EP4356368A1 - Dispositif de traitement d'un signal audio - Google Patents

Dispositif de traitement d'un signal audio

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EP4356368A1
EP4356368A1 EP22737573.0A EP22737573A EP4356368A1 EP 4356368 A1 EP4356368 A1 EP 4356368A1 EP 22737573 A EP22737573 A EP 22737573A EP 4356368 A1 EP4356368 A1 EP 4356368A1
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EP
European Patent Office
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digital
signal
analog
component
processing
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EP4356368C0 (fr
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Jeremy SAVONET
Antoine PETROFF
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Monday Noise SAS
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Monday Noise SAS
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Publication date
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Publication of EP4356368C0 publication Critical patent/EP4356368C0/fr
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    • G10H2210/311—Distortion, i.e. desired non-linear audio processing to change the tone colour, e.g. by adding harmonics or deliberately distorting the amplitude of an audio waveform

Definitions

  • the invention relates to the field of effects for musical instruments and/or for the voice. More particularly, the invention relates to the field of electronic effects for musical instruments. More particularly, the invention relates to the field of devices for processing an audio signal. The invention also relates to the field of effects pedals for electric guitars.
  • audio effects pedals intended for use with electric guitars are known.
  • effect pedal is meant a device for processing an audio signal from a musical instrument which comprises a start switch operable with the foot.
  • stompboxes are used with electric guitars, electric basses, keyboards, synthesizers, microphone tracks, etc.
  • so-called “Overdrive” or saturation effect pedals are known, which will modify the frequency characteristics of the input audio signal, the amplitude of the signal, the gain of the signal, as well as clipping the signal, which can be soft or hard (“soft clipping” or “hard clipping”).
  • Such pedals traditionally use all-analog audio signal processing.
  • the audio signal only passes through analog components and is never digitized during the audio signal processing process by the device.
  • clipping is traditionally performed by diodes which will be stressed in their nonlinear operating range to perform clipping.
  • transistors, lamps amplification, or any other non-linear component to perform the same function.
  • These devices also include analog audio signal equalization stages. These stages, which can be located upstream and/or downstream of the stage performing the clipping.
  • Such devices have the disadvantage of not being very versatile, each function requiring the addition of new components.
  • the circuit of such a device comprises only one type of frequency equalization, each new type of equalization requiring the addition of new components.
  • the frequency equalization circuit of the signal is closely linked to the clipping circuit, which means that only a frequency adjustment of the device is really usable by the musicians.
  • the characteristics of the clipping produced by the clipping circuit is also linked to the frequency equalization circuit.
  • audio processing devices that use digital technologies to perform the same function as analog processing devices.
  • Such devices include analog-to-digital converters to digitize the analog input signal.
  • digital processing is performed on the signal which then passes through a digital to analog converter to be converted into an output analog signal.
  • the digital processing can be based on an impulse response of a classic analog effect.
  • Such processing makes it possible to model the frequency characteristics of the signal but is limited to the linear domain of the operation of the signal.
  • the digital processing can also be based on the digital simulation of each component of the analog reference module.
  • Such devices have the drawback of proposing a digital modeling of the signal which is not perfect.
  • the device according to the invention makes it possible to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the invention relates to a device for processing an audio signal comprising:
  • At least one first digital component to perform a first digital equalization of the second digital signal, said first digital equalization being configurable according to input parameters, to produce a third digital signal;
  • An analog processing stage comprising at least one electronic component having at least one predefined non-linear operating range, said stage being configured to process the fourth analog signal in at least part of the non-linear operating range in order to generate a fifth analog signal;
  • a second analog-digital converter of the fifth analog signal to produce a sixth digital signal;
  • At least one second digital component for performing a second digital equalization of said sixth digital signal, said second digital equalization being configurable according to second input parameters, to produce a seventh digital signal.
  • the device for processing an audio signal makes it possible to take advantage of the advantages of analog processing devices and the advantages of digital processing devices. It has been found that the numerical simulations of components having a non-linear behavior were difficult to perform faithfully, which leads to non-fidelity of the simulations.
  • the device according to the invention makes it possible to overcome these drawbacks, because it makes it possible to use at least one analog component in a zone of non-linearity. As a result, the parts of the processing of the audio signal (such as the equalizations, the amplifications) which are easily and faithfully modeled are carried out by the first digital component and/or the second digital component. On the other hand, the non-linearities of the signal are generated in the analog processing stage by the at least one electronic component.
  • the equalization operations carried out on the digital signal are much lighter in resources than the simulation operations carried out by the digital systems of the prior art. They therefore require digital signal processors consuming less energy and being less expensive than those of the prior art.
  • the processing device according to the invention makes it possible to reproduce the nuances and the dynamics of an entirely analog effect while having the versatility and the storage possibilities of a digital effect.
  • the digital control of the equalization operations, in particular of the first digital equalization operation also makes it possible to control the behavior of the analog processing stage, which makes it possible to obtain signal processing possibilities. audio that is not accessible by an all-analog device or an all-digital device.
  • the audio signal processing device further comprises: - A second digital-analog converter of the seventh digital output signal to produce an eighth analog signal; and
  • At least one electronic component having at least one predefined non-linear operating range of the analog processing stage is a diode, a transistor, an optocoupler or an amplification lamp.
  • Such components make it possible to perform functions of amplification, clipping, compression or modulation of the signal in the analog processing stage.
  • the first digital component and/or the second digital component is configured to adjust the bias of the electronic component having at least one predefined non-linear operating range.
  • These characteristics allow adaptation of the bias of the at least one electronic component having a non-linear operating range predefined by the digital component or components. In this way, it is possible to choose operating points for these components in a simple way and to adapt them simply, whether statically or dynamically.
  • the device for processing an audio signal comprises at least one control digital-analog converter configured to supply at least one analog control signal adjusting the bias of the electronic component having at least one operating range not linear predefined according to a first control datum supplied by the first digital component and/or according to a second control datum supplied by the second digital component.
  • the bias is adjusted according to a control data which can be adjustable by a user or generated according to other data which can be stored, measured and/or calculated.
  • the first digital component comprises a stage for analyzing the second digital signal, said analysis stage being configured to generate the first control data as a function of at least one measured characteristic of a second digital signal .
  • This characteristic makes it possible to carry out the control of the bias of the component or components of the analog processing stage according to measured data of the signal at the input of the audio signal processing device. In this way, the signal processing can be varied according to the dynamics of a musician's playing.
  • the second digital component comprises a stage for analyzing the sixth digital signal, said analysis stage being configured to generate the second control datum as a function of at least one measured characteristic of the sixth digital signal.
  • the bias is adapted according to characteristics measured on the signal at the output of the analog processing stage. In this way, the processing by the analog processing stage can be carried out according to the response of said stage.
  • the first control datum comprises envelope detection datum of the second digital signal and/or datum generated according to a harmonic analysis of the second signal and/or amplitude datum of the second signal digital.
  • the processing is adapted according to the dynamics of the musician's playing, or according to the frequency characteristics of the signal coming from his instrument.
  • the second control datum comprises envelope detection datum of the sixth digital signal and/or datum generated according to a harmonic analysis of the sixth signal and/or amplitude datum of the sixth signal digital. In this way, the processing is adapted according to the dynamics of the musician's playing, or according to the frequency characteristics of the signal coming of his instrument, after processing by the analog processing stage.
  • the device for processing an audio signal comprises a temperature sensor and/or a luminosity sensor and/or a hygrometry sensor.
  • This arrangement makes it possible to measure parameters that can influence the operation of the electronic components.
  • the first control datum and/or the second control datum is generated as a function of a parameter measured by the temperature sensor and/or a luminosity sensor and/or a hygrometry sensor. This characteristic makes it possible to modify the operating point of the electronic component(s) having at least one predefined non-linear operating zone as a function of environmental parameters that can influence it. In this way, stable operation of said components can be maintained even when these parameters vary.
  • the first digital component is configured to perform frequency filtering and/or amplification of the second digital signal.
  • This arrangement makes it possible to modify the characteristics of the signal before passing through the analog processing stage and will therefore influence the quality of the analog processing.
  • the fact of doing this processing digitally allows great adaptability of this processing and a change thereof without having to change components.
  • the second digital component is configured to perform frequency filtering and/or amplification of the sixth digital signal. This arrangement allows filtering and processing of the signal which will come out of the processing device with great adaptability thereof without having to change components.
  • the first digital component is configured to transmit a third derivative digital signal to the second digital component which is configured to mix the third derivative digital signal with the sixth digital signal.
  • the invention also relates to an audio processing unit for a musical instrument comprising a processing device according to the invention, said audio processing unit comprising a switch controlling the activation of the processing device, at least a first actuator for configuring the first input parameters and/or second input parameters and/or bias.
  • the audio processing unit comprises an electronic component and a memory, said memory recording a plurality of operating configurations of ranges of values of the first input parameters with the second input parameters and with the values bias, the at least first actuator comprising activatable positions making it possible to select a given configuration stored in the memory, said selection automatically configuring the processing device.
  • the presence of the memory allows memorization of parameters corresponding to a configuration entered by a user. In this way the user can find configurations that he appreciates.
  • the audio processing unit is an electric instrument stompbox, an electric instrument amplifier, an electric instrument rack unit, or a mixer.
  • the invention also relates to a method for processing an audio signal which comprises the steps of:
  • a second digital equalization of the sixth digital signal by at least one second digital component said second digital equalization being configurable according to second input parameters, to produce a seventh digital signal
  • Fig. 1 a block diagram of an audio signal processing device according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 a block diagram of an audio signal processing device according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 3 an electrical diagram of an analog processing stage of an audio signal processing device according to a third embodiment of the invention
  • Fig. 4 an electrical diagram of an analog processing stage of an audio signal processing device according to a fourth embodiment of the invention
  • Fig. 5 an electrical diagram of an analog processing stage of an audio signal processing device according to a fifth embodiment of the invention.
  • Fig. 6 a view of an audio signal processing device in use according to a sixth embodiment of the invention. Description of the invention
  • FIG. 1 represents a block diagram of a first embodiment of a device DIS1 for processing an audio signal S1 according to a first embodiment of the invention.
  • each block represents a functional and/or hardware block of the processing device DIS1.
  • the processing device DIS1 comprises an interface INT1 for acquiring an analog signal S1.
  • the first analog signal S1 is an audio signal.
  • audio signal S1 is meant an electrical signal which comes from an audio source.
  • Said audio source may for example be an electro-acoustic musical instrument, an instrument which comprises at least one microphone transforming a sound wave into an electrical signal S1.
  • the audio source can also be an electronic musical instrument which produces an electrical signal S1.
  • the audio source can also be a microphone picking up the sound of a voice or an acoustic musical instrument.
  • the audio source can also be an electrical signal from an electronic sound processing unit. According to one embodiment, the audio source is an electric guitar or an electric bass.
  • the acquisition interface INT1 is for example a connection plug for a connection cable to a musical instrument. This acquisition interface INT1 collects the electrical signal from the audio source.
  • the processing device DIS1 then comprises a first analog-digital converter CAN1.
  • the first analog-digital converter CAN1 converts the analog input signal S1 to produce a second digital signal S2.
  • the processing device DIS1 then comprises at least one first digital component NUM1.
  • the first digital component NUM1 receives the second digital signal S2.
  • the first digital component is configured to perform a first digital equalization EGAL1 of the second digital signal S2.
  • first digital equalization EGAL1 is meant at least one digital equalization of the second signal, or else two, three or four successive equalizations of the digital signal.
  • the first digital equalization EGAL1 of the second signal can be a frequency equalization of the latter. It can also be an amplification of said second digital signal S2.
  • the first digital equalization EGAL1 can also be a succession of several frequency equalizations and/or of several amplifications of the signal.
  • the digital equalization of the second signal comprises a frequency equalization and an amplification of said second signal S2.
  • the first digital equalization comprises, in addition to or replacing the frequency equalization, a digital dynamic signal processing.
  • this dynamic processing can be a digital compression of the signal.
  • the first digital equalization EGAL1 of the second signal S2 produces a third digital signal S3.
  • the first digital equalization EGAL1 can be configured according to the first input parameters PARAI
  • the first input parameters PARA1 are used to select the type of equalization performed. They also make it possible to select the frequency bands which will be amplified or attenuated by a frequency equalization. They also make it possible to select digital dynamic signal processing, for example digital signal compression.
  • the processing device DIS1 then comprises a first digital-analog converter CNA1.
  • the first digital-analog converter CNA1 is configured to convert the third digital signal S3 into a fourth analog signal S4.
  • the conversion of the third digital signal S3 is particularly advantageous because it makes it possible to send a fourth analog signal which is analog-processable.
  • the processing device DIS1 then comprises an analog processing stage ANA1.
  • the analog processing stage is configured to receive an analog input signal.
  • the analog processing stage ANA1 receives the fourth analog signal S4 to perform analog processing thereof.
  • the analog processing stage ANA1 comprises an electronic component having at least one predefined non-linear operating range.
  • predefined non-linear operating range is meant an operating range in which the electronic component behaves in a non-linear manner with respect to the analog signal requesting it.
  • the analog processing stage is configured to process the fourth analog signal S4 in at least part of the non-linear operating range.
  • the analog processing stage therefore processes the fourth analog signal S4 in the non-linear operating range of the electronic component. In this way, the electronic component introduces non-linearities into the fourth analog signal S4.
