Brevet FR3086093A1 — publié le 20200320

- 1 - « Dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes, et instrument de musique muni d'un tel dispositif » Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes. Elle concerne également un instrument de musique à cordes équipé, ou intégrant, un tel dispositif. Le domaine de l'invention est celui des appareils de traitement, et en 10 particulier de personnalisation, d'un son d'un instrument de musique à cordes, telle qu'une guitare, une basse, un violon, etc. Etat de la technique 15 La sonorisation d'instruments de musique à cordes, en particulier électriques, est effectuée en général au moyen de dispositifs qui permettent de mesurer directement la vibration des cordes. Par exemple, dans le cadre d'une guitare électrique, la sonorisation est réalisée grâce à un capteur, qui est en général un microphone à aimant, ou à électroaimant, captant la 20 vibration des cordes, également appelé « pick up » en anglais. Un tel microphone à aimant comprend en général une ou plusieurs bobines placées autour d'un ou de plusieurs aimants permanent ou électroaimants positionnés en regard des cordes. La vibration des cordes module le flux magnétique Phi engendré par le ou les aimants, et produit aux bornes de la ou des bobines un 25 signal électrique qui dépend notamment de la variation ou de la dérivée (dPhi/dt) du flux magnétique Phi. Le signal électrique fourni par le microphone à aimant, représentatif de la vibration des cordes, est ensuite transmis à un dispositif de génération de son, tel qu'un amplificateur ou un haut-parleur, qui génère le son de l'instrument. 30 Le son d'un instrument est donc directement dépendant du microphone utilisé. Or, un capteur à aimant ne permet pas de modifier les caractéristiques du son obtenu. Par conséquent, si l'utilisateur souhaite modifier/personnaliser le son de son instrument, il doit changer de capteur, ce qui est chronophage, complexe, coûteux et présente un risque de détérioration de l'instrument. 35 - 2 - Un but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes permettant d'ajuster et de personnaliser le son obtenu de manière simple, rapide, peu coûteuse, et 5 sans risque pour l'instrument de musique. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes permettant d'émuler, ou de simuler, une pluralité de capteurs, d'instruments ou de sons, sans intervenir sur ledit instrument. Exposé de l'invention Au moins un de ces objectifs est atteint avec un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes, en particulier électrique, en particulier de type guitare électrique, muni d'un capteur à aimant pour capter la vibration d'au moins une desdites cordes et fournir un signal électrique représentatif de ladite vibration, ledit dispositif comprenant : - au moins une unité de traitement du signal électrique fourni par ledit capteur à aimant, de réponse fréquentielle au moins passe-bas, de sorte à élargir la bande passante vers les basses fréquences ; et - au moins un module, dit sonore, appliquant un traitement prédéterminé audit signal large bande pour simuler le comportement d'un autre capteur prédéterminé. Le dispositif selon l'invention propose donc de traiter le son d'un instrument de musique pour personnaliser le son de l'instrument, ou émuler un autre capteur que celui équipant ledit instrument, tout en utilisant le capteur à aimant équipant ledit instrument. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de traiter le son d'un instrument de musique à cordes de manière simple, rapide, peu coûteuse, et sans intervention sur l'instrument de musique et donc sans risque pour l'instrument de musique. Pour ce faire, tout d'abord, l'unité de traitement vient annuler/compenser le caractère sonore du micro à aimant utilisé, notamment en compensant sa réponse fréquentielle de type passe-haut qui dépend notamment de la dérivée ou de la variation du flux magnétique (dPhi/dt), comme expliqué précédemment, et fournit ainsi un signal large bande. - 3 - Ensuite, le module sonore vient appliquer un nouveau caractère sonore, et notamment une nouvelle réponse fréquentielle qui simule une caractéristique de microphone à aimant différente, en particulier avec une autre caractéristique de flux (dPhi/dt), au signal fourni par l'unité