, nouvelles sources sonores, etc.) peuvent également être transmises aux modules 9 selon le même schéma. Les 15 mises à jour et les nouvelles fonctionnalités sont traitées par une unité de gestion numérique du son 2G intégrée à l'amplificateur-maître 2. Et le réseau haut-débit synchrone 6 permet à l'installation audio 100 d'être à la fois multi-voix et multicanaux afin de fournir ces mises à jour ou ces fonctionnalités au(x) module(s) 9 concernés. 20 [0028] L'amplificateur-maître 2 reçoit également des données sonores provenant de l'unité principale 1 via les liaisons 7 (autoradio, lecteur de disques et de DVD, enregistrements sonores mémorisés ou provenant de source connectées via des ports dédiés: clé USB, téléphone mobile). L'amplificateur maître 2 est également connecté à différents équipements du véhicule (non représentés) qui 25 lui communiquent des informations sonores à émettre dans ou hors du véhicule: des informations émises par la navigation GPS, par le son lié aux clignotants des feux de signalisation, par le klaxon, ou par les organes chargés de générer la « coloration » sonore du moteur, la sonorisation interne et extérieure au véhicule, ou encore la réduction du bruit dans l'habitacle. L'amplificateur-maître 2 traite ces 30 sons dans l'unité de gestion 2G en les priorisant les uns par rapport aux autres et/ou en les mixant selon des fonctionnalités déterminées. 3049804 7 [0029] Ainsi, déchargée des fonctionnalités et des mises à jours confiées à l'amplificateur- maître 2, l'unité principale 1 est dédiée aux relations avec l'utilisateur comme l'acquisition de sons à partir de ses différentes sources (clés USB, smartphones, cartes, etc.). 5 [0030] Sur une version alternative illustrée par la figure 2, une installation audio 100', modulable comme l'installation 100, comporte un réseau numérique haut débit synchrone 27 constitué d'une paire de fils de cuivre torsadée formant un anneau. Sur ce réseau 27, sont raccordés une unité principale et un amplificateur-maitre (du type 1 et 2 précédemment décrits) réunis dans un module 10 20 monté sur un socle « S » sur lequel un micro-ordinateur 26 peut également être temporairement disposé. Cette installation audio 100' comporte également, en couplage sur l'anneau du réseau 27: un amplificateur-esclave 22 relié à deux haut-parleurs 21, un microphone 23, et deux équipements audio 2A pour les passagers arrière du véhicule composés chacun d'un écouteur 24 relié à un écran 15 d'affichage 25 de données d'affichage d'informations concernant les sources audio écoutées. [0031] Un micro-ordinateur 26 est connecté au module 20 pour l'introduction de nouvelles fonctionnalités ou pour la connexion à des sources audio dont les données (données musicales en particulier) sont ensuite 20 communiquées à l'amplificateur-maître du module 20. Une télécommande 28 paramétrable présente les mêmes fonctionnalités que l'unité principale et permet donc à tous les passagers du véhicule de passer des commandes dans l'installation audio 100'. [0032] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et 25 représentés. Ainsi, le réseau synchrone peut être construit sur le réseau électrique par courant porteur (CPL) en utilisant une technique multi-porteuse, ou en réseau sans fil, par exemple Wifi ou Bluetooth. Le réseau peut aussi être constitué par des fibres optiques et la configuration en anneau peut être distribuée sur un bus. [0033] De plus, en utilisant un réseau pouvant supporter les bandes 30 passantes appropriées, l'invention peut également être appliquée à un réseau audio et vidéo. 3049804 8 [0034] L'amplificateur principal 2 commande la diffusion de son à ou aux équipements d'émission sonore 4; 21 en émettant des trames sur le réseau numérique synchrone 6, 27. [0035] Les équipements raccordés au réseau 6 (autrement dit, 5 l'amplificateur principal 2, les équipements d'émission sonore 4, 21 et les équipements de réception de son 5, 23 disposent chacun d'une adresse permettant de leur adresser des trames de données. [0036] Une trame de données contient au moins : - une ou plusieurs adresses indiquant à quel(s) équipement(s) est adressée 10 la trame, - un niveau, indiquant à quel niveau sonore doit être restitué le signal audio, - un signal audio numérique sous la forme d'un flux de données audio (technique de transmission de données connue sous la dénomination anglo-saxonne de « streaming »). 15 [0037] Le format du signal audio est par exemple de type modulation par impulsion et codage aussi appelé PCM (acronyme de l'expression anglo-saxonne Pulse Code Modulation). [0038] Les équipements de réception de son transmettent le son reçu en émettant des trames sur le réseau 6, 27. Ces trames comportent aussi une 20 adresse, un niveau, et un signal audio. Les trames sont adressées à l'amplificateur principal 2. [0039] On peut noter que, contrairement au document W02008/128544 ces trames sont dépourvues d'informations de synchronisation. En effet, dans l'invention, la synchronisation entre les équipements est assurée par la liaison 25 numérique synchrone 6 qui prend en charge la synchronisation des horloges internes des différents équipements du réseau. [0040] Au contraire dans W02008/128544, le protocole est conçu de façon à permettre l'incorporation des informations de synchronisation entre les données. Les informations de