FR2836001A1 - Emission et reproduction de signaux audio stereophoniques - Google Patents
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Abstract
On décrit un procédé et un dispositif d'émission et de reproduction de signaux audio stéréophoniques. Le procédé comprend la division d'un premier canal et d'un second canal (11, 12) en deux bandes de fréquence, la combinaison des signaux de bande de fréquence inférieure des deux canaux, et l'émission des signaux combinés ou de signaux représentatifs de ceux-ci, et des signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux ou de signaux représentatifs de ceux-ci. Le dispositif comprend :un diviseur (13, 14) pour diviser chacun des deux canaux en deux bandes de fréquence, un combineur (15) pour combiner les signaux de bande de fréquence inférieure des deux canaux, et un émetteur pour émettre les signaux combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci, et les signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux, ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
Description
rapport à la première surface et la seconde surface.
Domaine de l'invention La présente invention concerne des procédés et des dispo
sitifs d'émission de signaux audio stéréophoniques.
La présente invention concerne également un dispositif de
s reproduction de signaux stéréophoniques.
Etat de la technique Le standard Bluetooth permet à des dispositifs de commu niquer les uns avec les autres par une liaison sans fil avec certains ca
naux définis comprenant trois canaux SCO à 64 kbits par seconde.
lO Chaque canal peut transporter des signaux audio échantillonnés ayant une largeur de bande de 4 kHz avec des échantillons de 8 bits. Cependant, la largeur de bande de 4 kHz est considérée comme ne convenant pas pour une utilisation avec un équipement haute fidélité portable, bien qu'elle soit considérée comme suffisante pour transporter des signaux vo lS caux. Il est connu de réduire la quantité de données numériques nécessaires pour représenter des signaux sonores stéréophoniques, en utilisant des codeurs selon le standard MPEG- l. Les signaux stéréophoni ques reconstitués après compression MPEG- l tendent à être de très haute qualité. Cependant, les codeurs et les décodeurs MPEG ne sont pas bon marché à fabriquer et tendent à avoir une consommation de puissance relativement élevée. Par suite, il est souhaitable d'éviter leur utilisation
dans des équipements portables fonctionnant sur batterie.
Avantages de l'invention Selon un premier aspect de l'invention, on crce un procédé d'émission de signaux audio stéréophoniques, le procédé comprenant: la division de chacun de deux canaux en deux bandes de fréquence, la com binaison des signaux de bande de fréquence inférieure des deux canaux, et l'émission des signaux combinés ou de signaux représentatifs de ceux so ci, et des signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux ou
de signaux représentatifs de ceux-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre la combinaison de chacun des signaux de bande de fréquence plus élevée émis, ou de signaux représentatifs de ceux-ci, avec
s les signaux combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
Selon un second aspect de l'invention, on crce un procédé d'émission de signaux audio stéroophoniques, le procédé comprenant: la division de chacun de deux canaux en deux bandes de fréquence, la com binaison des signaux de bande de fréquence inférieure des deux canaux, le décalage en fréquence vers le bas des signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux, et l'émission des signaux combinés ou de signaux représentatifs de ceux-ci, et des signaux décalés en fréquence ou
s de signaux représentatifs de ceux-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre le décalage en fréquence vers le haut de chacun des
signaux décalés en fréquence émis, ou de signaux représentatifs de ceux-
ci; et la combinaison de chacun des signaux résultants, avec les signaux
o combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
Suivant d'autres caractéristiques du procédé ci-dessus, l'étape d'émission comprend l'émission des signaux sur trois canaux de
donnces numériques et/ou sur une liaison radio. Le procédé est essen-
tiellement tel que décrit ici en se référant aux dessins annexés.
i5 Selon un troisième aspect de l'invention, on crée un dispo sitif d'émission de signaux audio stéréophoniques, le dispositif compre nant: un diviseur pour diviser chacun de deux canaux en deux bandes de fréquence, un combineur pour combiner les signaux de bande de fré quence inférieure des deux canaux, et un émetteur pour émettre les si o gnaux combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci, et des signaux
de bande de fréquence plus élevée des deux canaux ou des signaux repré-
sentatifs de ceux-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le disposi-
tif comprend en outre un second combineur pour combiner les signaux s combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci, avec les signaux de bande de fréquence plus élevée représentatifs de l'un des canaux, ou de
signaux représentatifs de ceux-ci; et un troisième combineur pour combi-
ner les signaux combinés émis, ou des signaux représentatifs de ceux-ci, avec les signaux de bande de fréquence plus élevée de l'autre des canaux,
ou de signaux représentatifs de ceux-ci.
