FR2712132A1 - Système de microphones directionnels à gradient et procédé associé. - Google Patents
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Abstract
Un système de microphones directionnels à gradient (100) et un procédé associé comprend trois microphones (101, 103, 105) et un processeur (107). Chacun des trois microphones (101, 103, 105) a sensiblement le même ordre de gradient (135, 137, 139) et la même réponse en fréquence. Chaque microphone produit un signal électrique (109, 111, 113) en réponse à la pression sonore (119, 121, 123) qui est appliquée à chaque microphone (101, 103, 105). Le processeur (107) est relié de façon à recevoir le signal électrique (109, 111, 113) provenant de chaque microphone (101, 103, 105) et fonctionne de façon à produire un signal de sortie (131) pour le système de microphones directionnels à gradient (100) qui présente un gradient (141) dont l'ordre est au moins de deux ordres de gradient supérieur à l'ordre de gradient (135, 137, 139) de chacun des trois microphones (101, 103, 105). En utilisant la présente invention, les dimensions et la complexité du système de microphones directionnels à gradient (100) sont sensiblement diminuées par rapport à celles de la technique précédente.
Description
Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale
les systèmes de microphones directionnels et, plus particulièrement, un système de microphones directionnels
à gradient et le procédé associé.
Contexte de l'invention Un système de microphones directionnels est un système de microphones qui présente un diagramme de directivité. Le diagramme de directivité décrit la sensibilité du système de microphones directionnels à la pression sonore dans différentes directions. L'objet du système de microphones directionnels est de recevoir une pression sonore provenant d'une source sonore désirée, telle que la parole, et d'atténuer la pression sonore provenant d'une source sonore non désirée, telle que le bruit. Le système de microphones directionnels est utilisé généralement dans des environnements bruyants, comme dans un véhicule ou dans un endroit public. Un avantage du système de microphones directionnels est que le diagramme de directivité du système de microphones directionnels peut être réalisé de manière plus spécifique que celui qui
est produit en utilisant un microphone discret.
Le système de microphones directionnels comprend généralement une pluralité de microphones discrets, dont chacun est caractérisé par un diagramme de directivité, et
un processeur pour produire le diagramme de directivité.
Chaque microphone discret produit un signal électrique en réponse à la pression sonore provenant à la fois des sources sonores désirées et non désirées. Le processeur traite le signal électrique de chaque microphone de façon à produire un signal de sortie dont le diagramme de directivité est celui du système de microphones directionnels. Un type de système de microphones directionnels est un système de microphones directionnels à gradient. Le système de microphones directionnels à gradient est semblable aux systèmes de microphones directionnels sauf que le diagramme de directivité du système de microphones directionnels à gradient répond à la différence de pression sonore entre deux microphones discrets. Comme le système de microphones directionnels à gradient répond à la différence de pression sonore entre deux microphones discrets, les microphones discrets sont généralement
placés dans un axe commun avec la source sonore désirée.
Sinon, la pression sonore arriverait au même instant à chaque microphone discret. Le système de microphones directionnels à gradient est utilisé de façon avantageuse quand l'espace et la complexité de traitement d'une application particulière limite le nombre de microphones discrets. Les systèmes de microphones directionnels à gradient sont caractérisés par un ordre de gradient qui définit le diagramme de directivité du système. L'ordre de gradient d'un système de microphones discrets à gradient définit le degré de directionnalité du système. En général, plus l'ordre de gradient du système est elevé, plus le système de microphones directionnels à gradient devient directionnel. Par exemple, un système de microphones directionnels à gradient ayant un ordre de gradient de zéro conduit à un système omnidirectionnel dont le diagramme de directivité a la forme d'un cercle. Par exemple, un système de microphones directionnels à gradient ayant un ordre de gradient de un peut générer un diagramme de directivité sous une forme quelconque comprise entre un diagramme en huit et un diagramme en cardioïde. Par exemple, un système de microphones directionnels à gradient ayant un ordre de gradient de deux génère un diagramme de directivité qui peut se représenter comme le produit du diagramme de directivité
de deux gradients du premier ordre.