  • the analog processing stage ANA1 generates a fifth analog signal S5 which comes from the analog processing of the fourth analog signal S4.
  • the digital control of the second digital equalization operation NUM1 also makes it possible to control the behavior of the analog processing stage. In particular, it makes it possible to fix operating points thereof. This makes it possible to obtain audio signal processing possibilities which are not accessible by an entirely analog device or by an entirely digital device.
  • the processing device DIS1 then comprises a second analog-digital converter CAN2.
  • the second analog-digital converter CAN2 is configured to convert the fifth analog signal S5 into a sixth digital signal S6. The conversion allows digital processing of the sixth digital signal S6.
  • the processing device DIS1 then comprises a second digital component NUM2.
  • the second digital component NUM2 is configured to perform at least a second equalization EGAL2 of the sixth digital signal S6.
  • second digital equalization EGAL2 we mean at least one digital equalization of the sixth digital signal S6, or else two, three or four successive equalizations of the sixth digital signal S6.
  • the second digital equalization EGAL2 of the sixth digital signal S6 can be a frequency equalization of the latter. It can also be an amplification of said sixth digital signal S6.
  • the second digital equalization EGAL2 can also be a succession of several frequency equalizations and/or of several amplifications of the signal.
  • the second digital equalization EGAL2 of the sixth digital signal S6 comprises a frequency equalization of said sixth signal S6.
  • the second digital equalization EGAL2 of the sixth signal S6 produces a seventh digital signal S7.
  • the second digital equalization EGAL2 is configurable according to second input parameters PARA2.
  • the second PARA2 input parameters make it possible to select the type of equalization performed. They also make it possible to select the frequency bands which will be amplified or attenuated by a frequency equalization.
  • the processing device DIS1 according to the invention therefore advantageously makes it possible to produce a seventh digital signal S7 from the analog input signal S1.
  • the advantage of the device according to the invention is to allow digital processing of the signal upstream and downstream of the analog processing stage ANA1. In this way, the operations of equalization and amplification of the signal are carried out digitally, which makes it possible to take advantage of the advantages of digital technologies in these fields in terms of parameterization, interaction with other devices, compactness of the device and adaptability. It is in particular possible to adapt the different equalizations without having to change the components of the equalization stages of the analog devices.
  • the same device can have different possible equalizations by adjustments of the first input parameter PARA1 and of the second input parameter PARA2, such equalizations being impossible to obtain in an analog device without having to change components.
  • the device according to the invention also makes it possible to have fidelity in the non-linear behavior of the analog components that it comprises. Such behaviors are very difficult to model numerically.
  • the device according to the invention makes it possible to keep the sound quality of analog devices by keeping a analog component while benefiting from the advantages of digital devices.
  • the processing device DIS1 comprises a second digital-analog converter CNA2.
  • the second digital-to-analog converter is configured to convert the seventh digital signal S7 into an eighth analog signal S8.
  • the processing device DIS1 then comprises an output interface INT2.
  • the INT2 output interface makes it possible to make an output interface of the eighth analog signal S8.
  • the S8 output interface can for example be a jack connector, a mini-jack connector, or any other kind of connector.
  • the analog conversion of the seventh digital signal S6 into an eighth analog signal S8 advantageously makes it possible to have a processing device DIS1 which takes a first analog signal S1 as input and an eighth analog signal S8 as output. In this way, the processing device DIS1 can be inserted into an analog audio signal chain.
  • the processing device DIS1 comprises between the acquisition interface INT1 and the first analog-digital converter CAN1 an input signal adjustment stage.
  • the input signal adjustment stage is configured to adjust the level of the first analog input signal. This adjustment is made by applying a gain to the first analog signal S1. This arrangement makes it possible to adjust the level in order to maximize the efficiency of the analog-digital conversion of the first analog-digital converter CAN1 and to avoid saturation of the latter.
  • the acquisition interface INT1 comprises a signal branching element making it possible to transmit the first analog input signal S1 directly to the output interface INT2.
  • This arrangement makes it possible to have for the device an operating mode in which the first analog input signal S1 is directly transmitted to the output of the analog processing device DIS1.
  • the bypass element When the bypass element is activated, the signal no longer passes through the converter and the analog processing stage ANA1.
  • the device has a mode in which the signal passes through it without being processed. In this way, the processing device can be inserted into an audio signal processing chain and be enabled to process the signal or not.
  • the bypass element can be a switch.
  • the first digital component NUM1 and the second digital component NUM2 are part of the same data processing processor. According to this mode, the functions performed by the first digital component NUM1 and the second digital component NUM2 are performed by the processing processor. This arrangement makes it possible to pool the functions in a single component and therefore to save electrical energy and lower production costs.
  • At least one of the electronic components having at least one predefined non-linear operating range COMP1 of the analog processing stage ANA1 is a diode. Any type of diode can be provided in this stage.
  • At least one of the electronic components having at least one predefined non-linear operating range COMP1 of the analog processing stage ANA1 is a transistor.
  • Any type of transistor can be provided in this stage, for example a bipolar transistor (or BJET), a field effect transistor (or FET), an insulated gate field effect transistor (or MOSFET).
  • At least one of the electronic components having at least one predefined non-linear operating range COMP1 of the analog processing stage ANA1 is an optocoupler.
  • At least one of the electronic components having at least one predefined non-linear operating range COMP1 of the analog processing stage ANA1 is an amplification lamp or vacuum tube such as triodes or pentodes by example.
  • At least one of the electronic components having at least one predefined non-linear operating range COMP1 of the analog processing stage ANA1 is a complex circuit.
  • An example of a complex circuit is an operational amplifier.
  • the analog processing stage ANA1 comprises at least one electronic component COMP1 comprising at least one non-linear operating range.
  • predefined non-linear operating range is meant an operating range of the component in which the component does not behave linearly.
  • This predefined zone corresponds to a specific range of voltage applied to terminals of the electronic component, and/or to a specific zone of intensity passing through said component, or indeed to any specific zone of the electronic operation of said component.
  • the predefined non-linear behavior zone concerns more particularly the zone in which the electric voltage at the terminals of the diode is close to the threshold voltage of the diode.
  • the diode has a non-linear behavior which is difficult to model in an extremely faithful manner.
  • the first digital component is configured to adjust the bias BIAS1 of at least one electronic component COMP1 having a predefined non-linear operating range.
  • the first component COMP1 is configured to adjust the electric potential at a terminal of said component COMP1.
  • This voltage adjustment makes it possible to adjust the predefined non-linear operating range.
  • bias we mean a voluntary offset of an electrical or magnetic quantity in the analog circuit, such as a current or a component bias voltage.
  • bias adjustment or bias adjustment means the adjustment or adjustment of the bias voltage of a transistor, a diode and/or an amplification lamp. In this way, the entry of the component into its predefined non-linear operating zone is controlled. Thus, the harmonic characteristics of the signal at the output of the analog processing stage are controlled.
  • the analog processing stage is configured to process the fourth analog signal S4 in at least part of the predefined nonlinear operating range of the at least one electronic component COMP1.
  • the analog processing stage ANA1 is configured so that the electric current passing through the at least one electronic component COMP1 and/or the electric voltage at its terminals reaches the predefined non-linear operating range.
  • the analog processing stage ANA1 comprises at least two electronic components having at least one predefined non-linear operating range which are stressed in their predefined non-linear operating range.
  • the analog processing stage ANA1 comprises two clipping diodes connected in the opposite direction and in bypass.
  • a processing device DIS1 comprising two diodes is represented in FIG. 3.
  • the processing device DIS1 also comprises two light-emitting diodes.
  • the processing device DIS1 comprises at least one control digital-analog converter CONT1.
  • the control digital-analog converter is configured to convert a first digital control data D1 output from the first digital component NUM1 and/or a second digital control data D2 output from the second digital component NUM2 into an analog control signal.
  • the analog control signal is advantageously a bias adjustment voltage BIAS1. Such an arrangement represents a practical way of controlling the bias by the first digital component NUM1 and/or by the second digital component NUM2.
  • the digital-to-analog control converter CONT1 is a converter which requires less power than the other converters of the processing device DIS1 because the latter does not directly convert a sound signal. In this way, the digital-to-analog converter CONT1 can be a PWM controller (for "Pulse Width Modulation" or pulse width modulation). Such a module consumes less power and is cheaper than a digital-to-analog converter to convert an audio signal.
  • the analog processing stage ANA1 comprises three electronic components having at least one predefined non-linear operating range COMP1 which are stressed in their predefined non-linear operating range. According to another embodiment, it comprises four, five, six, seven, eight or even nine.
  • the first digital component NUM1 is configured to independently adjust the bias of two or more components having a non-linear operating range preset COMP1.
  • the first digital component supplies several first digital control data D1 to the digital-analog control converter CNA3 which converts them into several analog control signals.
  • the first digital component NUM1 can digitally control several biases of several electronic components of the analog processing stage ANA1 simultaneously.
  • the second digital component NUM2 is configured to independently adjust the bias of two or more components having a predefined non-linear operating range COMP1.
  • the second digital component supplies several second digital control data D2 to the digital-analog control converter CNA3 which converts them into several analog control signals.
  • the second digital component NUM2 can simultaneously control several biases of several electronic components of the analog processing stage ANA1.
  • the first and second digital components both supply digital control data D1, D2 to the digital-analog control converter CNA3. These are converted into analog control signals to adjust the bias(es) of several analog components in the analog processing stage.
  • the first digital component NUM1 is configured to transmit a third derived digital signal S3' to the second digital component NUM2.
  • the second digital component NUM2 is configured to mix the third derived digital signal S3' with the sixth digital signal S6.
  • bias means one or all of the multiple biases that are adjustable in the ANA1 analog processing stage.
  • the bias is adjustable within a fixed control range. In this way, we set a bias corresponding to one or more predefined operating points of the analog processing stage ANA1. In this way, the analog processing stage ANA1 can be operated according to several operating points which would not be attainable by an entirely analog processing device.
  • the bias value or values are selected by use by navigation between several predefined operating points.
  • a musician adjusting the processing device DIS1 according to the invention can navigate between several operating points allowing a controlled sound result to be obtained.
  • the use of the DIS1 processing device is very intuitive for the musician.
  • the bias value or values corresponding to the various operating points are calculated by prior simulation of the analog operating stage ANA1.
  • the simulation is carried out by measuring the harmonics generated by the analog processing in the signal at the output of the analog processing stage ANA1. This mode of searching for operating points makes it possible to find operating points allowing the generation of an output signal with unique harmonic characteristics.
  • the first digital component NUM1 comprises a stage for analyzing the second digital signal S2.
  • This analysis stage is configured to measure characteristic data of the second digital signal S2.
  • the analysis stage can for example perform an envelope detection on the second digital signal S2. It can also measure an amplitude of said signal. It can also measure characteristic data of the harmonic characteristics of the second digital signal S2.
  • the first digital component adapts the bias as a function of the characteristic data or data measured on the second digital signal S2.
  • This arrangement makes it possible to adapt the bias dynamically according to the characteristics of the signal measured and therefore to have control of the processing carried out by the analog processing stage ANA1 according to the characteristics of the signal measured.
  • the second digital component adapts the bias according to the characteristic data or data measured on the sixth digital signal S6.
  • This arrangement makes it possible to adapt the bias dynamically according to the characteristics of the signal measured and therefore to have control of the processing carried out by the analog processing stage ANA1 according to the characteristics of the signal measured.
  • the bias or biases are adapted according to characteristics measured on the second digital signal S2 and according to characteristics measured on the sixth digital signal S6.
  • the first control datum D1 and/or the second control datum D2 are generated according to the characteristic(s) measured by the analysis stage of the first digital component NUM1. According to one embodiment, the first control datum D1 and/or the second control datum D2 are generated according to the characteristic(s) measured by the analysis stage of the second digital component NUM2.
  • the processing device DIS1 comprises at least one adjustment sensor CAPT.
  • the adjustment sensor is configured to measure physical data relating to the environment of the processing device DIS1.
  • the first control datum and/or the second control datum are generated as a function of the datum measured by the adjustment sensor CAPT.
  • the bias is therefore adjusted according to the data measured by the adjustment sensor CAPT. The behavior of electronic components is often disturbed by the physical conditions surrounding it. In this way, the bias is adjusted according to the measurement of this data so that, for example, the electronic component whose bias is adjusted is the same regardless of the environmental conditions.
  • the adjustment sensor is a temperature sensor. Temperature is a physical data that affects the behavior of certain electronic components. In particular, the operation of certain types of diodes is very disturbed by changes in temperature displacing some of their characteristic operating points. In this way, the bias is adapted to maintain equal operation when the temperature conditions are changed.
  • the adjustment sensor is a brightness sensor. The adjustment sensor measures the ambient luminosity in the vicinity of the processing device DIS 1. In this way, the operating points of some of the components of the analog processing stage ANA1 can be modified according to the ambient luminosity.
  • This arrangement advantageously makes it possible to have a processing device DIS1 which reacts according to the external light environment. This is particularly advantageous because this mode of operation allows the musician to have a creative approach which allows him to seek new sound qualities. In addition, in the context of an improvisation for example, the result for the listener is more interesting because the sound processing evolves with the environment.
  • the adjustment sensor is a hygrometry sensor.
  • the sensor measures the ambient humidity in the vicinity of the processing device DIS1.
  • Humidity is a physical data that disrupts the behavior of certain electronic components.
  • the bias is adapted to maintain equal operation when the temperature conditions are changed.