Selon un quatrième aspect de l'invention, on crce un dispo-
sitif d'émission de signaux audio stéréophoniques, le dispositif compre-
nant: un diviseur pour diviser chacun de deux canaux en deux bandes de fréquence, un combineur pour combiner les signaux de bande de fré
3s quence inférieure des deux canaux, un changeur de fréquence pour déca-
ler en fréquence vers le bas les signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux, et un émetteur pour émettre les signaux combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci, et les signaux décalés en fréquence
ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le disposi tif comprend en outre un autre convertisseur élévateur de fréquence pour s décaler en fréquence vers le haut chacun des signaux décalés en fré quence émis, ou des signaux représentatifs de ceux-ci; et un second combineur pour combiner chacun des signaux résultants, avec les si
gnaux combinés émis ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, dans les o dispositifs d'émission l'émetteur comprend des moyens pour émettre les signaux sur trois canaux numériques, et/ou l'émetteur est un émetteur radio. Selon un cinquième aspect de l'invention, on crée un dispo sitif de reproduction de signaux audio stéréophoniques, ce dispositif com s prenant des moyens pour recevoir des signaux émis sur trois canaux audio, des moyens pour combiner les signaux reçus sur un premier des canaux, avec les signaux reçus sur un second des canaux, de manière à fournir un premier signal de sortie de canaux, et des moyens pour combi ner les signaux reçus sur le premier des canaux, avec les signaux reçus o sur un troisième des canaux, de manière à fournir un second signal de
sortie de canaux.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le disposi tif de reproduction comprend en outre des moyens pour translater en fré quence les signaux reçus sur le second et le troisième des canaux; et des s moyens pour fournir les signaux translatés en fréquence, aux moyens de combinaison. Dessins Des modes de réalisation de l'invention seront maintenant décrits, simplement à titre d'exemples, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma illustrant le principe de l'invention; et - les figures 2 et 3 sont des schémas d'un premier mode de réalisation
et d'un second mode de réalisation de l'invention.
Description des dessins
3s En se référant à la figure 1, celle-ci représente schémati quement un dispositif 10 d'émission de signaux audio stéréophoniques. Le dispositif comprend des entrées de canaux audio de gauche et de droite 11, 12 d'une largeur de bande de 8 kHz chacun. Des premier et second diviseurs de signaux 13, 14 sont connectés chacun à l'une des entrées de canaux. Le premier diviseur 13 transmet le signal à 4 kHz le plus bas des signaux reçus par son entrée de canal de gauche 11, à un sommateur 15, et transmet le signal à 4 kHz le plus haut à un convertisseur abaisseur
s 16. Le second diviseur de signaux 14 transmet de la même manière le si-
gnal à 4 kHz le plus bas des signaux reçus par l'entrée de canal de droite, à une autre entrée du sommateur 15, et transmet le signal à 4 kHz le plus
haut à un second convertisseur abaisseur 17. Les convertisseurs abais-
seurs 16, 17 abaissent chacun de 4 kHz, les signaux reçus par leur en o trée, et fournissent ces signaux à l'un, respectif, d'un premier canal et d'un second canal de données sans fil 18, 19 à 64 kbits par seconde. Le sommateur 15 fait la somme des signaux qu'il reçoit et les fournit à un troisième canal de données sans fil 20 à 64 kbits par seconde. Chacun des canaux de données 18-20 transporte donc un signal audio numérisé oc
s cupant une largeur de bande comprise entre O Hz et 4 kHz.