Un problème que présente le système de microphones directionnels à gradient est que les dimensions et la complexité, et donc le coût, du système augmente avec l'ordre de gradient du système. Les dimensions augmentent parce que des microphones discrets supplémentaires sont nécessaires. La complexité augmente parce que le processeur traite les signaux électriques des microphones discrets supplémentaires. Le problème se présente généralement lorsque le système de microphones directionnels à gradient a un ordre de gradient de deux ou plus. Dans la technique précédente, les systèmes de microphones directionnels à gradient ayant un gradient de second ordre ne comprennent pas moins de quatre accès de microphones. Dans un mode de réalisation, les quatre accès de microphones sont construits en utilisant quatre microphones discrets, dans lequel chaque microphone discret a un gradient d'ordre zéro. Un inconvénient d'utiliser quatre microphones réside dans l'espace qui est nécessaire à chaque microphone discret et la distance qui
est nécessaire entre les microphones discrets adjacents.
Dans un autre mode de réalisation, les quatre accès de microphones sont construits en utilisant deux microphones discrets, dans lequel chaque microphone discret présente un gradient de premier ordre et a des accès de microphones doubles. On peut placer un déflecteur entre les accès de microphones doubles pour séparer les accès de microphones doubles. Si on n'utilise pas de déflecteur, la distance entre les deux microphones discrets doit être augmentée au-delà de celle qui est nécessaire lorsqu'on utilise un déflecteur. Un inconvénient à utiliser les quatre accès de microphones construits en utilisant deux microphones discrets est que le déflecteur occupe de l'espace ou que
la distance entre les microphones discrets est augmentée.
Dans les deux modes de réalisation de la technique précédente, le processeur doit avoir la complexité
nécessaire pour traiter les signaux reçus des quatre accès microphones.
En conséquence, il existe un besoin pour un système de microphones directionnels à gradient de plus petites
dimensions et de complexité moindre.
Brève description des dessins
La figure 1 représente un schéma bloc d'un système de microphones directionnels à gradient, selon la présente invention. La figure 2 représente un schéma bloc du traitement acoustique intermédiaire d'un processeur utilisé dans le système de microphones directionnels à gradient de la
figure 1, selon la présente invention.
La figure 3 représente un schéma bloc du traitement de signal électrique effectué sur les signaux de microphones individuels dans un processeur utilisé dans le système de microphones directionnels à gradient de la
figure 1, selon la présente invention.
La figure 4 représente un schéma bloc d'une mise en oeuvre économique d'un processeur utilisé dans le système de microphones directionnels à gradient de la figure 1,
selon la présente invention.
La figure 5 représente un système de communication comprenant le système de microphones directionnels à
gradient de la figure 1, selon la présente invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré
Selon la présente invention, le besoin exposé précédemment est sensiblement satisfait par un système de microphones directionnels à gradient et le procédé associé. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de microphones directionnels à
gradient comprend trois microphones et un processeur.
Chacun des trois microphones a sensiblement le même ordre de gradient et la même réponse en fréquence. Chaque microphone produit un signal électrique qui répond à la pression sonore appliquée à chaque microphone. Le processeur est relié de façon à recevoir le signal électrique de chaque microphone, et fonctionne de façon à produire un signal de sortie pour le système de microphones directionnels à gradient dont l'ordre de gradient est au moins de deux ordres de gradient supérieur à l'ordre de gradient de chacun des trois microphones. En utilisant la présente invention, les dimensions et la S5 complexité du système de microphones directionnels à gradient sont sensiblement réduites par rapport à celui de
la technique précédente.
On comprendra mieux une description détaillée d'un
mode de réalisation préféré de la présente invention en se référant aux dessins joints qui sont représentés sur les
figures 1 à 5.
La figure 1 représente un système de microphones
directionnels à gradient 100, selon la présente invention.
Le système de microphones directionnels à gradient 100 de la présente invention comprend en général un premier 101, un second 103, et un troisième 105 microphone, et un processeur 107. Selon la présente invention, les trois microphones 101, 103 et 105 ont chacun un ordre de gradient et une réponse en fréquence qui sont sensiblement
les mêmes pour les trois microphones.
Le premier 101, second 103, et troisième 105 microphones produisent respectivement un premier 109, second 111, et troisième 113 signal électrique en réponse à la pression sonore appliquée à chaque microphone. La pression sonore, comme cela est indiqué par la flèche 115, est au moins en partie produite par une source de pression sonore désirée 117. Les trois microphones 101, 103 et 105 sont positionnés sur un axe 125 qui est commun avec la source de pression sonore désirée 117. La pression sonore appliquée au premier 101, second 103, et troisième 105 microphones est respectivement représentée par les flèches 119, 121, et 123. Comme les microphones sont espacés les uns des autres, la pression sonore appliquée à chaque microphone a sensiblement le même niveau mais est retardée dans le temps par rapport à la pression sonore 115 générée
par la source de pression sonore désirée 117.