  • the adjustment sensor is a heart rate sensor. In this way, the signal processing can evolve according to the state of the musician, in particular his pulse.
  • the adjustment sensor is a blood pressure sensor.
  • the adjustment sensor is one or more accelerometers.
  • the processing of the signal can evolve according to movement of the processing device DIS1.
  • the musician can influence the processing of the signal, for example by moving the processing device with his foot.
  • at least one accelerometer is placed on the musician. In this way, the musician can influence the operation of the processing device DIS1 by movements of his body.
  • the bias is adjusted according to an analysis of the second digital signal S2 and/or of the sixth digital signal S6 as described above and according to a datum measured by the adjustment sensor CAPT as described above.
  • the adjustment of the bias or biases of the components of the analog processing stage ANA1 is made according to both the analysis of the signal and the measurement of the conditions surrounding the processing device DIS1.
  • the first digital equalization is the first digital equalization
  • EGAL1 includes a first filtering step.
  • this first filtering step includes the use of a high-pass filter.
  • this high-pass filter is a second-order filter making it possible to filter high-frequency parasitic noise.
  • this first filtering step includes the use of a low-pass filter.
  • the low-pass filter is a first-order low-pass filter. This arrangement makes it possible to attenuate the high harmonics of the instrument connected to the processing device DIS1. This simulates the influence on the microphone of a plugged-in instrument of the varying input impedance of an analog processing device.
  • this first filtering stage comprises the use of a one-band shelving filter (or “high shelf equalization”).
  • this first filtering step comprises the use of a two-band parametric equalization.
  • Each parameter of each of the filterings is adaptable by adjusting the first digital component NUM1.
  • the first digital equalization then comprises a step of frequency equalization for preparation on arrival in the analog processing stage ANA1.
  • This equalization advantageously makes it possible to select bands of the signal and to amplify them before sending them to the analog processing stage ANA1.
  • the mid-range frequencies of the signal can be amplified before being sent to the analog processing stage ANA1.
  • the same operation can be performed with the low frequencies and/or with the high frequencies of the signal. For example, if you wish to perform an Overdrive on the signal with the DIS1 processing device, you can perform at this stage an amplification of the midrange frequencies of the signal before sending the signal to an analog processing stage ANA1 including a diode clipping circuit.
  • the first digital equalization then includes a preparation amplification step on arrival in the analog processing stage ANA1.
  • This arrangement makes it possible to adjust the level of the signal in order to influence the processing in the analog processing stage ANA1.
  • the analog processing stage comprises a diode clipping circuit
  • adjusting the amplification level alsowise called gain
  • the first digital equalization then includes a digital signal clipping stage.
  • the derived digital signal may have undergone only part of the first digital equalization EGAL1 before being sent to the second digital component NUM2.
  • the third derived digital signal S3' is a copy of the signal at the output of the first filtering step of the first digital equalization EQUAL! In this way, the third derived digital signal S3' is a signal which has not undergone the steps of the first digital equalization which are carried out to prepare the signal for its input into the analog processing stage ANA1.
  • the third derived digital signal undergoes an amplification step before it arrives in the second digital component NUM2. This step makes it possible in particular to equalize the levels between the signal which has passed through the analog processing stage ANA1 and the third derived digital signal S3'.
  • the third derived digital signal also undergoes frequency equalization before it arrives in the second digital component NUM2. This step allows frequency adjustment of the third derived digital signal.
  • the third derived digital signal is delayed in time in order to compensate for the processing time of the signal passing through the analog processing stage ANA1 (and therefore through the first digital-analog converter CNA1 and the second analog converter CAN2).
  • This arrangement makes it possible to avoid phase problems of the two different signal paths taken before their mixing in the second digital component NUM2.
  • the third derived digital signal S3' and the sixth digital signal S6 are well in phase before their mixing.
  • the first equalization can be parameterized according to an input parameter PARAI
  • the input parameter advantageously comprises a set of data comprising the parameter of each filter implemented in the first equalization.
  • Each parameter of the various processing operations carried out on the third derived digital signal S3' before its mixing in the second component digital NUM2 can also be configured by the first input parameter PARA1.
  • Each datum of the data set of the input parameter PARA1 is advantageously calculated from one or more parameters supplied by the user. This arrangement makes it possible to configure several advantageous operating points giving the best sound results for the user without the latter having to enter each parameter of the first equalization EQUAL!
  • each parameter of the first equalization is individually adjustable by the user.
  • the second digital equalization EGAL2 comprises a step of frequency equalization of the sixth digital signal S6.
  • This equalization makes it possible to frequency-process the digitized signal which comes from the analog processing stage ANA1.
  • the frequency equalization step is performed before the mixing of the two signals.
  • the second equalization EGAL2 comprises a step of amplifying or attenuating the sixth digital signal S6.
  • the amplification or attenuation step is performed after the mixing of the two signals.
  • the second equalization comprises an output frequency equalization step.
  • This step is a frequency equalization in order to produce the seventh signal S7.
  • this output frequency equalization step is performed after mixing this signal with the sixth digital signal S6.
  • This analog processing stage ANA1 comprises a diode clipping circuit.
  • This analog processing stage ANA1 includes two clipping diodes DM, DI2. It also includes two light-emitting diodes DI3, DI4.
  • the electronic components having at least one predefined non-linear operating range and which will be stressed in this predefined non-linear operating range are the clipping diodes DM, DI2 and the light-emitting diodes DI3, DI4.
  • the two operational amplifiers AMP1, AMP2 are here solicited only in their linear operating range.
  • This analog processing stage ANA1 makes it possible to perform diode clipping on the fourth analog signal S4.
  • the diodes used in this stage can be silicon diodes or else germanium diodes.
  • the analog processing stage ANA1 comprises an input terminal E through which the fourth analog signal S4 enters and an output terminal S through which the fifth analog signal S5 exits.
  • the four diodes DM, DI2, DI3, DI4 are connected to one of their terminals 1, 2, 3, 4 to one or more bias control devices.
  • the terminals 1, 2, 3, 4 are connected to the digital-analog control converter CNA3.
  • the digital-analog control converter CNA3 controls the electric potential at the terminal of each diode DM, DI2, DI3, DI4 in order to control their bias.
  • each diode can have the same bias setting.
  • each bias BIAS 1 , BIAS2, BIAS3, BIAS4 can be controlled independently by the control digital-analog converter CNA3.
  • the CNA3 control digital-analog converter generates the different biases according to the first digital data D1 and/or the second digital data D2.
  • Each bias can be adjusted statically, or dynamically according to data measured on the signal in the first digital component NUM1 and second digital component NUM2, or periodically, according to a frequency which is of the order of magnitude of the frequencies of the processed audio signal or which is a much lower frequency.
  • the use of the analog processing stage ANA1 makes it possible to preserve the sound character provided by the use of the analog diodes DM , DI2, DI3, DI4 while having the qualities of digital equalizations, as well as the tools of analysis of the signals and adaptation of the biases BIAS 1 , BIAS2, BIAS3, BIAS4 according to these analyses.
  • This analog processing stage ANA1 comprises a circuit for modulating the amplitude of the signal passing through it.
  • This analog processing stage ANA1 comprises an opto-coupler or optical coupler OPT1.
  • the electronic component having at least one predefined non-linear operating range and which will be stressed in this predefined non-linear operating range is the opto-coupler OPT1.
  • the two operational amplifiers AMP1, AMP2 are here solicited only in their linear operating range.
  • This analog processing stage ANA1 makes it possible to perform an amplitude modulation on the fourth analog signal S4.
  • the analog processing stage ANA1 has an input terminal E through which the fourth analog signal S4 enters and an output terminal S through which the fifth analog signal S5 exits.
  • the opto-coupler In this analog processing stage ANA1, the opto-coupler
  • OPT1 is connected at one of its 1 terminals to a bias control device.
  • terminal 1 is connected to the digital-analog control converter CNA3.
  • the digital-analog converter CNA3 controls the electrical potential at terminal 1 in order to control its bias.
  • the digital-to-analog converter CNA3 generates the bias according to the first digital data D1 and/or the second digital data D2.
  • the bias can be adjusted statically, or dynamically according to data measured on the signal in the first digital component NUM1 and second digital component NUM2, or periodically, according to a frequency which is of the order of magnitude of the frequencies of the processed audio signal or which is a much lower frequency.
  • the bias is controlled periodically so as to adjust the amplitude of the fifth analog signal and thus create a tremolo effect thereon.
  • the bias is controlled according to amplitude data measured on the second digital signal S2 in order to modulate the amplitude of the signal.
  • the processing device DIS1 performs a sound compression function, for example by reducing the amplitude of the high amplitude zones of the signal.
  • the use of the analog processing stage ANA1 makes it possible to preserve the sound character provided by the use of the analog opto-coupler while having the qualities of digital equalizations, as well as the tools for analyzing the signals and adapting the bias according to these analyses.
  • This analog processing stage ANA1 comprises a circuit for amplifying the signal passing through it.
  • This analog processing stage ANA1 comprises a transistor TRAN1.
  • the electronic component having at least one predefined non-linear operating range and which will be stressed in this predefined non-linear operating range is the transistor TRAN1.
  • the operational amplifier AMP1 is here solicited only in its linear operating range.
  • This analog processing stage ANA1 performs transistor amplification and transistor-based clipping on the fourth analog signal S4.
  • the analog processing stage ANA1 has an input terminal E through which the fourth analog signal S4 enters and an output terminal S through which the fifth analog signal S5 exits.
  • the transistor TRAN1 is connected to one of its terminals 1 to a bias control device.
  • Transistor TRAN1 is connected to another of its terminals to a resistor itself connected to terminal 2 of the bias control device.
  • terminals 1, 2 are connected to the digital-analog control converter CNA3.
  • the digital-analog converter CNA3 controls the electrical potential at terminals 1, 2 in order to control the bias BIAS1 of terminal 1 and the bias BIAS2 of the second terminal 2 of this one.
  • the control digital-analog converter CNA3 generates the biases BIAS 1 , BIAS2 according to the first digital data D1 and/or the second digital data D2.
  • Bias BIAS1, BIAS2 can be adjusted statically, or dynamically according to data measured on the signal in the first digital component NUM1 and second digital component NUM2, or periodically, according to a frequency which is of the order magnitude of the frequencies of the processed audio signal or which is a much lower frequency.
  • the use of the analog processing stage ANA1 makes it possible to preserve the sound character provided by the use of the analog transistor while having the qualities of digital equalization, as well as the tools for analyzing signals and adapting BIAS1, BIAS2 biases according to these analyses. Audio processing unit
  • the invention also relates to an audio processing unit for a musical instrument comprising an audio processing device DIS1 according to the invention.
  • the audio unit includes a user-activatable switch controlling the activation of the processing device DIS1. This switch controls the activation of the signal bypass element which allows the signal to pass through the processing device DIS1 without processing it.
  • the audio processing unit also comprises at least one potentiometer that can be activated by a user making it possible to configure the first and second input parameters PARA1, PAR2.
  • the audio processing unit comprises an electronic component and a memory, said memory recording a plurality of operating configurations of ranges of values of the first input parameters PARA1 with the second input parameters PARA2 and with the bias values BIAS 1 , the at least first actuator comprising activatable positions making it possible to select a given configuration stored in the memory, said selection automatically configuring the processing device DIS1.
  • the audio processing unit is an effects pedal for electric or electro-acoustic guitar.
  • the audio unit is plugged into an electric guitar on one side, and an electric guitar amplifier on the other side.
  • the electric signal from the electric guitar is acquired by the INT1 input interface of the effects pedal, then processed by the latter, then transmitted by a cable to the amplifier.
  • This audio unit comprises a foot-operable switch controlling the activation of the processing device DIS1. It also includes another switch configured to be activated by the foot allowing the selection of given configurations stored in the memory. Manipulation of this switch also makes it possible to save a given configuration in the memory of the audio processing unit.
  • the effect pedal also includes three potentiometers for adjusting the output level of the pedal signal, the equalization parameters, a saturation rate of the analog processing stage ANA1.
  • the audio processing device also comprises a potentiometer making it possible to navigate between several predefined operating points adjusting the parameters of the first equalization EGAL1, of the second equalization EGAL2, of the bias adjustments of the electronic components of the analog processing stage ANA1.
  • the audio processing unit is an amplifier for an electric instrument, such as an electric guitar.
  • the amplifier includes at least the same settings as those described for the effects pedal embodiment.
  • the audio processing unit is a rack-type audio unit comprising at least the same settings as those described for the mode relating to the effects pedal.
  • the audio processing unit is a mixer comprising at least the same settings as those described for the mode relating to the effects pedal.
  • DIS1 audio signal processing device INT1: analog signal acquisition interface INT2: analog signal output interface NUM1: first digital component NUM2: second digital component CAN1: first analog-digital converter CAN2: second converter analog-digital CNA1: first digital-analog converter CNA2: second digital-analog converter CONT1: control digital-analog converter COMP1: electronic component with a predefined non-linear operating range S1: first analog input signal
  • BIAS1, BIAS2, BIAS3, BIAS4 electronic component bias
  • CAPT adjustment sensor DM
  • DI2 clipping diodes
  • DI3 light-emitting diodes
  • AMP2 operational amplifiers
  • OPT1 opto-coupler
  • TRAN1 transistor

Landscapes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un dispositif de traitement audio (DIS1) qui comprend deux étages de traitement numérique du signal et un étage de traitement analogique (ANA1) du signal.

