Brevet FR3132996A1 — publié le 20230825

L’invention concerne un amplificateur de signal acoustique adapté pour être connecté à un haut-parleur, et adapté pour communiquer avec un calculateur numérique par au moins un premier bus de données, l’amplificateur étant caractérisé en ce qu’il comprend : un registre d’échantillonnage comprenant plusieurs échantillons de courant capturés à une fréquence d’échantillonnage, un premier registre de volume seuil associé à une première valeur seuil, un premier comparateur adapté pour comparer des échantillons de courant du registre d’échantillonnage à la première valeur seuil du premier registre de volume, un premier compteur de temps, adapté pour être déclenché lorsqu’un échantillon de courant comparé est supérieur à la première valeur seuil et adapté pour être réinitialisé lorsqu’un autre échantillon de courant comparé est inférieure à la première valeur seuil, une unité d’alerte, adaptée pour envoyer une alerte sur le premier bus de données à destination du calculateur numérique lorsque le premier compteur de temps atteint une première valeur de temps seuil. Figure 2a Amplificateur de signal acoustique La présente invention concerne un amplificateur de signal acoustique adapté pour être connecté à des haut-parleurs et un système de contrôle de volume comprenant cet amplificateur. Dans le cadre de l’utilisation de haut-parleurs dans un véhicule, notamment pour écouter la radio pendant un trajet, certains désagréments causés par des variations du volume des haut-parleurs ont pu être identifiés. Ces variations de volume sont notamment dues à une non-linéarité de l’impédance des haut-parleurs en fonction de la fréquence du signal acoustique à diffuser. Plusieurs solutions ont été envisagées pour réduire ces variations de volume. Une des solutions consiste à équiper les véhicules de haut-parleurs dont la non-linéarité de l’impédance en fonction de la fréquence du signal est moins prononcée. De tels haut-parleurs sont en revanche plus coûteux. Cette solution n’est donc pas satisfaisante. Une autre solution a été envisagée avec l’apparition dans les véhicules des calculateurs numériques capable d’effectuer des traitements de signaux, aussi connus sous la dénomination anglaise de « Digital Signal Processor » (DSP). Cette solution consiste à compenser la non-linéarité des haut-parleurs au niveau du calculateur numérique en agissant directement sur leur volume respectif en se basant sur des échantillons de courant mesurés sur un signal acoustique d’un amplificateur de signal connecté aux haut-parleurs. La fréquence d’un signal acoustique pouvant atteindre 20 kHz, la fréquence d’échantillonnage requise pour pouvoir exploiter le signal dans son ensemble est donc au moins deux fois supérieures à 20 kHz. Dans cette solution, la compensation de la non-linéarité des haut-parleurs par le calculateur numérique suppose la lecture d’échantillons du signal (en l’occurrence un courant) de sortie de l’amplificateur, la transmission de ces échantillons au calculateur numérique et, en fonction des échantillons transmis, la modification du volume sonore des haut-parleurs. La transmission des échantillons de courant de l’amplificateur au calculateur numérique est effectuée par le biais d’un bus, par exemple un bus « Inter-Integrated circuit », I2C, ou un bus « Integrated Interchip Sound », I2S. Pour pouvoir transmettre l’ensemble des échantillons de courant au calculateur numérique en temps réel, le bus utilisé doit donc allouer une bande passante conséquente du fait de la fréquence d’échantillonnage supérieure à 40 kHz nécessaire à l’échantillonnage du signal acoustique. Cela peut notamment être problématique pour d’autres applications communiquant avec le calculateur numérique et utilisant également ce bus. En pratique, les échantillons de courant ne sont donc pas transmis au calculateur numérique à une fréquence supérieure à 40 kHz bien que le signal soit bien échantillonné à cette fréquence. Ils sont en réalité transmis à une fréquence de l’ordre de quelques kHz. Par conséquent, le calculateur numérique n’est pas en possession de l’ensemble de l’information acoustique échantillonné qui va être transmise aux haut-parleurs et n’est donc capable de compenser la non-linéarité de l’impédance des haut-parleurs dans un délai raisonnable. La solution actuelle n’est donc pas complètement satisfaisante. L’invention vient améliorer cette situation. Présentation de l’invention Un objectif de la présente invention consiste donc à proposer un amplificateur de signal acoustique, adapté pour être connecté à un haut-parleur, et adapté pour communiquer avec un calculateur numérique par au moins un premier bus de données, l’amplificateur comprenant : un registre d’échantillonnage comprenant plusieurs échantillons de courant capturés à une fréquence d’échantillonnage, un premier registre de volume seuil associé à une première valeur seuil, un premier