Selon la présente invention le processeur 107 est relié de façon à recevoir les signaux électriques 109, 111 et 113 respectivement de chaque microphone 101, 103, et 105, et fonctionne de façon à produire un signal de sortie à la ligne 131 pour que le système de microphones directionnels à gradient ait un ordre de gradient 141 qui soit au moins de deux ordres de gradients supérieur à
l'ordre de gradient de chacun des trois microphones.
Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, les trois microphones 101, 103, et 105 ont chacun un ordre de gradient de zéro qui est représenté par un diagramme de directivité 135, 137, 139 montré à côté de chaque microphone. Le diagramme de directivité de chaque microphone présente une sensibilité égale pour tous les angles d'incidence 133. L'ordre de gradient présenté par le système de microphones directionnels à gradient 100 est représenté par le diagramme de directivité 141. Le diagramme de directivité 141 est représenté par l'équation suivante: y Ls((mI-2m2+m3)+ (m -m3)] [1] S 1 s 2 ( ml)- 1 dans laquelle y est la sortie, le terme 1/s représente l'intégration, k est une constante d'échelle qui est proportionnelle à la vitesse du son divisée par la lo distance entre les microphones, et ml, m2, m3 sont les signaux électriques 109, 11, 113 provenant des trois microphones. Les signaux m2 et m3 peuvent s'écrire en fonction de mi par les équations suivantes: m2 = m1 e-st [2] m3 = mi. e-s2t [3] óoS(e) t- k [4] k dans laquelle q est l'angle d'incidence 133. La sortie finale y est alors donnée par l'équation suivante: Y k[k(m4 -2m2 +m3)+ (mMi-m3)[ = mkk[(1-e-st)(1-e-St)+.(l1-est)(l+e-st)] [5] = m1e-stk(e st/2e-st12)[k(est/2 e-St2)+(est2+e-st2)] [6] =mleS st 26 2k,t,2k et et = m2 ksn(Ot)[2ksi(o)+oS) [7] Pour k>0: tm2cos(0)[cos(0)+l} [8] Le diagramme de directivité 141 est généralement unidirectionnel en ce que le système de microphones directionnels à gradient 100 est sensible à la pression sonore 115 reçue de la direction de la source de pression sonore 117 et est essentiellement insensible à la pression
sonore reçue de toutes les autres directions.
Un avantage que présente le système de microphones directionnels à gradient 100 est que l'on utilise seulement trois microphones à gradient d'ordre zéro 101, 103, 105 pour produire le signal de sortie 131 dont le diagramme de directivité 141 a un gradient du second ordre. En revanche, la technique précédente demandait quatre microphones de gradient d'ordre zéro pour produire un signal de sortie de diagramme de directivité du second ordre. Ainsi, dans la présente invention, en utilisant un microphone de gradient d'ordre zéro de moins on réduit les dimensions du système de microphones directionnels à gradient 100 de façon significative. Selon la présente invention, les avantages de la diminution des dimensions sont permis par l'innovation que constitue l'utilisation
du processeur 107.
Dans le mode de réalisation de la présente invention, la distance entre les microphones adjacents 127 et 129 est d'environ 25 millimètres. En conséquence, ceci correspond à une longueur d'encombrement global d'environ 60 millimètres. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, la constante k est égale à la vitesse du son divisée par l'écartement entre les microphones. On peut obtenir d'autres diagrammes de directivité en sortie par une mise à l'échelle de cette constante k. Un diagramme bi-directionnel étroit en sortie du système de microphones directionnels à gradient est un exemple d'un autre diagramme de directivité que l'on obtient par mise à
l'échelle de la constante k.
Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, un étage d'intégration final (non représenté) peut en option être ajouté à la sortie du processeur 107 pour intégrer le signal de sortie 131. L'étage d'intégration final est avantageux dans le cas de systèmes de microphones directionnels à gradient prévus pour être utilisés dans des grandes pièces ou dans des zones ouvertes. Cependant, quand le système de microphones directionnels à gradient est utilisé dans de petites pièces ou dans des automobiles par exemple, le renforcement du son basse fréquence produit un effet
équivalent à l'intégration.
Le système de microphones directionnels à gradient de la présente invention peut être avantageusement utilisé comme faisant partie d'un autre système de microphones à gradient ayant plus de trois microphones et qui offre un gradient d'ordre supérieur au gradient obtenu
par les trois microphones.