Description

Description
Titre : DISPOSITIF DE TRAITEMENT D’UN SIGNAL AUDIO
Domaine de l’invention
L’invention concerne le domaine des effets pour instruments de musique et/ou pour la voix. Plus particulièrement, l’invention concerne le domaine des effets électroniques pour les instruments de musique. Plus particulièrement, l’invention concerne le domaine des dispositifs de traitement d’un signal audio. L’invention concerne également le domaine des pédales d’effets pour guitares électriques.
État de la technique
Il est connu d’utiliser des dispositifs de traitement d’un signal audio pour modifier des caractéristiques d’un signal audio. De tels dispositifs permettent par exemple de modifier les caractéristiques fréquentielles d’un signal audio, par exemple en amplifiant certaines fréquences du signal audio et en en atténuant d’autres. Un tel dispositif peut également agir sur l’amplitude du signal, la compression de celui-ci par exemple.
Il est connu par exemple des pédales d’effets audio destinées à être utilisées avec des guitares électriques. Par pédale d’effet, on entend un dispositif de traitement d’un signal audio issu d’un instrument de musique qui comporte un interrupteur de mise en marche actionnable avec le pied. Généralement, des pédales d’effet sont utilisées avec des guitares électriques, des basses électriques, des claviers, des synthétiseurs, des voies captées par un microphone, etc. Il est connu par exemple des pédales d’effet dit « Overdrive » ou saturation, qui vont modifier les caractéristiques fréquentielles du signal audio en entrée, l’amplitude du signal, le gain du signal, ainsi que pratiquer un écrêtage du signal, qui peut être doux ou dur (« soft clipping » ou « hard clipping »). De telles pédales utilisent traditionnellement un traitement entièrement analogique du signal audio. Ainsi, le signal audio ne passe que par des composants analogiques et n’est jamais numérisé au cours du processus de traitement du signal audio par le dispositif. Par exemple, l’écrêtage est traditionnellement réalisé par des diodes qui vont être sollicitées dans leur gamme de fonctionnement non linéaire pour réaliser l’écrêtage. De manière alternative, on peut utiliser des transistors, des lampes d’amplification, ou bien tout autre composant non-linéaire pour effectuer la même fonction. Ces dispositifs comprennent également des étages d’égalisation analogique du signal audio. Ces étages, qui peuvent être situés en amont et/ou en aval de l’étage effectuant l’écrêtage. De tels dispositifs présentent l’inconvénient de ne pas être très polyvalents, chaque fonction nécessitant l’ajout de nouveaux composants. Notamment, le circuit d’un tel dispositif ne comprend qu’un seul type d’égalisation fréquentielle, chaque nouveau type d’égalisation nécessitant l’ajout de nouveaux composants. De plus, dans de tels dispositifs, le circuit d’égalisation fréquentielle du signal est étroitement lié au circuit d’écrêtage, ce qui fait que seul un réglage fréquentiel du dispositif est réellement utilisable par les musiciens. On peut également noter que les caractéristiques de l’écrêtage réalisé par le circuit d’écrêtage est également lié au circuit d’égalisation fréquentiel. Ainsi, il est difficile d’obtenir certaines combinaisons de qualité d’écrêtage et de type d’égalisation fréquentiel voulus dans un circuit complètement analogique. De plus, il n’est pas possible dans ce type de dispositifs de conserver des réglages enregistrés, chaque réglage du dispositif étant réalisé par manipulation de potentiomètres.
On connaît également des dispositifs de traitement audio qui utilisent des technologies numériques pour effectuer la même fonction que les dispositifs de traitement analogiques. De tels dispositifs comportent des convertisseurs analogique-numérique pour numériser le signal analogique d’entrée. Ensuite, un traitement numérique est effectué sur le signal qui passe ensuite par un convertisseur numérique analogique pour être converti en signal analogique de sortie. Habituellement, le traitement numérique peut être basé sur une réponse impulsionnelle d’un effet analogique classique. Un tel traitement permet de modéliser les caractéristiques fréquentielles du signal mais se limite au domaine linéaire du fonctionnement du signal. Le traitement numérique peut également être basé sur la simulation numérique de chaque composant du module analogique de référence. De tels dispositifs présentent l’inconvénient de proposer une modélisation numérique du signal qui n’est pas parfaite. Notamment, les zones de non-linéarité introduites par les composants analogiques sont très difficiles à modéliser de manière fidèle et suffisamment proche du traitement effectué par le composant analogique original. Cette différence entre la modélisation et le résultat obtenu par un composant numérique entraîne un son moins naturel qui ne satisfait pas complètement les musiciens. En particulier, de tels dispositifs de tels systèmes modélisés ne rendent pas bien compte de la dynamique du jeu du musicien, c’est-à-dire des variations d’amplitude du signal issu de l’instrument de musique. On peut noter également que des processeurs de signal numérique capables de modéliser entièrement le traitement complet du signal sont en général assez coûteux, ce qui représente finalement peu d’intérêt dans le cadre d’un dispositif de traitement de signal audio tel qu’une pédale d’overdrive. Ce type de modélisation se retrouve finalement dans en général dans des dispositifs de type « multi-effet » qui sont peu intuitifs à utiliser pour le musicien.
Résumé de l’invention
Le dispositif selon l’invention permet de surmonter les inconvénients précités. L’invention concerne un dispositif de traitement d’un signal audio comportant :
- Une interface d’acquisition d’un premier signal analogique d’entrée provenant d’une source audio ;
- Un premier convertisseur analogique-numérique du premier signal analogique d’entrée pour produire un second signal numérique ;
- Au moins un premier composant numérique pour réaliser une première égalisation numérique du second signal numérique, ladite première égalisation numérique étant configurable selon des paramètres d’entrée, pour produire un troisième signal numérique ;
- Un premier convertisseur numérique-analogique du troisième signal numérique pour générer un quatrième signal analogique ;
- Un étage de traitement analogique comportant au moins un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie, ledit étage étant configuré pour traiter le quatrième signal analogique dans au moins une partie de la plage de fonctionnement non linéaire afin de générer un cinquième signal analogique ; - Un second convertisseur analogique-numérique du cinquième signal analogique pour produire un sixième signal numérique ;
- Au moins un second composant numérique pour réaliser une seconde égalisation numérique dudit sixième signal numérique, ladite seconde égalisation numérique étant configurable selon des seconds paramètres d’entrée, pour produire un septième signal numérique.
Le dispositif de traitement d’un signal audio selon l’invention permet de profiter des avantages des dispositifs de traitement analogique et des avantages des dispositifs de traitement numérique. Il a été constaté que les simulations numériques de composants ayant un comportement non-linéaire étaient difficiles à réaliser de manière fidèle, ce qui entraîne une non-fidélité des simulations. Le dispositif selon l’invention permet de surmonter ces inconvénients, car il permet d’utiliser au moins un composant analogique dans une zone de non-linéarité. De ce fait, les parties du traitement du signal audio (telles que les égalisations, les amplifications) qui sont facilement et fidèlement modélisables sont réalisées par le premier composant numérique et/ou le second composant numérique. Par contre, les non-linéarités du signal sont générées dans l’étage de traitement analogique par l’au moins un composant électronique. Ainsi, on dispose de non-linéarités dans le signal qui sont propres aux composants analogiques. De la même manière, on dispose de la puissance et de l’adaptabilité des composants numériques pour effectuer des opérations d’égalisation et d’amplification. On peut également noter que les opérations d’égalisation pratiqués sur le signal numérique sont beaucoup plus légères en ressources que des opérations de simulations menées par les systèmes numériques de l’art antérieur. Elles nécessitent donc des processeurs de signal numériques consommant moins d’énergie et étant moins coûteux que ceux de l’art antérieur. Le dispositif de traitement selon l’invention permet de reproduire les nuances et la dynamique d’un effet entièrement analogique tout en ayant la versatilité et les possibilités de mémorisation d’un effet numérique. Le contrôle numérique des opérations d’égalisation, notamment de l’opération de première égalisation numérique permet également de contrôler le comporter de l’étage de traitement analogique, ce qui permet d’obtenir des possibilités de traitement du signal audio qui ne sont pas accessibles par un dispositif entièrement analogique ou par un dispositif entièrement numérique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement d’un signal audio comprend en outre : - Un second convertisseur numérique-analogique du septième signal numérique de sortie pour produire un huitième signal analogique ; et
- Une interface de sortie du huitième signal analogique de sortie en sortie du premier composant numérique. Cette disposition permet d’avoir une sortie analogique du signal et ainsi d’insérer le dispositif de traitement dans une chaîne de signal complètement numérique.
Selon un mode de réalisation, au moins un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie de l’étage de traitement analogique est une diode, un transistor, un opto-coupleur ou une lampe d’amplification. De tels composants permettent d’effectuer des fonctions d’amplification, d’écrêtage, de compression ou de modulation du signal dans l’étage de traitement analogique.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique et/ou le second composant numérique est configuré pour ajuster le bias du composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non- linéaire prédéfinie. Ces caractéristiques permettent une adaptation du bias du au moins un composant électronique ayant une plage de fonctionnement non- linéaire prédéfinie par le ou les composants numériques. De cette manière, on peut choisir des points de fonctionnement pour ces composants de manière simple et les adapter simplement, que ce soit de manière statique ou bien dynamique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement d’un signal audio comporte au moins un convertisseur numérique-analogique de contrôle configuré pour fournir au moins un signal analogique de contrôle ajustant le bias du composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie en fonction d’une première donnée de contrôle fournie par le premier composant numérique et/ou en fonction d’une seconde donnée de contrôle fournie par le second composant numérique. Selon cette disposition, le bias est réglé en fonction d’une donnée de contrôle qui peut être réglable par un utilisateur ou générée en fonction d’autre données qui peuvent être mémorisées, mesurées et/ou calculées.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique comporte un étage d’analyse du second signal numérique, ledit étage d’analyse étant configuré pour générer la première donnée de contrôle en fonction d’au moins une caractéristique mesurée d’un second signal numérique. Cette caractéristique permet d’effectuer le contrôle du bias du ou des composants de l’étage de traitement analogique en fonction de données mesurées du signal en entrée du dispositif de traitement d’un signal audio. De cette manière, on peut faire varier le traitement du signal en fonction de la dynamique du jeu d’un musicien.
Selon un mode de réalisation, le second composant numérique comporte un étage d’analyse du sixième signal numérique, ledit étage d’analyse étant configuré pour générer la seconde donnée de contrôle en fonction d’au moins une caractéristique mesurée du sixième signal numérique. Selon cette disposition, le bias est adapté en fonction de caractéristiques mesurées sur le signal en sortie de l’étage de traitement analogique. De cette manière, le traitement par l’étage de traitement analogique peut être effectué en fonction de la réponse dudit étage. Selon un mode de réalisation, la première donnée de contrôle comporte une donnée de détection d’enveloppe du second signal numérique et/ou une donnée générée en fonction d’une analyse harmonique du second signal et/ou une donnée d’amplitude du second signal numérique. Ces dispositions permettent d’effectuer une compression de faire varier le traitement analogique du signal en fonction de l’amplitude de celui-ci, de la détection de son enveloppe ou de caractéristiques fréquentielles de celui-ci. De cette manière, le traitement est adapté en fonction de la dynamique du jeu du musicien, ou en fonction des caractéristiques fréquentielles du signal venant de son instrument. Selon un mode de réalisation, la seconde donnée de contrôle comporte une donnée de détection d’enveloppe du sixième signal numérique et/ou une donnée générée en fonction d’une analyse harmonique du sixième signal et/ou une donnée d’amplitude du sixième signal numérique. De cette manière, le traitement est adapté en fonction de la dynamique du jeu du musicien, ou en fonction des caractéristiques fréquentielles du signal venant de son instrument, après traitement par l’étage de traitement analogique. Le traitement du signal est donc adapté au jeu du musicien, aux caractéristiques de son instrument, et à la réponse de l’étage de traitement analogique à ce signal. Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement d’un signal audio comporte un capteur de température et/ou un capteur de luminosité et/ou un capteur d’hygrométrie. Cette disposition permet de mesurer des paramètres pouvant influencer le fonctionnement des composants électroniques. Selon un mode de réalisation, la première donnée de contrôle et/ou la seconde donnée de contrôle est générée en fonction d’un paramètre mesuré par le capteur de température et/ou un capteur de luminosité et/ou un capteur d’hygrométrie. Cette caractéristique permet de modifier le point de fonctionnement du ou des composants électroniques ayant au moins une zone de fonctionnement non-linéaire prédéfinie en fonction de paramètres environnementaux pouvant l’influencer. De cette manière on peut conserver un fonctionnement stable desdits composants même lorsque ces paramètres varient.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique est configuré pour réaliser un filtrage fréquentiel et/ou une amplification du second signal numérique. Cette disposition permet de modifier les caractéristiques du signal avant le passage dans l’étage de traitement analogique et va donc influencer la qualité du traitement analogique. De plus, le fait de faire ce traitement de manière numérique permet une grande adaptabilité de ce traitement et un changement de celui-ci sans avoir à changer de composants.
Selon un mode de réalisation, le second composant numérique est configuré pour réaliser un filtrage fréquentiel et/ou une amplification du sixième signal numérique. Cette disposition permet un filtrage et un traitement du signal qui va sortir du dispositif de traitement avec une grande adaptabilité de celui-ci sans avoir à changer de composants.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique est configuré pour transmettre un troisième signal numérique dérivé au deuxième composant numérique qui est configuré pour mixer le troisième signal numérique dérivé avec le sixième signal numérique. Cette disposition permet de pratiquer un écrêtage doux sur le signal qui est entièrement paramétrable grâce à la première égalisation numérique et à la seconde égalisation numérique.