de traitement 5 pour simuler/émuler un autre micro. L'unité de traitement présente une réponse fréquentielle qui est au moins passe-bas. L'unité de traitement permet donc de corriger la réponse du micro à aimant afin d'élargir sa bande passante tout en gardant une dynamique du signal exploitable. Plus généralement, comme dit plus haut, le 10 but de cette unité de traitement est de rendre l'effet du module sonore indépendant du micro à aimant utilisé pour la captation, et de détruire ou annuler le caractère sonore du micro à aimant utilisé pour la captation dans le signal capté. La combinaison d'une telle unité de traitement passe-bas avec le 15 capteur à aimant permet d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant, au moins dans les fréquences basses, en particulier jusqu'à 10kHz. Par conséquent, l'unité de traitement vient compenser, voire annuler, l'effet du capteur à aimant, utilisé pour la captation, sur le signal de vibration, en particulier au moins sur les fréquences basses. 20 Ainsi, le dispositif selon l'invention permet une plus grande possibilité de personnalisation du son de l'instrument, tout en limitant les pertes, en particulier pour les fréquences basses. Le capteur prédéterminé simulé par le module sonore peut être un 25 capteur réellement existant, tel que par exemple un capteur à aimant disponible sur le marché. Alternativement, le capteur prédéterminé simulé par le module sonore peut être un capteur théorique, qui n'existe pas sur le marché, et qui est défini par sa fonction de transfert, ou par sa réponse fréquentielle. 30 Préférentiellement, au moins une fréquence de coupure, respectivement un gain, de l'unité de traitement peut être ajustable, de manière manuelle ou automatisée. Ainsi, l'unité de traitement peut être adaptée à différents capteurs à 35 aimant. - 4 - L'unité de traitement peut être numérique ou analogique Suivant une caractéristique avantageuse, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins une résistance de charge, positionnée en 5 amont de l'unité de traitement, pour diminuer le facteur de qualité du capteur à aimant équipant l'instrument. Ainsi, la résistance de charge permet d'atténuer l'effet du capteur à aimant utilisé pour la captation, pour les fréquences se trouvant autour de sa fréquence de résonnance et d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à 10 aimant pour ces fréquences. Avantageusement, la valeur de la résistance de charge peut être ajustable, de manière manuelle ou automatisée. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être adapté à différents 15 capteurs à aimant présentant différents facteurs de qualité. Il est donc possible d'utiliser un même dispositif selon l'invention avec différents instruments de musique équipés de différents capteurs à aimant. Suivant un mode de réalisation, l'unité de traitement peut comprendre 20 un premier étage de traitement de fréquentielle passe-bas. Un tel premier étage de traitement passe-bas permet d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant, dans les fréquences basses, en particulier en dessous de 10kHz. Par conséquent, le premier étage vient amplifier les fréquences basses, de sorte à atténuer, voire annuler, l'effet du 25 capteur à aimant utilisé pour la captation, sur le signal de vibration, en particulier sur les fréquences basses. Suivant un exemple de réalisation, le premier étage de traitement peut comprendre : 30 - un intégrateur, et/ou - un filtre passe-bas. En particulier, le premier étage de traitement peut comprendre un intégrateur et un filtre passe-bas. L'intégrateur et le filtre passe-bas peuvent être disposés l'un après l'autre, ou encore être confondus dans un même bloc. - 5 - Le premier étage de traitement peut avoir une réponse fréquentielle passe-bas : - active ou passive ; - de gain inférieur ou égal 1, ou supérieur ou égal à 1, 5 - de préférence du ler ordre à 20dB/décade. Selon l'invention, l'intégrateur et/ou le filtre passe-bas du premier étage de traitement peut être réalisé de manière analogique ou numérique. 10 Avantageusement, la fréquence de coupure du premier étage de traitement peut être égale à la fréquence de résonnance du capteur à aimant. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, la fréquence de coupure, respectivement le gain, du premier étage de traitement 15 peu(ven)t être ajustable(s), de manière manuelle ou automatisée. Ainsi, un même dispositif selon l'invention peut être adapté à différents capteurs à aimant, et en particulier aux fréquences de résonance de différents capteurs à aimant. Il est donc possible d'utiliser un même dispositif selon l'invention avec différents instruments de musique équipés de différents 20 capteurs à aimant. Avantageusement, l'unité de traitement peut en outre comprendre un deuxième étage de traitement de réponse fréquentielle passe-haut, de sorte à élargir la bande passante vers les hautes fréquences. 25 Un tel deuxième étage de traitement passe-haut permet d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant, dans les fréquences hautes, en particulier à partir de 5kHz. Par conséquent, le deuxième étage vient amplifier les fréquences hautes, et ainsi atténuer, voire annuler, l'effet du capteur à aimant utilisé pour la captation, sur le signal de vibration, en particulier sur 30 les fréquences hautes au-delà d'une fréquence de résonnance de la bobine du capteur. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet une plus grande possibilité de personnalisation du son de l'instrument, tout en limitant les pertes, en particulier pour les fréquences hautes. - 6 - Le deuxième étage de traitement peut être positionné en série, avant ou après, le premier étage de traitement. Alternativement, le deuxième étage de traitement peut être confondu avec le premier étage de traitement dans un même étage de traitement. 5 Avantageusement, la fréquence de coupure du deuxième étage de traitement peut être égale à la fréquence de résonnance du capteur à aimant. Suivant un mode de réalisation, le deuxième étage de traitement peut 10 comprendre : - au moins un filtre passe-haut, ou - une combinaison de plusieurs filtres passe-haut. Le deuxième étage de traitement peut présenter une réponse 15 fréquentielle passe-haut : - passive ou active, - de gain supérieur ou égal à 1, ou inférieur ou égal à 1 ; - du ler ordre (à 20dB/décade), ou du 2è" ordre (à 40dB/décade). 20 Selon l'invention, le ou les filtres passe-haut du deuxième étage de traitement peuvent être réalisés de manière analogique ou numérique. Avantageusement, la fréquence de coupure, respectivement le gain, du deuxième étage de traitement peu(ven)t être ajustable(s) de manière 25 manuelle ou automatisée. Ainsi, un même dispositif selon l'invention peut être adapté à différents capteurs à aimant. Il est donc possible d'utiliser un même dispositif selon l'invention avec différents instruments de musique équipés de différents capteurs à aimant présentant différentes réponses fréquentielles. 30 Comme énonce plus haut, les premier et deuxième étages peuvent être confondus au sein d'un même étage de traitement. - 7 - Suivant un mode de réalisation, l'unité de traitement peut être, ou peut comprendre, un étage intégrateur-amplificateur réalisant : - une fonction d'intégration en-dessous d'une fréquence seuil, et plus généralement une réponse fréquentielle passe-bas ; et 5 - une fonction d'amplification au-dessus de ladite fréquence seuil, et plus généralement une réponse fréquentielle passe-haut. Ainsi, avec un seul étage de traitement, le dispositif selon l'invention permet de compenser les effets du capteur à aimant pour les fréquences basses et pour les fréquences hautes, de part et d'autre de la fréquence de 10 résonance dudit capteur à aimant, de sorte à élargir la bande passante vers ces fréquences. Avantageusement, la fréquence seuil, respectivement le gain, de l'étage intégrateur-amplificateur peu(ven)t être ajustable(s), pour s'adapter à la 15 volée à tel ou tel capteur à aimant. L'ajustement peut être réalisé de manière manuelle ou automatisée. Suivant un exemple de réalisation, l'étage intégrateur-amplificateur peut comprendre : 20 - un amplificateur opérationnel, - une branche, dite d'entrée, reliée à l'entrée inverseuse dudit amplificateur opérationnel, et comprenant une résistance en parallèle avec une capacité, dite de compensation ; et - une boucle de contre-réaction, reliant la sortie dudit amplificateur 25 opérationnel à ladite entrée inverseuse, et comprenant une résistance montée en parallèle avec une capacité et une résistance, dite de compensation, montées en série. Avantageusement, la capacité de compensation, respectivement la 30 résistance de compensation, peu(ven)t être variable(s). Dans ce cas, l'ajustement de la fréquence seuil, respectivement du gain, de l'étage intégrateur-amplificateur peut être réalisé en modifiant la valeur de ladite capacité de compensation, et/ou en modifiant la valeur de ladite résistance de compensation. - 8 - Comme indiqué plus haut, le dispositif selon l'invention propose une possibilité d'ajustement de fréquence et/ou de gain, en vue de s'adapter à tel ou tel capteur à aimant. 