Les figures 2 à 4 représentent d'autres schémas bloc possibles pour le processeur de la figure 1. La fonction remplie par chacun des schémas bloc est la même. La figure 2 représente un schéma bloc du processeur d'un point de vue acoustique. La figure 3 représente un schéma bloc du processeur d'un point de vue électrique. La figure 4 représente un schéma bloc du processeur en vue d'une
implémentation économique.
La figure 2 représente un schéma bloc du traitement intermédiaire acoustique du processeur 107 utilisé dans le système de microphones directionnels à gradient 100 de la figure 1, selon la présente invention. Le processeur 107 comprend généralement un premier 201, un second 203, et un troisième 205 circuit de détermination du gradient. Le premier circuit de détermination du gradient 201 est connecté pour recevoir le premier 109 et le second 111 signal électrique, et fonctionne de façon à produire un premier signal de gradient à la ligne 207. Le second circuit de détermination du gradient 203 est connecté pour recevoir respectivement les second et troisième signaux électriques des lignes 111 et 113, et fonctionne de façon à produire un second signal de gradient à la ligne 209. Le troisième circuit de détermination du gradient 205 est connecté pour recevoir les premier et second signaux de gradient des lignes 207 et 209, et fonctionne de façon à
produire le signal de sortie à la ligne 131.
Les premier et second signaux de gradient aux lignes 207 et 209, ont un gradient de premier ordre représenté par un diagramme de directivité 233. De préférence, le diagramme de directivité 233 est un diagramme en cardioïde; cependant, dans d'autres applications le diagramme de directivité 233 peut être un autre diagramme représentatif d'un gradient du premier ordre. D'autres diagrammes de directivité pour les systèmes de microphones directionnels à gradient du premier ordre peuvent comprendre des diagrammes de directivité ayant la forme du
chiffre huit.
Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, le premier circuit de détermination de gradient comprend généralement un moyenneur 213, un soustracteur 211, un amplificateur 215, un intégrateur 217, et un sommateur 219. De façon individuelle, le moyenneur 213, le soustracteur 211, l'amplificateur 215, l'intégrateur 217, et le sommateur 219 sont bien connus de la technique de sorte qu'on ne présentera pas de considérations supplémentaires sauf celles permettant de faciliter la
compréhension de la présente invention.
Le soustracteur 211 soustrait le second signal électrique 111 du premier signal 109 de façon à produire un signal soustrait à la ligne 221. Le moyenneur 213 moyenne respectivement les premier et second signaux électriques des lignes 109 et 111, de façon à produire un signal moyenné à la ligne 223. L'amplificateur 215 amplifie le signal soustrait de la ligne 221 de façon à produire un signal amplifié à la ligne 225. L'intégrateur 217 intègre le signal amplifié de la ligne 225 de façon à produire un signal intégré à la ligne 227. Le sommateur 219 somme le signal intégré de la ligne 227 et le signal moyenné de la ligne 223 de façon à produire le premier
signal de gradient 207.
Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, le signal soustrait de la ligne 221 du système de microphones directionnels à gradient a un gradient du premier ordre représenté par le diagramme de directivité 231. Le diagramme de directivité 231 a de préférence une sensibilité bi-directionnelle indiquée par la forme symétrique du chiffre huit. Le second circuit de détermination de gradient 203 a la même structure et effectue respectivement une fonction similaire sur les second et troisième signaux des lignes 111 et 113, de façon à produire le second signal de
gradient à la ligne 209.
Le troisième circuit de détermination de gradient comprend généralement un soustracteur 229 pour soustraire le second signal de gradient de la ligne 209 du premier signal de gradient 207 de façon à produire le signal de sortie à la ligne 131 pour le système de microphones
directionnels à gradient.
La figure 3 représente un schéma bloc du traitement de signal électrique des signaux des microphones individuels 109, 111, 113 dans le processeur 107 qui est utilisé dans le système de microphones directionnels à
gradient 100 de la figure 1, selon la présente invention.
Le processeur 107 comprend généralement un premier 301, un second 303, un troisième 305, un quatrième 307, un cinquième 309, et un sixième amplificateur 311, et un premier 313, un second 315, et un troisième 317 intégrateurs, et un sommateur 319. De façon individuelle, chacun des éléments représentés dans le processeur 107 comme montré sur la figure 3 est bien connu de la technique, de sorte qu'on ne présentera pas de considérations supplémentaires sauf celles permettant de
faciliter la compréhension de la présente invention.