L’invention concerne également une unité de traitement audio pour instrument de musique comportant un dispositif de traitement selon l’invention, ladite unité de traitement audio comportant un interrupteur commandant l’activation du dispositif de traitement, au moins un premier actionneur pour configurer les premiers paramètres d’entrée et/ou les seconds paramètres d’entrée et/ou le bias. De cette manière on dispose d’une unité de traitement audio profitant des avantages du dispositif de traitement selon l’invention, qui est actionnable par l’utilisateur et dont les paramètres sont réglables par celui- ci.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement audio comprend un composant électronique et une mémoire, ladite mémoire enregistrant une pluralité de configurations de fonctionnement de plages de valeurs des premiers paramètres d’entrée avec les seconds paramètres d’entrée et avec les valeurs de bias, le au moins premier actionneur comportant des positions activables permettant de sélectionner une configuration donnée enregistrée dans la mémoire, ladite sélection configurant automatiquement le dispositif de traitement. La présence de la mémoire permet une mémorisation de paramètres correspondants à une configuration entrée par un utilisateur. De cette manière l’utilisateur peut retrouver des configurations qu’il apprécie.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement audio est une pédale d’effet pour instrument électrique, un amplificateur pour instrument électrique, une unité de type rack pour instrument électrique ou une table de mixage.
L’invention concerne également un procédé de traitement d’un signal audio qui comprend les étapes de :
- Une acquisition un premier signal analogique d’entrée provenant d’un instrument de musique/voix ; - Une première conversion analogique-numérique du premier signal analogique d’entrée pour produire un second signal numérique ;
- Au moins une première égalisation du second signal numérique par un premier composant numérique, ladite première égalisation numérique étant configurable selon des premiers paramètres d’entrée, pour produire un troisième signal numérique ;
- Une première conversion numérique-analogique du troisième signal numérique pour générer un quatrième signal analogique ; - Un traitement analogique, par un étage traitement analogique comportant au moins un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie, du quatrième signal analogique dans au moins une partie de la plage de fonctionnement non linéaire afin de générer un cinquième signal analogique ;
- Une seconde conversion analogique-numérique du cinquième signal analogique pour produire un sixième signal numérique ;
- Une seconde égalisation numérique du sixième signal numérique par au moins un second composant numérique, ladite seconde égalisation numérique étant configurable selon des seconds paramètres d’entrée, pour produire un septième signal numérique ;
- Une seconde conversion numérique-analogique du septième signal numérique de sortie pour produire un huitième signal analogique ; et
- Une sortie du huitième signal analogique par une interface de sortie.
Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
Fig. 1 : un schéma bloc d’un dispositif de traitement d’un signal audio selon un premier mode de réalisation de l’invention ; Fig. 2 : un schéma bloc d’un dispositif de traitement d’un signal audio selon un second mode de réalisation de l’invention ;
Fig. 3 : un schéma électrique d’un étage de traitement analogique d’un dispositif de traitement d’un signal audio selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; Fig. 4 : un schéma électrique d’un étage de traitement analogique d’un dispositif de traitement d’un signal audio selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
Fig. 5 : un schéma électrique d’un étage de traitement analogique d’un dispositif de traitement d’un signal audio selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ; et
Fig. 6 : une vue d’un dispositif de traitement d’un signal audio en cours d’utilisation selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Description de l’invention
La figure 1 représente un schéma bloc d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de traitement DIS1 d’un signal audio S1 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Dans ce schéma, chaque bloc représente un bloc fonctionnel et/ou matériel du dispositif de traitement DIS1. Le dispositif de traitement DIS1 comporte une interface d’acquisition INT1 d’un signal analogique S1. Le premier signal analogique S1 est un signal audio. Par signal audio S1, on entend un signal électrique qui est issu d’une source audio. Ladite source audio peut être par exemple un instrument de musique électro-acoustique, instrument qui comporte au moins un microphone transformant une onde sonore en signal électrique S1. La source audio peut aussi être un instrument de musique électronique qui produit un signal S1 électrique. La source audio peut également être un microphone captant le son d’une voix ou d’un instrument de musique acoustique. La source audio peut également être un signal électrique issu d’une unité de traitement sonore électronique. Selon un mode de réalisation, la source audio est une guitare électrique ou une basse électrique.
L’interface d’acquisition INT1 est par exemple une fiche de connexion d’un câble de connexion à un instrument de musique. Cette interface d’acquisition INT1 permet de recueillir le signal électrique issu de la source audio.
Le dispositif de traitement DIS1 comprend ensuite un premier convertisseur analogique-numérique CAN1. Le premier convertisseur analogique numérique CAN1 convertit le signal analogique d’entrée S1 pour produire un second signal numérique S2. Le dispositif de traitement DIS1 comporte ensuite un au moins un premier composant numérique NUM1. Le premier composant numérique NUM1 reçoit le second signal numérique S2.
Le premier composant numérique est configuré pour réaliser une première égalisation numérique EGAL1 du second signal numérique S2. Par première égalisation numérique EGAL1, on entend au moins une égalisation numérique du second signal, ou bien deux, trois ou quatre égalisations successives du signal numérique. La première égalisation numérique EGAL1 du second signal peut être une égalisation fréquentielle de celui-ci. Elle peut être également une amplification dudit second signal numérique S2. La première égalisation numérique EGAL1 peut également être une succession de plusieurs égalisations fréquentielles et/ou de plusieurs amplifications du signal. Selon un mode de réalisation, l’égalisation numérique du second signal comporte une égalisation fréquentielle et une amplification dudit second signal S2. Selon un mode de réalisation, la première égalisation numérique comprend, en plus ou en remplacement de l’égalisation fréquentielle, un traitement dynamique numérique du signal. Par exemple, ce traitement dynamique peut être une compression numérique du signal. La première égalisation numérique EGAL1 du second signal S2 produit un troisième signal numérique S3. La première égalisation numérique EGAL1 est configurable selon des premiers paramètres d’entrée PARAI Les premiers paramètres d’entrée PARA1 permettent de sélectionner le type d’égalisation effectuée. Ils permettent également de sélectionner les bandes de fréquences qui seront amplifiées ou atténuées par une égalisation fréquentielle. Ils permettent également de sélectionner un traitement dynamique numérique du signal, par exemple une compression numérique du signal.
Le dispositif de traitement DIS1 comporte ensuite un premier convertisseur numérique-analogique CNA1. Le premier convertisseur numérique-analogique CNA1 est configuré pour convertir le troisième signal numérique S3 en un quatrième signal analogique S4. La conversion du troisième signal numérique S3 est particulièrement avantageuse car elle permet d’envoyer un quatrième signal analogique qui est traitable analogiquement.
Le dispositif de traitement DIS1 comporte ensuite un étage de traitement analogique ANA1. L’étage de traitement analogique est configuré pour recevoir un signal analogique en entrée. L’étage de traitement analogique ANA1 reçoit le quatrième signal analogique S4 pour effectuer un traitement analogique de celui-ci. L’étage de traitement analogique ANA1 comporte un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non- linéaire prédéfinie. Par plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie, on désigne une plage de fonctionnement dans laquelle le composant électronique se comporte de manière non linéaire vis-à-vis du signal analogique le sollicitant. L’étage de traitement analogique est configuré pour traiter le quatrième signal analogique S4 dans au moins une partie de la plage de fonctionnement non-linéaire. L’étage de traitement analogique traite donc le quatrième signal analogique S4 dans la plage de fonctionnement non-linéaire du composant électronique. De cette manière, le composant électronique introduit des non-linéarités dans le quatrième signal analogique S4. Ces non- linéarités sont donc introduites par un composant analogique dans le signal analogique. Cette disposition permet de conserver la qualité acoustique des non-linéarités introduites de manière analogique dans le signal. Cela est particulièrement avantageux car il est très difficile de modélise fidèlement le fonctionnement non-linéaire d’un composant analogique numériquement. L’étage de traitement analogique ANA1 génère un cinquième signal analogique S5 qui est issu du traitement analogique du quatrième signal analogique S4. Le contrôle numérique de l’opération de seconde égalisation numérique NUM1, permet également de contrôler le comportement de l’étage de traitement analogique. Notamment, il permet de fixer des points de fonctionnement de celui-ci. Cela qui permet d’obtenir des possibilités de traitement du signal audio qui ne sont pas accessibles par un dispositif entièrement analogique ou par un dispositif entièrement numérique.
Le dispositif de traitement DIS1 comporte ensuite un second convertisseur analogique-numérique CAN2. Le second convertisseur analogique-numérique CAN2 est configuré pour convertir le cinquième signal analogique S5 en un sixième signal numérique S6. La conversion permet un traitement numérique du sixième signal numérique S6.
Le dispositif de traitement DIS1 comporte ensuite un second composant numérique NUM2. Le second composant numérique NUM2 est configuré pour effectuer au moins une seconde égalisation EGAL2 du sixième signal numérique S6. Par seconde égalisation numérique EGAL2, on entend au moins une égalisation numérique du sixième signal numérique S6, ou bien deux, trois ou quatre égalisations successives du sixième signal numérique S6. La seconde égalisation numérique EGAL2 du sixième signal numérique S6 peut être une égalisation fréquentielle de celui-ci. Elle peut être également une amplification dudit sixième signal numérique S6. La seconde égalisation numérique EGAL2 peut également être une succession de plusieurs égalisations fréquentielles et/ou de plusieurs amplifications du signal. Selon un mode de réalisation, la seconde égalisation numérique EGAL2 du sixième signal numérique S6 comporte une égalisation fréquentielle dudit sixième signal S6. La seconde égalisation numérique EGAL2 du sixième signal S6 produit un septième signal numérique S7. La seconde égalisation numérique EGAL2 est configurable selon des seconds paramètres d’entrée PARA2. Les seconds paramètres d’entrée PARA2 permettent de sélectionner le type d’égalisation effectuée. Ils permettent également de sélectionner les bandes de fréquences qui seront amplifiées ou atténuées par une égalisation fréquentielle.
Le dispositif de traitement DIS1 selon l’invention permet donc avantageusement de produire un septième signal numérique S7 à partir du signal analogique en entrée S1. L’avantage du dispositif selon l’invention est de permettre des traitements numériques du signal en amont et en aval de l’étage de traitement analogique ANA1. De cette manière, les opérations d’égalisation et d’amplification du signal sont effectuées numériquement, ce qui permet de profiter des avantages des technologies numériques dans ces domaines en termes de paramétrage, d’interaction avec d’autres dispositifs, de compacité du dispositif et d’adaptabilité. Il est notamment possible d’adapter les différentes égalisations sans avoir à changer les composants des étages d’égalisation des dispositifs analogiques. Ainsi, un même dispositif peut avoir différentes égalisations possibles par réglages du premier paramètre d’entrée PARA1 et du second paramètre d’entrée PARA2, de telles égalisations étant impossibles à obtenir dans un dispositif analogique sans avoir à changer des composants. Le dispositif selon l’invention permet également d’avoir la fidélité dans le comportement non-linéaire des composants analogiques qu’il comporte. De tels comportements sont très difficilement modélisables numériquement. Ainsi, le dispositif selon l’invention permet de garder la qualité sonore des dispositifs analogiques en gardant un composant analogique tout en bénéficiant des avantages des dispositifs numériques.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement DIS1 comporte un second convertisseur numérique analogique CNA2. Le second convertisseur numérique analogique est configuré pour convertir le septième signal numérique S7 en un huitième signal analogique S8.
Le dispositif de traitement DIS1 comporte ensuite une interface de sortie INT2. L’interface de sortie INT2 permet de faire une interface de sortie du huitième signal analogique S8. L’interface de sortie S8 peut par exemple être un connecteur jack, un connecteur mini-jack, ou toute autre sorte de connectique.
La conversion analogique du septième signal numérique S6 en un huitième signal analogique S8 permet avantageusement d’avoir un dispositif de traitement DIS1 qui prend en entrée un premier signal analogique S1 et en sortie un huitième signal analogique S8. De cette manière, le dispositif de traitement DIS1 peut être inséré dans une chaîne de signal audio analogique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement DIS1 comprend entre l’interface d’acquisition INT1 et le premier convertisseur analogique numérique CAN1 un étage d’ajustement du signal d’entrée. L’étage d’ajustement du signal d’entrée est configuré pour ajuster le niveau du premier signal analogique d’entrée. Cet ajustement est réalisé en appliquant un gain sur le premier signal analogique S1. Cette disposition permet d’ajuster le niveau afin de maximiser l’efficacité de la conversion analogique-numérique du premier convertisseur analogique-numérique CAN1 et d’éviter une saturation de celui-ci.