comparateur adapté pour comparer des échantillons de courant du registre d’échantillonnage à la première valeur seuil du premier registre de volume, un premier compteur de temps, adapté pour être déclenché lorsqu’un échantillon de courant comparé est supérieur à la première valeur seuil et adapté pour être réinitialisé lorsqu’un autre échantillon de courant comparé est inférieure à la première valeur seuil, une unité d’alerte, adaptée pour envoyer une alerte sur le premier bus de données à destination du calculateur numérique lorsque le premier compteur de temps atteint une première valeur de temps seuil. Optionnellement, l’amplificateur comprend : un deuxième registre de volume seuil associé à une deuxième valeur seuil, un deuxième comparateur adapté pour comparer des échantillons de courant du registre d’échantillonnage à la deuxième valeur seuil du deuxième registre de volume, un deuxième compteur de temps, adapté pour être déclenché lorsqu’un échantillon de courant comparé est supérieur à la deuxième valeur seuil et adapté pour être réinitialisé lorsqu’un autre échantillon de courant comparé est inférieure à la deuxième valeur seuil, et dans lequel l’unité d’alerte est également adaptée pour envoyer une alerte sur le premier bus de données à destination du calculateur numérique lorsque le deuxième compteur de temps atteint une deuxième valeur de temps seuil. Optionnellement, l’amplificateur comprend : un registre d’écart de volume seuil associé à une valeur d’écart seuil, un troisième comparateur adapté pour comparer une différence entre deux échantillons de courant successifs du registre d’échantillonnage à la valeur d’écart seuil du registre d’écart de volume, un troisième registre de volume seuil associé à une valeur seuil de volume courant seuil, un quatrième comparateur adapté pour comparer un volume courant du haut-parleur reçu par un bus de données en provenance du calculateur numérique à la valeur seuil de volume courant, et et dans lequel l’unité d’alerte est également adaptée pour envoyer une alerte sur le premier bus de données à destination du calculateur numérique lorsque la différence entre deux échantillons de courant successifs est supérieure à la valeur d’écart seuil et que le volume courant du haut-parleur est supérieur à la valeur de volume courant seuil Optionnellement, l’amplificateur comprend une unité de transmission de signal configurée pour envoyer des échantillons de courant du signal acoustique sur le premier bus de données à destination du calculateur numérique à une fréquence d’envoi inférieure à la fréquence d’échantillonnage. Optionnellement, l’amplificateur comprend une unité de réception du signal adaptée pour recevoir des échantillons de courant modifiés via un deuxième bus de données, les échantillons de courant modifiés correspondant aux échantillons de courant envoyés par l’unité de transmission de signal et modifiés suite à un traitement de ces échantillons par le calculateur numérique. La présente demande présente également un système de contrôle de volume comprenant : un amplificateur de signal acoustique tel que décrit précédemment, un haut-parleur connecté à l’amplificateur et adapté pour diffuser un signal acoustique reçu de l’amplificateur, un premier bus de données reliant l’amplificateur à un calculateur numérique et adapté pour transmettre une alerte et des échantillons de courant de l’amplificateur vers le calculateur numérique, un deuxième bus de données reliant l’amplificateur au calculateur numérique et adapté pour transmettre des échantillons de courant du calculateur numérique vers l’amplificateur, un calculateur numérique, adapté pour modifier un volume du haut-parleur lorsqu’il reçoit une alerte, la modification du volume correspondant à une transmission d’échantillons de courant modifiés sur le deuxième bus de données à destination de l’amplificateur. Optionnellement, le premier bus de données est un bus Inter-Integrated circuit, I2C, et dans lequel le deuxième bus de données est un bus Integrated Interchip Sound, I2S. Optionnellement, un capteur de courant électrique adapté pour mesurer un courant électrique d’un signal acoustique de l’amplificateur. Un système de volume selon l’une quelconque des options précédentes peut par ailleurs être embarqué dans un véhicule. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : présente un exemple de système de contrôle de volume. présente un premier exemple d’amplificateur de signal acoustique. présente un deuxième exemple d’amplificateur de signal acoustique complémentaire. Amplificateur (2) de signal acoustique, adapté pour être connecté à un haut-parleur (3), et adapté pour communiquer avec un calculateur numérique (4) par au moins un premier bus de données (B1 ; B2), l’amplificateur (2) étant caractérisé en ce qu’il comprend : un registre d’échantillonnage (Rfe) comprenant plusieurs échantillons de courant capturés à une fréquence d’échantillonnage, un premier registre de volume seuil (R1) associé à une première valeur seuil, un premier comparateur (C1) adapté pour comparer des échantillons de courant du registre d’échantillonnage à la première valeur seuil du premier registre de volume seuil (R1), un premier compteur de temps (Cp1), adapté pour être déclenché lorsqu’un échantillon de courant comparé est supérieur à la première valeur seuil et adapté pour être réinitialisé lorsqu’un autre échantillon de courant comparé est inférieure à la première valeur seuil, une unité d’alerte (21), adaptée pour envoyer une alerte sur l’au moins premier bus de données (B1 ; B2) à destination du calculateur numérique (4) lorsque le premier compteur de temps (Cp1) atteint une première valeur de temps seuil. Amplificateur (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend : un deuxième registre de volume seuil (R2) associé à une deuxième valeur seuil, un deuxième comparateur (C2) adapté pour comparer des échantillons de courant du registre d’échantillonnage à la deuxième valeur seuil du deuxième registre de volume seuil (R2), un deuxième compteur de temps (Cp2), adapté pour être déclenché lorsqu’un échantillon de courant comparé est supérieur à la deuxième valeur seuil et adapté pour être réinitialisé lorsqu’un autre échantillon de courant comparé est inférieure à la deuxième valeur seuil, et en ce que l’unité d’alerte (21) est également adaptée pour envoyer une alerte sur l’au moins premier bus de données (B1 ; B2) à destination du calculateur numérique (4) lorsque le deuxième compteur de temps (Cp2) atteint une deuxième valeur de temps seuil. Amplificateur (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend : un registre d’écart de volume seuil (Re) associé à une valeur d’écart seuil, un troisième comparateur (C3) adapté pour comparer une différence entre deux échantillons de courant successifs du registre d’échantillonnage à la valeur d’écart seuil du registre d’écart de volume, un troisième registre de volume seuil (R3) associé à une valeur seuil de volume courant seuil, un quatrième comparateur (C4) adapté pour comparer un volume courant (Vc) du haut-parleur reçu par un bus de données en provenance du calculateur numérique (4) à la valeur seuil de volume courant, et en ce que l’unité d’alerte (21) est également adaptée pour envoyer une alerte sur l’au moins premier bus de données (B1 ;B2) à destination du calculateur numérique (4) lorsque la différence entre deux échantillons de courant successifs est supérieure à la valeur d’écart seuil et que le volume courant du haut-parleur (3) est supérieur à la valeur de volume courant seuil. Amplificateur (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de transmission de signal (22) configurée pour envoyer des échantillons de courant du signal acoustique sur l’au moins premier bus de données (B1 ; B2) à destination du calculateur numérique (4) à une fréquence d’envoi inférieure à la fréquence d’échantillonnage. Amplificateur (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de réception du signal (23) adaptée pour recevoir des échantillons de courant modifiés via un deuxième bus de données, les échantillons de courant modifiés correspondant aux échantillons de courant envoyés par l’unité de transmission de signal (22) et modifiés suite à un traitement de ces échantillons par le calculateur numérique (4). Système de contrôle de volume (1) comprenant : un amplificateur (2) de signal acoustique selon l’une quelconque des revendications précédentes, un haut-parleur (3) connecté à l’amplificateur (2) et adapté pour diffuser un signal acoustique reçu de l’amplificateur (2), un premier bus de données (B1) reliant l’amplificateur (2) à un calculateur numérique (4) et adapté pour transmettre une alerte et des échantillons de courant de l’amplificateur (2) vers le calculateur numérique (4), un deuxième bus de données (B2) reliant l’amplificateur (2) au calculateur numérique (4) et adapté pour transmettre des échantillons de courant du calculateur numérique (4) vers l’amplificateur (2), un calculateur numérique (4), adapté pour modifier un volume du haut-parleur (3) lorsqu’il reçoit une alerte, la modification du volume correspondant à une transmission d’échantillons de courant modifiés sur le deuxième bus (B2) de données à destination de l’amplificateur (2). Système de contrôle de volume (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le premier bus de données (B1) est un bus « Inter-Integrated circuit », I2C, et dans lequel le deuxième bus de données (B2) est un bus « Integrated Interchip Sound », I2S. Système de contrôle de volume (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, comprenant un capteur de courant électrique (5) adapté pour mesurer un courant électrique d’un signal acoustique de l’amplificateur (2). Véhicule embarquant un système de contrôle de volume (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8.