Le premier 301, le second 303, et le troisième 305 amplificateurs amplifient respectivement le premier 109, le second 111, et le troisième 113 signal électrique d'une constante Ki, de façon à produire respectivement un premier, un second, et un troisième signal amplifié aux lignes 321, 323 et 325. La première constante K1, est proportionnelle au rapport entre la vitesse du son et la distance entre des microphones adjacents. Le premier intégrateur 313 intègre le premier signal amplifié de la ligne 321 de façon à produire un premier signal intégré à la ligne 327. Le second intégrateur intègre le second signal amplifié de la ligne 323 de façon à produire un second signal intégré à la ligne 329. Le troisième intégrateur 317 intègre le troisième signal amplifié de la ligne 325 de façon à produire un troisième signal intégré à la ligne 331. Le quatrième amplificateur 307 amplifie le premier signal électrique de la ligne 109 d'une constante K2 de façon à produire un quatrième signal amplifié à la ligne 333. Le cinquième amplificateur 309 amplifie le troisième signal électrique de la ligne 113 d'une constante K3, de signe opposé à celui de la seconde constante K2, de façon à produire un cinquième signal amplifié à la ligne 335. Le sixième amplificateur 311 amplifie le second signal intégré de la ligne 329 de façon à produire un sixième signal amplifié à la ligne 337. Le sommateur 319 somme le premier signal intégré de la ligne 327, le quatrième signal amplifié de la ligne 333, le sixième signal de la ligne 337, le troisième signal intégré de la ligne 331, et le cinquième signal amplifié de la ligne 335 de façon à produire le signal de sortie à
la ligne 131 du processeur 107.
La figure 4 représente un schéma bloc d'une mise en oeuvre économique du processeur 107 qui est utilisé dans le système de microphones directionnels à gradient 100 de la figure 1, selon la présente invention. Le système de microphones directionnels à gradient de la figure 4 comprend généralement un premier amplificateur inverseur 401, un premier sommateur 403, un atténuateur 405, un atténuateur inverseur 407, un amplificateur 409, un intégrateur 411, et un second sommateur 413. De façon individuelle, chaque élément du processeur 107 représenté à la figure 4 est bien connu de la technique, de sorte qu'on ne présentera pas de considérations supplémentaires sauf celles qui permettent de faciliter la compréhension
de la présente invention.
Le premier amplificateur inverseur 401 inverse l'amplitude du second signal électrique de la ligne 111 par rapport à l'amplitude des premier et troisième signaux électriques des lignes 109 et 113 respectivement, et amplifie le second signal électrique de la ligne 111 de façon à produire un signal amplifié inversé à la ligne 415. Le premier sommateur somme le premier signal électrique de la ligne 109, le troisième signal électrique de la ligne 113, et le premier signal amplifié inversé de la ligne 415 de façon à produire un premier signal sommé à la ligne 417. L'atténuateur 405 atténue le premier signal électrique de la ligne 109 de façon à produire un signal atténué à la ligne 419. L'atténuateur inverseur 407 atténue le troisième signal électrique de la ligne 113, et inverse l'amplitude du premier signal électrique de la ligne 109 de façon à produire un signal atténué inversé à la ligne 421. L'amplificateur 409 amplifie le premier signal sommé de la ligne 417 d'une constante K de façon à produire un signal amplifié à la ligne 420. La constante K représente un gain de l'amplificateur 409 qui est proportionnel au rapport entre la vitesse du son et la distance entre des microphones adjacents. L'intégrateur 411 intègre le signal amplifié de la ligne 420 de façon à produire un signal intégré à la ligne 423. Le sommateur 413 somme le signal atténué de la ligne 419, le signal atténué inversé de la ligne 421 et le signal intégré de la ligne 423 de façon à produire le signal de sortie à la ligne 131 pour le système de microphones directionnels à gradient. L'avantage que présente le schéma bloc du processeur 107 représenté à la figure 4 est que le processeur 107 a une moindre complexité par rapport aux représentations du processeur 107 des figures 2 et 3 et dans la technique précédente. La figure 5 représente un système de communication 500 qui utilise le système de microphones directionnels à
gradient 100 de la figure 1 selon la présente invention.