Selon un mode de réalisation, l’interface d’acquisition INT1 comprend un élément de dérivation du signal permettant de transmettre le premier signal analogique d’entrée S1 directement à l’interface de sortie INT2. Cette disposition permet d’avoir pour le dispositif un mode de fonctionnent dans lequel le premier signal analogique d’entrée S1 est directement transmis à la sortie du dispositif de traitement analogique DIS1. Lorsque l’élément de dérivation est activé, le signal ne passe plus par le convertisseur et l’étage de traitement analogique ANA1. Ainsi, le dispositif dispose d’un mode dans lequel le signal le traverse sans être traité. De cette manière, le dispositif de traitement peut être inséré dans une chaîne de traitement du signal audio et être activé pour traiter le signal ou non. L’élément de dérivation peut être un interrupteur.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique NUM1 et le second composant numérique NUM2 font partie d’un même processeur de traitement des données. Selon ce mode, les fonctions assurées par le premier composant numérique NUM1 et le second composant numérique NUM2 sont effectuées par le processeur de traitement. Cette disposition permet de mutualiser les fonctions dans un seul composant et donc d’économiser de l’énergie électrique et de baisser les coûts de production.
Etage de traitement analogique
Selon un mode de réalisation, au moins un des composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfini COMP1 de l’étage de traitement analogique ANA1 est une diode. Tout type de diode peut être prévu dans cet étage.
Selon un mode de réalisation, au moins un des composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfini COMP1 de l’étage de traitement analogique ANA1 est un transistor. Tout type de transistor peut être prévu dans cet étage, par exemple un transistor bipolaire (ou BJET), un transistor à effet de champ (ou FET), un transistor à effet de champ à grille isolée (ou MOSFET).
Selon un mode de réalisation, au moins un des composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfini COMP1 de l’étage de traitement analogique ANA1 est une opto- coupleur.
Selon un mode de réalisation, au moins un des composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfini COMP1 de l’étage de traitement analogique ANA1 est une lampe d’amplification ou tube à vide telles que des triodes ou des pentodes par exemple.
Selon un mode de réalisation, au moins un des composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfini COMP1 de l’étage de traitement analogique ANA1 est un circuit complexe. Un exemple de circuit complexe est un amplificateur opérationnel. Comme décrit précédemment, l’étage de traitement analogique ANA1 comprend au moins un composant électronique COMP1 comportant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire. Par plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie, on entend une plage de fonctionnement du composant dans laquelle le composant ne se comporte pas de manière linéaire. Cette zone prédéfinie correspond à une gamme spécifique de tension appliquée à des bornes du composant électronique, et/ou à une zone spécifique d’intensité traversant ledit composant, ou bien à toute zone spécifique du fonctionnement électronique dudit composant. Par exemple, dans le cas d’une diode, la zone de comportement non-linéaire prédéfinie concerne plus particulièrement la zone dans laquelle la tension électrique aux bornes de la diode est proche de la tension de seuil de la diode. Dans cette zone, la diode a un comportement non-linéaire qui est difficilement modélisable de manière extrêmement fidèle.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique est configuré pour ajuster le bias BIAS1 du au moins un composant électronique COMP1 ayant une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie. Pour ajuster le bias BIAS 1 , le premier composant COMP1 est configuré pour ajuster le potentiel électrique à une borne dudit composant COMP1. Cet ajustement de tension permet d’ajuster la plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie. Par bias, on entend un décalage volontaire d’une grandeur électrique ou magnétique dans le circuit analogique, tel un courant ou une tension de polarisation du composant. Selon un exemple, on entend par réglage de bias ou ajustement de bias le réglage ou l’ajustement de la tension de polarisation d’un transistor, d’une diode et/ou d’une lampe d’amplification. De cette manière, on contrôle l’entrée du composant dans sa zone prédéfinie de fonctionnement non-linéaire. Ainsi, on contrôle les caractéristiques harmoniques du signal en sortie de l’étage de traitement analogique.
L’étage de traitement analogique est configuré pour traiter le quatrième signal analogique S4 dans au moins une partie de la plage de fonctionnement non linéaire prédéfinie du au moins un composant électronique COMP1. On entend par cela que l’étage de traitement analogique ANA1 est configuré de sorte à ce que le courant électrique traversant le au moins un composant électronique COMP1 et/ou la tension électrique à ses bornes atteigne la plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie. Selon un mode de réalisation, l’étage de traitement analogique ANA1 comporte au moins deux composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie qui sont sollicités dans leur plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie. Par exemple, l’étage de traitement analogique ANA1 comporte deux diodes d’écrêtage branchées en sens inverse et en dérivation. Un dispositif de traitement DIS1 comportant deux diodes est représenté en figure 3. Selon ce mode de réalisation, le dispositif de traitement DIS1 comporte également deux diodes électroluminescentes. Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement DIS1 comporte au moins un convertisseur numérique-analogique de contrôle CONT1. Le convertisseur numérique-analogique de contrôle est configuré pour convertir une première donnée numérique de contrôle D1 issue du premier composant numérique NUM1 et/ou une seconde donnée numérique de contrôle D2 issue du second composant numérique NUM2 en un signal analogique de contrôle. Le signal analogique de contrôle est avantageusement une tension d’ajustement du bias BIAS1. Une telle disposition représente un moyen pratique de contrôle du bias par le premier composant numérique NUM1 et/ou par le second composant numérique NUM2. Le convertisseur numérique analogique de contrôle CONT1 est un convertisseur qui nécessite moins de puissance que les autres convertisseurs du dispositif de traitement DIS1 car celui-ci ne convertit pas directement de signal sonore. De cette manière, le convertisseur numérique analogique de contrôle CONT1 peut être un contrôleur PWM (pour « Puise Width Modulation » ou modulation de largeur d’impulsion). Un tel module consomme moins d’énergie et est meilleur marché qu’un convertisseur numérique analogique pour convertir un signal audio.
Selon un mode de réalisation, l’étage de traitement analogique ANA1 comporte trois composants électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie COMP1 qui sont sollicités dans leur plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie. Selon un autre mode de réalisation, il en comporte quatre, cinq, six, sept, huit ou bien neuf.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique NUM1 est configuré pour ajuster indépendamment le bias de deux ou plusieurs composants ayant une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie COMP1. Dans ce cas, le premier composant numérique fournit plusieurs premières données numériques de contrôle D1 au convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 qui les convertit en plusieurs signaux analogiques de contrôle. De cette manière, le premier composant numérique NUM1 peut contrôler numériquement simultanément plusieurs bias de plusieurs composants électroniques de l’étage analogique de traitement ANA1 .
Selon un mode de réalisation, le second composant numérique NUM2 est configuré pour ajuster indépendamment le bias de deux ou plusieurs composants ayant une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie COMP1. Dans ce cas, le second composant numérique fournit plusieurs secondes données numériques de contrôle D2 au convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 qui les convertit en plusieurs signaux analogiques de contrôle. De cette manière, le second composant numérique NUM2 peut contrôler simultanément plusieurs bias de plusieurs composants électroniques de l’étage analogique de traitement ANA1.
Selon un mode de réalisation, les premier et second composants numériques fournissent tous les deux des données numériques de contrôle D1, D2 au convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3. Celles-ci sont converties en signaux analogiques de contrôle pour ajuster le ou les bias de plusieurs composants analogiques de l’étage de traitement analogique.
On peut noter que le fait d’utiliser des égalisations numériques et un contrôle numérique des composants ayant au moins une plage de fonctionnement non linéaire COMP1 permet d’utiliser tout type de diode dans l’étage de traitement analogique ANA1. Ainsi, il est possible avec une diode commune de simuler le fonctionnement d’une diode moins commune. De cette manière, on peut mettre dans l’étage de traitement analogique ANA1 des diodes qui sont plus facile à se procurer et moins onéreuses.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique NUM1 est configuré pour transmettre un troisième signal numérique dérivé S3’ au deuxième composant numérique NUM2. Selon ce mode de réalisation, le deuxième composant numérique NUM2 est configuré pour mixer le troisième signal numérique dérivé S3’ avec le sixième signal numérique S6. Cette disposition permet de mettre en œuvre un écrêtage doux (autrement appelé « soft clipping ») par opposition avec un écrêtage dur (autrement appelé « hard clipping »). Cette disposition est présentée notamment en figure 2.
Notamment, le fait d’avoir le signal numérique dérivé S3’ qui va être mixé avec le signal en sortie de l’étage de traitement analogique ANA1 permet d’avoir un circuit dans lequel le gain est mémorisable facilement dans le dispositif de traitement DIS1. En effet, le gain dans le dispositif de traitement est généré numériquement ce qui provoque des avantages en matière de mémorisation et de contrôle de celui-ci. Modalités de contrôle du bias
Nous allons décrire ci-dessous plusieurs modalités de contrôle du bias. Dans celles décrites ci-dessous, on entend par bias un des multiples bias ou tous les bias qui sont ajustables dans l’étage de traitement analogique ANA1 . Selon un mode de réalisation, le bias est ajustable dans une plage de contrôle fixe. De cette manière, on fixe un bias correspondant à un ou plusieurs points de fonctionnement prédéfinis de l’étage de traitement analogique ANA1. De cette manière, on peut faire fonctionner l’étage de traitement analogique ANA1 suivant plusieurs points de fonctionnement qui ne seraient pas atteignables par un dispositif de traitement entièrement analogique.
Selon un mode de réalisation, la ou les valeurs de bias sont sélectionnées par l’utilisation par navigation entre plusieurs points de fonctionnement prédéfinis. De cette manière, un musicien réglant le dispositif de traitement DIS1 selon l’invention peut naviguer entre plusieurs points de fonctionnement permettant l’obtention d’un résultat sonore maîtrisé. De cette manière, l’utilisation du dispositif de traitement DIS1 est très intuitive pour le musicien.
Selon un mode de réalisation, la ou les valeurs de bias correspondant aux différents points de fonctionnement sont calculées par simulation préalable de l’étage de fonctionnement analogique ANA1. La simulation est menée en mesurant les harmoniques générées par le traitement analogique dans le signal en sortie de l’étage de traitement analogique ANA1. Ce mode de recherche des points de fonctionnement permet de trouver des points de fonctionnement permettant la génération d’un signal de sortie aux caractéristiques harmoniques uniques.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique NUM1 comporte un étage d’analyse du second signal numérique S2. Cet étage d’analyse est configuré pour mesurer des données caractéristiques du second signal numérique S2. L’étage d’analyse peut par exemple effectuer une détection d’enveloppe sur le second signal numérique S2. Il peut également mesurer une amplitude dudit signal. Il peut également mesurer des données caractéristiques des caractéristiques harmoniques du second signal numérique S2.
Selon un mode de réalisation, le premier composant numérique adapte le bias en fonction de la ou des données caractéristiques mesurées sur le second signal numérique S2. Cette disposition permet d’adapter le bias de manière dynamique en fonction de caractéristiques du signal mesurées et donc d’avoir un contrôle du traitement effectué par l’étage de traitement analogique ANA1 en fonction des caractéristiques du signal mesurées.
Selon un mode de réalisation, le second composant numérique adapte le bias en fonction de la ou des données caractéristiques mesurées sur le sixième signal numérique S6. Cette disposition permet d’adapter le bias de manière dynamique en fonction de caractéristiques du signal mesurées et donc d’avoir un contrôle du traitement effectué par l’étage de traitement analogique ANA1 en fonction des caractéristiques du signal mesurées.
Selon un mode de réalisation, le ou les bias sont adaptés en fonction de caractéristiques mesurées sur le second signal numérique S2 et en fonction de caractéristiques mesurées sur le sixième signal numérique S6.
Selon un mode de réalisation, la première donnée de contrôle D1 et/ou la seconde donnée de contrôle D2 sont générées en fonction de la ou des caractéristiques mesurées par l’étage d’analyse du premier composant numérique NUM1. Selon un mode de réalisation, la première donnée de contrôle D1 et/ou la seconde donnée de contrôle D2 sont générées en fonction de la ou des caractéristiques mesurées par l’étage d’analyse du second composant numérique NUM2.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement DIS1 comporte au moins un capteur d’ajustement CAPT. Le capteur d’ajustement est configuré pour mesurer une donnée physique relative à l’environnement du dispositif de traitement DIS1.
Selon un mode de réalisation, la première donnée de contrôle et/ou la seconde donnée de contrôle sont générées en fonction de la donnée mesurée par le capteur d’ajustement CAPT. Selon ce mode de réalisation, le bias est donc ajusté en fonction de la donnée mesurée par le capteur d’ajustement CAPT. Le comportement des composants électroniques est souvent perturbé par les conditions physiques l’environnant. De cette manière, le bias est ajusté en fonction de la mesure de ces données afin par exemple que le composant électronique dont le bias est réglé soit le même quelles que soient les conditions environnementales.
Selon un mode de réalisation, le capteur d’ajustement est un capteur de température. La température est une donnée physique perturbant le comportement de certains composants électroniques. Notamment, le fonctionnement de certains types de diodes est très perturbé par des changements de température déplaçant certains de leurs points caractéristiques de fonctionnement. De cette manière, le bias est adapté afin de conserver un fonctionnement égal lorsque les conditions de température sont amenées à être modifiées. Selon un mode de réalisation, le capteur d’ajustement est un capteur de luminosité. Le capteur d’ajustement mesure la luminosité ambiante au voisinage du dispositif de traitement DIS 1. De cette manière, les points de fonctionnement de certains des composants de l’étage analogique de traitement ANA1 peuvent être modifiés en fonction de la luminosité ambiante. Cette disposition permet avantageusement d’avoir un dispositif de traitement DIS1 qui réagit en fonction de l’environnement lumineux extérieur. Cela est particulièrement avantageux car ce mode de fonctionnement permet au musicien d’avoir une approche créative qui lui permet de chercher de nouvelles qualités de sons. De plus, dans le cadre d’une improvisation par exemple, le résultat pour l’auditeur est plus intéressant car le traitement sonore évolue avec l’environnement.