5 Un tel ajustement peut être réalisé en détectant la fréquence de résonnance du capteur à aimant, respectivement la résistance du capteur à aimant. Le dispositif selon l'invention peut avantageusement comprendre : 10 - un premier détecteur électrique pour mesurer la résistance du capteur à aimant en y appliquant un signal continu ou basse fréquence, et/ou - un deuxième détecteur électrique pour mesurer la fréquence de résonnance du capteur à aimant en y appliquant un signal à spectre 15 large et/ou une pluralité de signaux alternatifs. Le premier détecteur permet de détecter la résistance du capteur à aimant utilisé dans l'instrument. Ainsi, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, du dispositif selon l'invention à la 20 résistance dudit capteur à aimant. En particulier, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, de la résistance de charge, et/ou d'au moins un gain au sein de l'unité de traitement. Suivant un exemple de réalisation, le premier détecteur peut 25 comprendre une source délivrant une tension continue et reliée, directement ou indirectement, au capteur à aimant de l'instrument. Dans un mode de réalisation préféré, la source de tension peut être reliée au travers d'une résistance, de préférence de quelques kOhms à plusieurs kOhms, au capteur à aimant. On mesure la tension aux bornes du 30 capteur à aimant et on en déduit sa résistance, par exemple au moyen d'un pont diviseur résistif. Un autre mode de réalisation peut être de délivrer un courant connu directement dans le capteur à aimant et de mesurer la tension à ses bornes. - 9 - Le deuxième détecteur permet de détecter la fréquence de résonance du capteur à aimant utilisé dans l'instrument. Ainsi, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, du dispositif selon l'invention à la fréquence de résonance dudit capteur à aimant. 5 En particulier, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, de la résistance de charge, et/ou d'au moins une fréquence de coupure au sein de l'unité de traitement. Suivant un exemple de réalisation, le deuxième détecteur peut comprendre une source délivrant une tension de fréquence variable et reliée, 10 par une résistance, au capteur à aimant de l'instrument. Dans un mode de réalisation, la source de tension à fréquence variable peut être reliée au capteur à aimant au travers d'une résistance de grande valeur, par exemple de valeur supérieure ou égale à 100kOhms et de préférence de valeur supérieure ou égale 500KOhms, afin de ne pas réduire le 15 coefficient de qualité et garder au minimum un pic de résonnance. On mesure la tension aux bornes du capteur à aimant et on détecte l'amplitude maximale à une fréquence donnée et connue, la fréquence de résonnance. Un autre mode de réalisation consiste en un seul détecteur dont la 20 fréquence continue peut être assimilée à une fréquence alternative quasi continue ( REVENDICATIONS1. Dispositif (100;600;700) de traitement du son d'un instrument de musique à cordes (112), en particulier de type guitare électrique, muni d'un capteur à aimant (114) pour capter la vibration d'au moins une desdites cordes (112) et fournir un signal électrique (120) représentatif de ladite vibration, ledit dispositif (100;600;700) comprenant : au moins une unité de traitement (102) du signal électrique (120) fourni par ledit capteur à aimant (114), de réponse fréquentielle au moins passe-bas, de sorte à élargir la bande passante vers les basses fréquences ; et - au moins un module (104), dit sonore, appliquant un traitement prédéterminé audit signal large bande pour simuler le comportement d'un autre capteur prédéterminé. 