Le système de communication 500 comprend généralement le système de microphones directionnels à gradient 100 de la figure 1 relié à un émetteur 501. La source de pression sonore 117 génère une pression sonore 115 dans la direction du système de microphones directionnels à gradient 100. En particulier, la pression sonore 115 est dirigée vers le système de microphones directionnels à gradient 100 selon un angle d'incidence 133 de zéro degrés comme cela est représenté par le diagramme de directivité 141. Le système de microphones directionnels à gradient comprend un premier 503, un second 505, et un troisième 507 accès d'entrée pour recevoir respectivement la pression sonore 115 sur le premier 101, le second 103, et le troisième 105 microphone. Le système de microphones directionnels à gradient 100 traite le signal d'entrée provenant des trois accès 503, 505, et 507 en utilisant le processeur 107 de façon à produire le signal de sortie 131. Le signal de sortie 131 est fourni à l'émetteur 501
qui transmet le signal de sortie à la ligne 509.
Dans le mode de réalisation préféré, le système de communication 500 est un système de radiotéléphonie dans lequel le système de microphones directionnels à gradient représente un microphone à main libre et l'émetteur
501 représente une partie des circuits du radiotéléphone.
Selon une autre solution, le système de communication 500 peut aussi représenter un système de communication par dispatching dans lequel le système de microphones directionnels à gradient 100 représente un microphone de bureau et l'émetteur 501 représente un contrôleur relié à un réseau téléphonique filaire. Selon une autre solution, le système de communication 500 peut également représenter un appareil de correction auditive dans lequel le système de microphones directionnels à gradient 100 reçoit le son provenant d'une direction particulière distante de l'utilisateur et l'émetteur 501 traite ces sons pour les
faire parvenir à l'oreille de l'utilisateur.
La présente invention fournit ainsi un système de microphones directionnels à gradient et un procédé associé. En utilisant la présente invention, les dimensions et la complexité du système de microphones directionnels à gradient sont sensiblement diminuées par rapport à celles de la technique précédente. Ces avantages sont généralement obtenus par un système de microphones directionnels à gradient qui dispose de trois microphones dont les signaux sont traités de façon unique. Avec la présente invention, les problèmes des grandes dimensions et de la forte complexité du système de microphones directionnels à gradient de la technique précédente sont
essentiellement résolus.
Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation qui ont été représentés, il n'est pas prévu de limiter l'invention à ces modes de réalisation spécifiques. Les experts de la technique reconnaîtront que des variations et des modifications peuvent être apportées sans s'éloigner de l'esprit et du domaine de l'invention tel que cela est
défini dans les revendications jointes.
Claims (10)
1. Système de microphones directionnels à gradient (100) caractérisé par: trois microphones (101, 103, 105), chaque microphone (101, 103, 105) ayant un ordre de gradient (135, 137, 139) et une réponse en fréquence qui sont sensiblement les mêmes pour les trois microphones (101, 103, 105), chaque microphone (101, 103, 105) produisant un signal électrique (109, 111, 113) en réponse à la pression sonore (119, 121, 123) appliquée sur chaque microphone (101, 103, 105), et un processeur (107) relié de façon à recevoir le signal électrique (109, 111, 113) provenant de chaque microphone (101, 103, 105) et qui fonctionne de façon à produire un signal de sortie (131) pour le système de microphones directionnels à gradient (100) qui présente un gradient (141) dont l'ordre est au moins de deux ordres de gradient supérieur à l'ordre de gradient (135, 137, 139)
de chacun des trois microphones (101, 103, 105).
2. Système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 1, dans lequel le signal électrique (109, 111, 113) produit par chacun des trois microphones (101, 103, 105) comprend les premier (109), second (111) et troisième (113) signaux électriques correspondant aux premier (101), second (103) et troisième (105) microphones, et dans lequel le processeur (107) est en outre caractérisé par: un premier circuit de détermination de gradient (201) connecté de façon à recevoir les premier (109) et second (111) signaux électriques et qui fonctionne de façon à produire un premier signal de gradient (207); un second circuit de détermination de gradient (203) connecté de façon à recevoir les second (111) et troisième (113) signaux électriques et qui fonctionne de façon à produire un second signal de gradient (209); un troisième circuit de détermination de gradient (205) connecté de façon à recevoir les premier (207) et second (209) signaux de gradient et qui fonctionne de
façon à produire le signal de sortie (131).