Selon un mode de réalisation, le capteur d’ajustement est un capteur d’hygrométrie. Selon ce mode, le capteur mesure l’humidité ambiante au voisinage du dispositif de traitement DIS1. L’humidité est une donnée physique perturbant le comportement de certains composants électroniques. De cette manière, le bias est adapté afin de conserver un fonctionnement égal lorsque les conditions de température sont amenées à être modifiées.
Selon un mode de réalisation, le capteur d’ajustement est un capteur de pulsations cardiaques. De cette manière, le traitement du signal peut évoluer en fonction de l’état du musicien, notamment de son pouls. Selon un mode de réalisation, le capteur d’ajustement est un capteur de pression sanguine.
Selon un mode de réalisation, le capteur d’ajustement est un ou plusieurs accéléromètres. De cette manière, le traitement du signal peut évoluer en fonction de mouvement du dispositif de traitement DIS1. Selon ce mode, le musicien peut influencer le traitement du signal par exemple en déplaçant le dispositif de traitement avec le pied. Selon un mode de réalisation, au moins un accéléromètre est disposé sur le musicien. De cette manière, le musicien peut influer sur le fonctionnement du dispositif de traitement DIS1 par des mouvements de son corps.
Selon un mode de réalisation, le bias est ajusté en fonction d’une analyse du second signal numérique S2 et/ou du sixième signal numérique S6 comme décrit ci-dessus et en fonction d’une donnée mesurée par le capteur d’ajustement CAPT comme décrit ci-dessus. De cette manière, l’ajustement du bias ou des bias des composants de l’étage de traitement analogique ANA1 est fait en fonction à la fois de l’analyse du signal et de la mesure des conditions environnant le dispositif de traitement DIS1.
Égalisations numériques Selon un mode de réalisation, la première égalisation numérique
EGAL1 comprend une étape premier filtrage. Avantageusement, cette étape de premier filtrage comprend l’utilisation d’un filtre passe-haut. Avantageusement, ce filtre passe-haut est un filtre de deuxième ordre permettant de filtrer les bruits parasites de haute fréquence. Avantageusement, cette étape de premier filtrage comprend l’utilisation d’un filtre passe-bas. Avantageusement, le filtre passe-bas est un filtre passe-bas de premier ordre. Cette disposition permet d’atténuer les harmoniques aiguës de l’instrument branché au dispositif de traitement DIS1. Cela simule l’influence sur le micro d’un instrument branché de l’impédance d’entrée variable d’un dispositif de traitement analogique. Avantageusement, cette étape de premier filtrage comprend l’utilisation d’un filtrage une bande en plateau (ou « high shelf equalisation »). Un tel filtrage permet de simuler une impédance d’entrée variable du dispositif de traitement DIS1. Avantageusement, cette étape de premier filtrage comprend l’utilisation d’une égalisation paramétrique à deux bandes. Chaque paramètre de chacun des filtrages est adaptable par réglage du premier composant numérique NUM1.
Selon un mode de réalisation, la première égalisation numérique comprend ensuite une étape d’égalisation fréquentielle de préparation à l’arrivée dans l’étage de traitement analogique ANA1. Cette égalisation permet avantageusement de sélectionner des bandes du signal et de les amplifier avant l’envoi dans l’étage de traitement analogique ANA1. Par exemple, on peut amplifier les fréquences médiums du signal avant envoi dans l’étage de traitement analogique ANA1. La même opération peut être effectuée avec les fréquences graves et/ou avec les fréquences aiguës du signal. Par exemple, dans le cas où l’on souhaiterait effectuer un Overdrive sur le signal avec le dispositif de traitement DIS1, on peut effectuer à ce stade une amplification des fréquences médiums du signal avant d’envoyer le signal dans un étage de traitement analogique ANA1 comprenant un circuit d’écrêtage à diodes. De cette manière, on effectuer une saturation sur le signal préférentiellement sur les fréquences qui ont été amplifiées, à savoir les fréquences médiums. Ce type de traitement est particulièrement recherché par les musiciens. Selon un mode de réalisation, la première égalisation numérique comporte ensuite une étape d’amplification de préparation à l’arrivée dans l’étage de traitement analogique ANA1. Cette disposition permet de régler le niveau du signal afin d’influencer le traitement dans l’étage de traitement analogique ANA1. Par exemple, dans le cas où l’étage de traitement analogique comprend un circuit d’écrêtage à diodes, le réglage du niveau d’amplification (autrement appelé gain) permet de régler le taux de saturation dans l’étage de traitement analogique. Selon un mode de réalisation, la première égalisation numérique comporte ensuite un étage d’écrêtage numérique du signal. Cette disposition permet d’avoir un troisième signal numérique S3 en sortie du premier composant numérique NUM1 dans le niveau ne dépasse le niveau de saturation du premier convertisseur numérique-analogique CNA1. Ainsi, on évite la saturation du convertisseur CNA1. Selon un mode de réalisation, et lorsque le premier composant numérique NUM1 transmet un troisième signal numérique dérivé S3’ au second composant numérique NUM2, le signal numérique dérivé peut avoir subi une partie seulement de la première égalisation numérique EGAL1 avant d’être envoyé au second composant numérique NUM2. Selon un mode de réalisation, le troisième signal numérique dérivé S3’ est une copie du signal en sortie de l’étape de premier filtrage de la première égalisation numérique EGAL! De cette manière, le troisième signal numérique dérivé S3’ est un signal qui n’a pas subi les étapes de la première égalisation numérique qui sont effectuées pour préparer le signal à son entrée dans l’étage de traitement analogique ANA1.
Selon un mode de réalisation, le troisième signal numérique dérivé subit une étape d’amplification avant son arrivée dans le second composant numérique NUM2. Cette étape permet notamment d’égaliser les niveaux entre le signal qui est passé par l’étage de traitement analogique ANA1 et le troisième signal numérique dérivé S3’.
Selon un mode de réalisation, le troisième signal numérique dérivé subit également une égalisation fréquentielle avant son arrivée dans le second composant numérique NUM2. Cette étape permet un réglage fréquentiel du troisième signal numérique dérivé.
Selon un mode de réalisation, le troisième signal numérique dérivé est retardé dans le temps afin de compenser le temps de traitement du signal passant par l’étage de traitement analogique ANA1 (et donc par le premier convertisseur numérique-analogique CNA1 et le second convertisseur analogique CAN2). Cette disposition permet d’éviter des problèmes de phase des deux chemins de signal différents empruntés avant leur mixage dans le second composant numérique NUM2. De cette manière, le troisième signal numérique dérivé S3’ et le sixième signal numérique S6 sont bien en phase avant leur mixage. Selon un mode de réalisation, la première égalisation est paramétrable selon un paramètre d’entrée PARAI Le paramètre d’entrée comporte avantageusement un ensemble de données comprenant le paramètre de chaque filtre mis en place dans la première égalisation. Chaque paramètre des différents traitements effectués sur le troisième signal numérique dérivé S3’ avant son mixage dans le deuxième composant numérique NUM2 est également paramétrable par le premier paramètre d’entrée PARA1. Chaque donnée de l’ensemble de données du paramètre d’entrée PARA1 est avantageusement calculée à partir d’un ou plusieurs paramètres fournis par l’utilisateur. Cette disposition permet de paramétrer plusieurs points de fonctionnement avantageux donnant les meilleurs résultats sonores pour l’utilisateur sans que celui-ci ait à entrer chaque paramètre de la première égalisation EGAL! Selon un mode de réalisation, chaque paramètre de la première égalisation est réglable individuellement par l’utilisateur.
Selon un mode de réalisation, la seconde égalisation numérique EGAL2 comprend une étape d’égalisation fréquentielle du sixième signal numérique S6. Cette égalisation permet de traiter de manière fréquentielle le signal numérisé qui est issu de l’étage de traitement analogique ANA1. Lorsque le signal numérique est mixé avec le troisième signal numérique dérivé S3’, l’étape d’égalisation fréquentielle est effectuée avant le mixage des deux signaux.
Selon un mode de réalisation, la seconde égalisation EGAL2 comprend une étape d’amplification ou d’atténuation du sixième signal numérique S6. Lorsque le signal numérique est mixé avec le troisième signal numérique dérivé S3’, l’étape d’amplification ou d’atténuation est effectuée après le mixage des deux signaux.
Selon un mode de réalisation, la seconde égalisation comprend une étape d’égalisation fréquentielle de sortie. Cette étape est une égalisation fréquentielle afin de produire le septième signal S7. Lorsque le signal numérique est mixé avec le troisième signal numérique dérivé S3’, cette étape d’égalisation fréquentielle de sortie est effectuée après le mixage de ce signal avec le sixième signal numérique S6.
Exemples d’étages de traitement analogique
Nous allons ici décrire à titre d’exemple plusieurs architectures qui peuvent être mises en place dans l’étage de traitement analogique ANA1.
Un premier mode de réalisation de l’étage de traitement analogique ANA1 est décrit à l’appui de la figure 3. Cet étage de traitement analogique ANA1 comprend un circuit d’écrêtage à diodes. Cet étage de traitement analogique ANA1 comprend deux diodes d’écrêtage DM, DI2. Il comprend également deux diodes électroluminescentes DI3, DI4. Dans celui-ci, les composants électroniques ayant au moins une plage de fonctionnement non- linéaire prédéfinie et qui seront sollicités dans cette plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie sont les diodes d’écrêtage DM, DI2 et les diodes électroluminescentes DI3, DI4. Les deux amplificateurs opérationnels AMP1, AMP2 sont ici sollicités uniquement dans leur plage de fonctionnement linéaire. Cet étage de traitement analogique ANA1 permet d’effectuer un écrêtage à diodes sur le quatrième signal analogique S4. Les diodes utilisées dans cet étage peuvent être des diodes au silicium ou bien des diodes au germanium. L’étage de traitement analogique ANA1 comporte une borne d’entrée E par laquelle entre le quatrième signal analogique S4 et une borne de sortie S par laquelle sort le cinquième signal analogique S5.
Dans cet étage de traitement analogique ANA1 , les quatre diodes DM, DI2, DI3, DI4 sont branchées à l’une de leur borne 1, 2, 3, 4 à un ou plusieurs dispositifs de contrôle du bias. Selon un mode de réalisation, les bornes 1 , 2, 3, 4 sont branchées sur le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3. De cette manière, le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 contrôle le potentiel électrique à la borne de chaque diode DM, DI2, DI3, DI4 afin de contrôler le bias de celles-ci. Selon une disposition, chaque diode peut avoir le même réglage de bias. Selon une autre disposition, chaque bias BIAS 1 , BIAS2, BIAS3, BIAS4 peut être contrôlé de manière indépendante par le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3. Le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 génère les différents bias en fonction de la première donnée numérique D1 et/ou de la seconde donnée numérique D2. Chaque bias peut être réglé de manière statique, ou bien dynamique en fonction de données mesurées sur le signal dans les premier composant numérique NUM1 et second composant numérique NUM2, ou bien de manière périodique, suivant une fréquence qui est de l’ordre de grandeur des fréquences du signal audio traité ou qui est une fréquence bien plus basse. Dans ce cas, l’utilisation de l’étage de traitement analogique ANA1 permet de conserver le caractère sonore fourni par l’utilisation des diodes analogiques DM , DI2, DI3, DI4 tout en ayant les qualités des égalisations numériques, ainsi que les outils d’analyse des signaux et d’adaptation des bias BIAS 1 , BIAS2, BIAS3, BIAS4 en fonction de ces analyses. Un second mode de réalisation de l’étage de traitement analogique ANA1 est décrit à l’appui de la figure 4. Cet étage de traitement analogique ANA1 comprend un circuit de modulation de l’amplitude du signal le traversant. Cet étage de traitement analogique ANA1 comprend un opto-coupleur ou coupleur optique OPT1. Dans celui-ci, le composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie et qui sera sollicité dans cette plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie est l’opto-coupleur OPT1. Les deux amplificateurs opérationnels AMP1, AMP2 sont ici sollicités uniquement dans leur plage de fonctionnement linéaire. Cet étage de traitement analogique ANA1 permet d’effectuer une modulation de l’amplitude sur le quatrième signal analogique S4.
L’étage de traitement analogique ANA1 comporte une borne d’entrée E par laquelle entre le quatrième signal analogique S4 et une borne de sortie S par laquelle sort le cinquième signal analogique S5. Dans cet étage de traitement analogique ANA1, l’opto-coupleur
OPT1 est branché à l’une de ses bornes 1 à un dispositif de contrôle du bias. Selon un mode de réalisation, la borne 1 est branchée sur le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3. De cette manière, le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 contrôle le potentiel électrique à la borne 1 afin de contrôler le bias de celle-ci. Le convertisseur numérique- analogique de contrôle CNA3 génère le bias en fonction de la première donnée numérique D1 et/ou de la seconde donnée numérique D2. Le bias peut être réglé de manière statique, ou bien dynamique en fonction de données mesurées sur le signal dans les premier composant numérique NUM1 et second composant numérique NUM2, ou bien de manière périodique, suivant une fréquence qui est de l’ordre de grandeur des fréquences du signal audio traité ou qui est une fréquence bien plus basse. Selon un mode de réalisation préféré, le bias est contrôlé de manière périodique de manière à ajuster l’amplitude du cinquième signal analogique et ainsi créer un effet de trémolo sur celui-ci. Selon une variante, le bias est contrôlé en fonction de données d’amplitudes mesurées sur le second signal numérique S2 afin de moduler l’amplitude du signal. Dans ce cas, le dispositif de traitement DIS1 effectue une fonction de compression du son par exemple en diminuant l’amplitude des zones de forte amplitude du signal. Dans ce cas, l’utilisation de l’étage de traitement analogique ANA1 permet de conserver le caractère sonore fourni par l’utilisation de l’opto-coupleur analogique tout en ayant les qualités des égalisations numériques, ainsi que les outils d’analyse des signaux et d’adaptation du bias en fonction de ces analyses.