2. Dispositif (600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une résistance de charge (602), positionnée en amont de l'unité de traitement (102), pour diminuer le facteur de qualité du capteur à aimant (114) équipant l'instrument. 3. Dispositif (600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur de la résistance de charge (602) est ajustable, de manière manuelle ou automatisée. 4. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement (102) comprend un premier étage de traitement (200;400;500), de réponse fréquentielle passe-bas et comprenant : - un intégrateur, ou - un filtre passe bas. 30 5. Dispositif (100;600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fréquence de coupure, respectivement le gain, du premier étage de traitement (200;400;500) est ajustable, de manière manuelle ou automatisée. - 31 - 6. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'unité de traitement (102) comprend en outre un deuxième étage de traitement (300), de réponse fréquentielle passe-haut, de 5 sorte à élargir la bande passante vers les hautes fréquences. 7. Dispositif (100;600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième étage de traitement (300) comprend : - au moins un filtre passe-haut, ou 10 - une combinaison de plusieurs filtres passe-haut 8. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la fréquence de coupure, respectivement le gain, du deuxième étage de traitement (300) est ajustable de manière manuelle ou 15 automatisée. 9. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité de traitement (102) comprend un étage intégrateur-amplificateur (400;500) réalisant : 20 - une fonction d'intégration en dessous d'une fréquence seuil, et - une fonction d'amplification au-dessus de ladite fréquence seuil. 10. Dispositif (100;600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fréquence seuil, respectivement le gain, de l'étage intégrateur-2 5 amplificateur (500) est ajustable. 11. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'étage intégrateur-amplificateur (400;500) comprend : 30 - un amplificateur opérationnel (402), - une branche, dite d'entrée, reliée à l'entrée inverseuse dudit amplificateur opérationnel (402), et comprenant une résistance (406) en parallèle avec une capacité (404;4041-404,,), dite de compensation ; et - 32 - - une boucle de contre-réaction, reliant la sortie dudit amplificateur opérationnel (402) à ladite entrée inverseuse, et comprenant une résistance (408) montée en parallèle avec une capacité (412;4121412k) et une résistance (414;4141-414k), dite de compensation, 5 montées en série. 12. Dispositif (100;600;700) selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la capacité de compensation (404;4041-404), respectivement la résistance de compensation (414;4141-414k), est variable et l'ajustement de 10 la fréquence seuil, respectivement du gain, de l'étage intégrateur-amplificateur (400;500) est réalisé en modifiant la valeur de ladite capacité de compensation (404;4041-404), et/ou en modifiant la valeur de ladite résistance de compensation (414;4141-414k). 15 13. Dispositif (700) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier détecteur électrique (702) pour mesurer la résistance du capteur à aimant (114) en y appliquant un signal continu ou basse fréquence, et/ou 20 - un deuxième détecteur électrique (704) pour mesurer la fréquence de résonnance du capteur à aimant (114) en y appliquant un signal à spectre large et/ou une pluralité de signaux alternatifs. 14. Dispositif (600) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il 25 comprend un module (706) d'ajustement automatisé de la valeur : - d'une résistance de charge (602), - d'au moins une fréquence de coupure, respectivement d'au moins un gain, au sein de l'unité de traitement (102), et/ou en fonction du signal fourni par le premier détecteur (702) et/ou le deuxième 30 détecteur (704). 15. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de sélection à la - 33 - volée d'un module sonore (104) parmi une pluralité de modules sonores prédéterminés. 16. Equipement pour instrument de musique à cordes comprenant un 5 dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 17. Instrument de musique à cordes, en particulier guitare électrique, équipée d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15. 10