3. Système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 2, dans lequel le premier circuit de détermination de gradient (201) est en outre caractérisé par: un soustracteur (211) pour soustraire le second signal électrique (111) du premier signal électrique (109) de façon à produire un signal soustrait (221); un moyenneur (213) pour moyenner les premier (109) et second (111) signaux électriques de façon à produire un signal moyenné (223); un amplificateur (215) pour amplifier le signal soustrait (221) de façon à produire un signal amplifié
(225);
un intégrateur (217) pour intégrer le signal amplifié (225) de façon à produire un signal intégré (227); et un sommateur (219) pour sommer le signal intégré (227) et le signal moyenné (223) de façon à produire le
premier signal de gradient (207).
4. Système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 2, dans lequel le second circuit de détermination de gradient (203) est en outre caractérisé par: un soustracteur (212) pour soustraire le troisième signal électrique (113) du second signal électrique (111) de façon à produire un signal soustrait (222); un moyenneur (214) pour moyenner les second (111) et troisième (113) signaux électriques de façon à produire un signal moyenné (224); un amplificateur (216) pour amplifier le signal soustrait (222) de façon à produire un signal amplifié
(226);
un intégrateur (218) pour intégrer le signal amplifié (226) de façon à produire un signal intégré (228); et un sommateur (220) pour sommer le signal intégré (228) et le signal moyenné (224) de façon à produire le
second signal de gradient (209).
5. Système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 2, dans lequel le troisième circuit de détermination du gradient (205) est en outre caractérisé par: un soustracteur (229) pour soustraire le second signal de gradient (209) du premier signal de gradient (207) de façon à produire le signal de sortie (131) du
système de microphones directionnels à gradient (100).
6. Système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 1, dans lequel le signal électrique (109, 111, 113) produit par chacun des trois microphones (101, 103, 105) comprend un premier (109), second (111) et troisième (113) signaux électriques correspondant aux premier (101), second (103) et troisième (105) microphones, et dans lequel le processeur (107) est en outre caractérisé par: un premier amplificateur inverseur (401) pour inverser l'amplitude du second signal électrique (111) par rapport à l'amplitude des premier (109) et troisième (113) signaux électriques, et pour amplifier le second signal électrique (111) de façon à produire un signal amplifié inversé (415); un premier sommateur (403) pour sommer le premier signal électrique (109), le troisième signal électrique (113), et le premier signal amplifié inversé (415) de façon à produire un premier signal sommé (417); un atténuateur (405) pour atténuer le premier signal électrique (109) de façon à produire un signal atténué
(419).
un atténuateur inverseur (407) pour inverser l'amplitude du troisième signal électrique (113) par rapport à l'amplitude du premier signal électrique (109) et pour atténuer le troisième signal électrique (113) de façon à produire un signal atténué inversé (421); un amplificateur (409), dont le gain (K) est proportionnel au rapport entre la vitesse du son et la distance entre des microphones adjacents, pour amplifier le premier signal sommé (417) de façon à produire un signal amplifié (420); un intégrateur (411) pour intégrer le signal amplifié (420) de façon à produire un signal intégré (423); et un second sommateur (413) pour sommer le signal atténué (419), le signal atténué inversé (421) et le signal intégré (423) de façon à produire le signal de sortie (131) pour le système de microphones directionnels
à gradient (100).
7. Système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 1, dans lequel le signal électrique (109, 111, 113) produit par chacun des trois microphones (101, 103, 105) comprend un premier (109), second (111) et troisième (113) signaux électriques correspondant aux premier (101), second (103) et troisième (105) microphones, et dans lequel le processeur (107) est en outre caractérisé par: un premier (301), second (303) et troisième (305) amplificateurs pour amplifier respectivement le premier 109), second (111) et troisième (113) signaux électriques d'une constante (K1), proportionnelle au rapport entre la vitesse du son et la distance entre des microphones adjacents, de façon à produire respectivement les premier (321), second (323) et troisième (325) signaux amplifiés; un premier(313), second (315) et troisième (317) intégrateurs pour intégrer respectivement chacun des premier (321), second (323) et troisième (325) signaux amplifiés, de façon à produire respectivement les premier (327), second (329) et troisième (331) signaux intégrés; un quatrième amplificateur (307) pour amplifier le premier signal électrique (109) par une seconde constante (K2) de façon à produire un quatrième signal amplifié
(333);
un cinquième amplificateur (309) pour amplifier le troisième signal électrique (113) par une troisième constante (K3), dont le signe est opposé à celui de la seconde constante (K2), de façon à produire un cinquième signal amplifié (335); un sixième amplificateur (311) pour amplifier le second signal intégré (329) par une quatrième constante (K4) de façon à produire un sixième signal amplifié (337); et un sommateur (319) pour sommer les premier (327) et troisième (331) signaux intégrés, et les quatrième (333), cinquième (335), et sixième (337) signaux amplifiés de façon à produire le signal de sortie (131) du système de
microphones directionnels à gradient (100).