Un troisième mode de réalisation de l’étage de traitement analogique ANA1 est décrit à l’appui de la figure 5. Cet étage de traitement analogique ANA1 comprend un circuit d’amplification du signal le traversant. Cet étage de traitement analogique ANA1 comprend un transistor TRAN1. Dans celui-ci, le composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie et qui sera sollicité dans cette plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie est le transistor TRAN1. L’amplificateur opérationnel AMP1 est ici sollicité uniquement dans sa plage de fonctionnement linéaire. Cet étage de traitement analogique ANA1 permet d’effectuer une amplification à transistor et un écrêtage à base de transistor sur le quatrième signal analogique S4. L’étage de traitement analogique ANA1 comporte une borne d’entrée E par laquelle entre le quatrième signal analogique S4 et une borne de sortie S par laquelle sort le cinquième signal analogique S5.
Dans cet étage de traitement analogique ANA1, le transistor TRAN1 est branché à l’une de ses bornes 1 à un dispositif de contrôle du bias. Le transistor TRAN1 est branché à une autre de ses bornes à une résistance elle-même branchée à une borne 2 au dispositif de contrôle du bias. Selon un mode de réalisation, les bornes 1, 2 sont branchées sur le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3. De cette manière, le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 contrôle le potentiel électrique aux bornes 1, 2 afin de contrôler le bias BIAS1 de la borne 1 et le bias BIAS2 de la deuxième borne 2 de celle-ci. Le convertisseur numérique-analogique de contrôle CNA3 génère les bias BIAS 1 , BIAS2 en fonction de la première donnée numérique D1 et/ou de la seconde donnée numérique D2. Les bias BIAS1 , BIAS2 peuvent être réglés de manière statique, ou bien dynamique en fonction de données mesurées sur le signal dans les premier composant numérique NUM1 et second composant numérique NUM2, ou bien de manière périodique, suivant une fréquence qui est de l’ordre de grandeur des fréquences du signal audio traité ou qui est une fréquence bien plus basse. Dans ce cas, l’utilisation de l’étage de traitement analogique ANA1 permet de conserver le caractère sonore fourni par l’utilisation du transistor analogique tout en ayant les qualités des égalisations numériques, ainsi que les outils d’analyse des signaux et d’adaptation des bias BIAS1, BIAS2 en fonction de ces analyses. Unité de traitement audio
L’invention concerne également une unité de traitement audio pour instrument de musique comportant un dispositif de traitement audio DIS1 selon l’invention. L’unité audio comporte un interrupteur activable par un utilisateur commandant l’activation du dispositif de traitement DIS1. Cet interrupteur commande l’activation de l’élément de dérivation du signal qui permet de laisser passer le signal à travers le dispositif de traitement DIS1 sans le traiter. L’unité de traitement audio comprend également au moins un potentiomètre activable par un utilisateur permettant de configurer les premier et second paramètres d’entrée PARA1 , PAR2. Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement audio comprend une comprend un composant électronique et une mémoire, ladite mémoire enregistrant une pluralité de configurations de fonctionnement de plages de valeurs des premiers paramètres d’entrée PARA1 avec les seconds paramètres d’entrée PARA2 et avec les valeurs de bias BIAS 1 , le au moins premier actionneur comportant des positions activables permettant de sélectionner une configuration donnée enregistrée dans la mémoire, ladite sélection configurant automatique le dispositif de traitement DIS1.
Selon un mode de réalisation présenté à la figure 6, l’unité de traitement audio est une pédale d’effets pour guitare électrique ou électro- acoustique. Dans la figure 6, l’unité audio est branchée dans une guitare électrique d’un côté, et un amplificateur pour guitare électrique de l’autre côté. Le signal électrique issu de la guitare électrique est acquis par l’interface d’entrée INT1 de la pédale d’effets, puis traité par celle-ci, puis transmis par un câble à l’amplificateur. Cette unité audio comprend un interrupteur activable au pied commandant l’activation du dispositif de traitement DIS1. Elle comprend également un autre interrupteur configuré pour être activé au pied permettant de sélectionner des configurations données enregistrées dans la mémoire. La manipulation de cet interrupteur permet également d’enregistrer une configuration donnée dans la mémoire de l’unité de traitement audio. La pédale d’effet comprend également trois potentiomètres permettant de régler le niveau de sortie du signal de la pédale, les paramètres des égalisations, un taux de saturation de l’étage de traitement analogique ANA1. Le dispositif de traitement audio comprend également un potentiomètre permettant de naviguer entre plusieurs points de fonctionnements prédéfinis réglant les paramètres de la première égalisation EGAL1, de la seconde égalisation EGAL2, des réglages de bias des composants électroniques de l’étage de traitement analogique ANA1.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement audio est un amplificateur pour un instrument électrique, tel qu’une guitare électrique. Dans ce mode de réalisation, l’amplificateur comprend au moins les mêmes réglages que ceux décrits pour le mode de réalisation de la pédale d’effets.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement audio est une unité audio de type rack comprenant au moins les mêmes réglages que ceux décrits pour le mode relatif à la pédale d’effets. Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement audio est une table de mixage comprenant au moins les mêmes réglages que ceux décrits pour le mode relatif à la pédale d’effets.
Nomenclature :
DIS1 : dispositif de traitement d’un signal audio INT1 : interface d’acquisition d’un signal analogique INT2 : interface de sortie du signal analogique NUM1 : premier composant numérique NUM2 : second composant numérique CAN1 : premier convertisseur analogique-numérique CAN2 : second convertisseur analogique-numérique CNA1 : premier convertisseur numérique-analogique CNA2 : second convertisseur numérique-analogique CONT1 : convertisseur numérique-analogique de contrôle COMP1 : composant électronique ayant une plage de fonctionnement non- linéaire prédéfinie S1 : premier signal analogique d’entrée
52 : second signal numérique
53 : troisième signal numérique
S3’ : troisième signal numérique dérivé
54 : quatrième signal analogique S5 : cinquième signal analogique
56 : sixième signal numérique
57 : septième signal numérique
58 : huitième signal analogique PARA1 : premiers paramètres d’entrée PARA2 : seconds paramètres d’entrée ANA1 : étage de traitement analogique EGAL1 : première égalisation numérique EGAL2 : seconde égalisation numérique
BIAS1, BIAS2, BIAS3, BIAS4 : bias des composants électroniques CAPT : capteur d’ajustement DM, DI2 : diodes d’écrêtage DI2, DI3 : diodes électroluminescentes AMP1, AMP2 : amplificateurs opérationnels OPT1 : opto-coupleur TRAN1 : transistor

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de traitement (DIS1 ) d’un signal audio caractérisé en ce qu’il comporte :
- Une interface d’acquisition (INT1 ) d’un premier signal analogique d’entrée (S1) provenant d’une source audio ;
- Un premier convertisseur analogique-numérique (CAN1) du premier signal analogique d’entrée (S1 ) pour produire un second signal numérique (S2) ;
- Au moins un premier composant numérique (NUM1) pour réaliser une première égalisation numérique (EGAL1) du second signal numérique (S2), ladite première égalisation numérique étant configurable selon des premiers paramètres d’entrée (PARA1), pour produire un troisième signal numérique (S3) ;
- Un premier convertisseur numérique-analogique (CNA1) du troisième signal numérique (S3) pour générer un quatrième signal analogique (S4) ;
- Un étage de traitement analogique (ANA1 ) comportant au moins un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie (COMP1), ledit étage étant configuré pour traiter le quatrième signal analogique (S4) dans au moins une partie de la plage de fonctionnement non linéaire afin de générer un cinquième signal analogique (S5) ;
- Un second convertisseur analogique-numérique (CAN2) du cinquième signal analogique (S5) pour produire un sixième signal numérique (S6) ;
- Au moins un second composant numérique (NUM2) pour réaliser une seconde égalisation numérique (EGAL2) dudit sixième signal numérique (S6), ladite seconde égalisation numérique (EGAL2) étant configurable selon des seconds paramètres d’entrée (PARA2), pour produire un septième signal numérique (S7),
- Le premier composant numérique (NUM1) et/ou le second composant numérique (NUM2) étant configuré pour ajuster le bias (BIAS1) du composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie (COMP1), le dispositif de traitement audio comportant en outre au moins un convertisseur numérique-analogique de contrôle (CNA3) configuré pour fournir au moins un signal analogique de contrôle ajustant le bias (BIAS1) du composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie
(COMP1) en fonction d’une première donnée de contrôle (D1) fournie par le premier composant numérique (NUM1) et/ou en fonction d’une seconde donnée de contrôle (D2) fournie par le second composant numérique (NUM2 2. Dispositif de traitement (DIS1) selon la revendication précédente d’un signal audio caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
- Un second convertisseur numérique-analogique (CNA2) du septième signal numérique de sortie (S7) pour produire un huitième signal analogique (S8) ; et - Une interface de sortie
(INT2) du huitième signal analogique de sortie (S8) en sortie du premier composant numérique.
3. Dispositif de traitement (DIS1 ) d’un signal audio selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’au moins un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie (COMP1) de l’étage de traitement analogique
(ANA1) est une diode, un transistor, un opto-coupleur ou une lampe d’amplification.
4. Dispositif de traitement (DIS1 ) d’un signal audio selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier composant numérique (NUM1 ) comporte un étage d’analyse du second signal numérique (S2), ledit étage d’analyse étant configuré pour générer la première donnée de contrôle (D1) en fonction d’au moins une caractéristique mesurée d’un second signal numérique (S2), de préférence une donnée de détection d’enveloppe du second signal numérique (S2) et/ou une donnée générée en fonction d’une analyse harmonique du second signal (S2) et/ou une donnée d’amplitude du second signal numérique (S2).
5. Dispositif de traitement (DIS1 ) d’un signal audio selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte un capteur de température et/ou un capteur de luminosité et/ou un capteur d’hygrométrie.
6. Dispositif de traitement (DIS1 ) d’un signal audio selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier composant numérique (NUM1) est configuré pour transmettre un troisième signal numérique dérivé (S3’) au deuxième composant numérique (NUM2) qui est configuré pour mixer le troisième signal numérique dérivé (S3’) avec le sixième signal numérique (S6).
7. Unité de traitement audio pour instrument de musique comportant un dispositif de traitement (DIS1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ladite unité de traitement audio comportant un interrupteur commandant l’activation du dispositif de traitement (DIS1), au moins un premier actionneur pour configurer les premiers paramètres d’entrée (PARA1) et/ou les seconds paramètres d’entrée (PARA2) et/ou le bias (BIAS1).
8. Procédé de traitement d’un signal audio caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
- Une acquisition un premier signal analogique d’entrée (S1) provenant d’un instrument de musique/voix ;
- Une première conversion analogique-numérique du premier signal analogique d’entrée (S1) pour produire un second signal numérique (S2) ;
- Au moins une première égalisation (EGAL1) du second signal numérique (S2) par un premier composant numérique (NUM1), ladite première égalisation numérique étant configurable selon des premiers paramètres d’entrée (PARA1), pour produire un troisième signal numérique (S3) ;
- Une première conversion numérique-analogique du troisième signal numérique (S3) pour générer un quatrième signal analogique (S4) ; - Un traitement analogique, par un étage traitement analogique (ANA1) comportant au moins un composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie (COMP1), du quatrième signal analogique (S4) dans au moins une partie de la plage de fonctionnement non linéaire afin de générer un cinquième signal analogique (S5) ;
- Un ajustement du bias (BIAS1 ) du composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non-linéaire prédéfinie (COMP1 ) par le premier composant numérique (NUM1 ) et/ou le second composant numérique (NUM2), l’ajustement étant réalisé par au moins un convertisseur numérique-analogique de contrôle (CNA3) configuré pour fournir au moins un signal analogique de contrôle ajustant le bias (BIAS1) du composant électronique ayant au moins une plage de fonctionnement non- linéaire prédéfinie (COMP1 ) en fonction d’une première donnée de contrôle (D1) fournie par le premier composant numérique (NUM1) et/ou en fonction d’une seconde donnée de contrôle (D2) fournie par le second composant numérique (NUM2) ;
- Une seconde conversion analogique-numérique du cinquième signal analogique (S5) pour produire un sixième signal numérique (S6) ;
- Une seconde égalisation numérique du sixième signal numérique (S6) par au moins un second composant numérique (NUM2), ladite seconde égalisation numérique (EGAL2) étant configurable selon des seconds paramètres d’entrée (PARA2), pour produire un septième signal numérique (S7) ;
- Une seconde conversion numérique-analogique du septième signal numérique de sortie (S7) pour produire un huitième signal analogique (S8) ; et - Une sortie du huitième signal analogique par une interface de sortie (INT2).
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