synchronisation permettent de régénérer une horloge 30 d'échantillon audio dans l'équipement de réception. [0041] L'installation audio selon l'invention permet de mettre en oeuvre une fonction de communication (ou intercom) entre, d'une part, un premier poste, 3049804 9 comportant un premier équipement d'émission sonore et un premier équipement de réception de son, et d'autre part, un deuxième poste comportant un deuxième équipement d'émission sonore et un deuxième équipement de réception de son. Dans le cadre de cette fonction, le signal audio reçu par l'amplificateur principal 2, 5 provenant du premier équipement de réception de son est adressé au deuxième équipement d'émission sonore. En outre, le signal audio reçu par l'amplificateur principal 2, provenant du deuxième équipement de réception de son est adressé au premier équipement d'émission sonore. La fonction d'intercom permet un échange vocal entre un premier utilisateur situé au niveau du premier poste et un 10 deuxième utilisateur situé au niveau du deuxième poste. [0042] On peut noter que signal audio reçu par l'amplificateur principal 2 peut être adressé tel quel à l'équipement de restitution ou bien subir un traitement particulier par exemple pour améliorer l'intelligibilité de la voix codée par le signal ou bien pour mixer le signal audio reçu avec un signal audio en cours de 15 restitution l'équipement d'émission. [0043] L'installation audio selon l'invention permet également de mettre en oeuvre une fonction de reconnaissance vocale en utilisant un dispositif mobile (ou smartphone). Dans le cadre de cette fonction, le signal audio reçu par l'amplificateur principal 2, provenant d'un équipement de réception de son est 20 adressé au dispositif mobile par l'intermédiaire de l'unité principale 1. [0044] De façon avantageuse, l'amplificateur principal 2 effectue un traitement audio permettant d'améliorer l'intelligibilité de la voix codée par le signal, de façon à optimiser la qualité de la prestation de reconnaissance vocale. [0045] L'installation audio selon l'invention permet également de mettre en 25 oeuvre une fonction de réduction de bruit. En particulier, lorsque l'installation audio est installée dans un véhicule, une telle fonction permet de réduire le bruit dans l'habitacle. L'amplificateur principal 2 reçoit des signaux audio venant du ou des microphones connectés au réseau 6. L'amplificateur principal 2 traite et restitue immédiatement (sans latence) le flux audio aux haut-parleurs pour générer une 30 onde sonore inverse au bruit enregistré par les micros. REVENDICATIONS1. Installation audio (100,100'), comportant une unité principale (1) munie de moyens de connexion à des sources audio et reliée (7) à un amplificateur principal (2), lui-même relié à au moins un émetteur sonore (4 ; 21), l'amplificateur principal (2) de cette installation (100,100') étant monté sur une plateforme (10) comportant un à plusieurs modules audio (9) muni d'un nombre variable d'équipements d'émission sonore (4 ; 21) et de réception de son (5 ; 23), caractérisée en ce que les modules audio (9) de la plateforme (10) et l'amplificateur principal (2) sont raccordés entre eux par un réseau numérique synchrone (6 ; 27). 2. Installation audio (100,100') selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte un premier poste, comportant un premier équipement d'émission sonore et un premier équipement de réception de son, et d'autre part, un deuxième poste comportant un deuxième équipement d'émission sonore et un deuxième équipement de réception de son et en ce que, l'amplificateur principal (2) est configuré pour adresser le signal audio provenant du premier équipement de réception de son au deuxième équipement d'émission sonore, et pour adresser le signal audio, provenant du deuxième équipement de réception de son, au premier équipement d'émission sonore. 3. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle l'amplificateur principal (2) est un amplificateur-maître et au moins un module audio comporte un amplificateur-esclave en liaison maître-esclave avec l'amplificateur-maître via le réseau numérique synchrone (6 ; 27). 4. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle au moins un module audio (9) est muni d'au moins un haut-parleur (4 ; 21) comme équipement d'émission sonore. 5. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle au moins un module audio (9) est muni d'au moins un microphone (5 ; 23) comme équipement de réception de son. 3049804 11 6. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'amplificateur principal (2) est configuré pour adresser le signal audio, provenant d'un équipement de réception de son, à un module reconnaissance vocale. 5 7. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le réseau numérique synchrone (6 ; 27) est configuré selon une topologie choisie entre une topologie en anneau, une topologie en étoile, et une topologie en chaîne. 8. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 6, dans laquelle le réseau numérique synchrone (6 ; 27) est un réseau sans fil. 9. Installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle le débit du réseau numérique synchrone est du type haut débit supérieur à 10 Mbits/s. 15 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une installation audio (100,100') selon l'une quelconque des revendications précédentes. 20