8. Procédé pour faire fonctionner un système de microphones directionnels à gradient (100) comprenant o10 trois microphones (101, 103, 105), chaque microphone (101, 103, 105) ayant un ordre de gradient (135, 137, 139) et une réponse en fréquence qui sont sensiblement les mêmes pour les trois microphones (101, 103, 105), chaque microphone (101, 103, 105) produisant un signal électrique (109, 111, 113) en réponse à la pression sonore (119, 121, 123) appliquée sur chaque microphone (101, 103, 105), le procédé étant caratérisé par les étapes consistant à: traiter (107) le signal électrique (109, 111, 113) provenant de chaque microphone (101, 103, 105) de façon à produire un signal de sortie (131) pour le système de microphones directionnels à gradient (100) qui présente un gradient (141) dont l'ordre est au moins de deux ordres de gradient supérieur à l'ordre de gradient (135, 137, 139)
de chacun des trois microphones (101, 103, 105).
9. Procédé pour faire fonctionner un système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 8, dans lequel le signal électrique (109, 111, 113) produit par chacun des trois microphones (101, 103, 105) comprend les premier (109), second (111) et troisième (113) signaux électriques qui correspondent aux premier (101), second (103) et troisième (105) microphones, et dans lequel l'étape de traitement (107) est en outre caractérisée par les étapes consistant à: déterminer (201) un premier signal de gradient (207) en réponse aux premier (109) et second (111) signaux électriques; déterminer (203) un second signal de gradient (209) en réponse aux second (111) et troisième (113) signaux électriques;et déterminer (205) le signal de sortie (131) pour le système de microphones directionnels à gradient (100) en réponse aux premier (207) et second (209) signaux de gradient.
10. Procédé pour faire fonctionner un système de microphones directionnels à gradient (100) selon la revendication 8, dans lequel le signal électrique (19, 111, 113) produit par chacun des trois microphones (101, 103, 105) comprend les premier (109), second (111) et troisième (113) signaux électriques qui correspondent aux premier (101), second (103) et troisième (105) microphones, et dans lequel l'étape de traitement (107) est en outre caractérisée par les étapes consistant à: inverser (401) l'amplitude du second signal électrique (111) par rapport à l'amplitude des premier (109) et troisième (113) signaux électriques, et amplifier le second signal électrique (111) de façon à produire un signal amplifié inversé (415); sommer (403) le premier signal électrique (109), le troisième signal électrique (113), et le premier signal amplifié inversé (415) de façon à produire un premier signal sommé (417); atténuer (405) le premier signal électrique (109) de façon à produire un signal atténué (419).; inverser (407) l'amplitude du troisième signal électrique (113) par rapport à l'amplitude du premier signal électrique (109) et atténuer le troisième signal électrique (113) de façon à produire un signal atténué inversé (421); amplifier (409) le premier signal sommé (417) par un gain (K), proportionnel au rapport entre la vitesse du son o10 et une distance entre des microphones adjacents, de façon à produire un signal amplifié (420); intégrer (411) le signal amplifié (420) de façon à produire un signal intégré (423); et sommer (413) le signal atténué (419), le signal atténué inversé (421) et le signal intégré (423) de façon
à produire le signal de sortie (131) pour le système de microphones directionnels à gradient (100).
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1995
- 1995-06-30 KR KR1019950702715A patent/KR0148650B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Also Published As
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|---|---|
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| AU7959794A (en) | 1995-05-23 |
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| TW263648B (fr) | 1995-11-21 |
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| GB2289597A (en) | 1995-11-22 |
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| ITRM940678A1 (it) | 1996-04-19 |
| CA2150819A1 (fr) | 1995-05-11 |
| IT1274971B (it) | 1997-07-29 |
| CN1116036A (zh) | 1996-01-31 |
| GB2289597B (en) | 1998-01-21 |
| JPH08505514A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3106500B2 (ja) | 2000-11-06 |
| DE4498516T1 (de) | 1997-07-31 |
| KR0148650B1 (en) | 1998-11-02 |
| WO1995012961A1 (fr) | 1995-05-11 |
| CA2150819C (fr) | 1998-08-18 |
| US5463694A (en) | 1995-10-31 |
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