Des signaux audio stéréophoniques sont reconstitués à une extrémité de récepteur des canaux de données 18-20. Un premier et un second convertisseurs élévateurs 21, 22 sont connectés chacun à l'un des canaux de données 18, 19. Ces convertisseurs élévateurs déplacent cha o cun de 4 kHz vers le haut, la fréquence des signaux reçus, ce qui donne des signaux identiques à ceux qui sont appliqués aux convertisseurs
abaisseurs respectifs 16, 17. Les signaux fournis par le premier convertis-
seur élévateur sont ajoutés aux signaux reçus par le troisième canal de données 20, dans un second sommateur 23, et le résultat est fourni à une s sortie de canal de gauche 24. De la méme manière, un second sommateur fait la somme des signaux fournis par le second convertisseur élévateur 22, avec les signaux reçus par le troisième canal de donnces 20, et fournit
le résultat à une sortie de canal de droite 26.
I1 en résulte l'émission de signaux audio à 16 kHz sur des canaux ayant une largeur de bande combinée de 12 kHz. Ce résultat est obtenu sans aucune réduction de la qualité des signaux de fréquences les plus élevées, mais au prix d'une reproduction imprécise des signaux de fréquences plus basses. Cependant, cela n'est pas considéré comme un problème dans beaucoup de ctrconstances car, pour la plupart de la mu ss sique enregistrée, il est peu courant de trouver une différence significative
entre les composantes basse fréquence des canaux de gauche et de droite.
De plus, l'oreille humaine est beaucoup moins capable de discerner la di-
rection d'un son basse fréquence initial, que celle d'un son haute fré s quence, de sorte qu'un auditeur humain a peu de chance de pouvoir dé terminer une différence entre le cas o le dispositif 10 est utilisé et le cas o il n'est pas utilisé. Cela s'applique aussi bien à des sons reproduits par
des haut-parleurs, qu'à des sons reproduits par des écouteurs.
Une mise en _uvre analogue du dispositif 10 est représen tée en 30 dans la figure 2 dans laquelle les mémes références numériques sont réutilisées pour les mémes éléments. En se référant à la figure 2, le dispositif 30 comprend, comme premier diviseur de signaux 13, un filtre passe-haut 31 et un filtre passe-bas 32. Chacun des filtres 31, 32 pré o sente une fréquence de coupure de 4 kHz. Le second diviseur de signaux 14 comprend de la méme manière un second filtre passe-haut 33 et un second filtre passe-bas 34 ayant également des fréquences de coupure de 4 kHz. Les convertisseurs abaisseurs 16, 17 sont formés à partir d'un premier mélangeur 35 et d'un second mélangeur 36 qui sont branchés en s commun à un oscillateur d'ondes carrées 37 à 4 kHz. Les sorties des mé langeurs 35, 36 sont filtrées par des filtres passe-bas respectifs 38, 39 ayant chacun une fréquence de coupure de 4 kHz, pour supprimer les fré quences sommes indésirables. Le sommateur 15 est constitué par un am
plificateur 40 muni d'une résistance de rétroaction 41.
o Du côté récepteur, les convertisseurs élévateurs 21, 22 sont formés par des mélangeurs respectifs 42, 43 qui sont alimentés en com mun par un oscillateur d'ondes carrées 44 à 4 kHz. Les mélangeurs 42, 43 des convertisseurs élévateurs 21, 22 sont suivis par des filtres passe-haut respectifs 45, 46 ayant chacun une fréquence de coupure de 4 kHz. Les s sommateurs 23, 25 sont constitués par des amplificateurs respectifs 47, 48 munis de résistances de rétroaction respectives 49, 50. Dans ce mode de réalisation, les canaux de données 18-20 sont des canaux audio Blue tooth. Pour cela, le dispositif 10 comprend des convertisseurs analogi ques/numériques (CAN), un modulateur, un émetteur radio, un récepteur radio, un démodulateur et des convertisseurs numériques/analogiques (CNA), non représentés. Les signaux émis sur les canaux de donnces 18 ne sont donc pas les signaux fournis par les filtres 38, 39 et le som mateur 15. Au contraire, les signaux émis sont représentatifs des signaux fournis par les filtres 38, 39 et le sommateur 15. Les signaux représenta 3s tifs sont traités du côté récepteur pour reconstituer les signaux fournis
par les filtres 38, 39 et le sommateur 15.
Une mise en _uvre numérique du dispositif 10 est repré sentée en 60 dans la figure 3. Les mémes références numériques que cel les de la figure 1 sont réutilisées pour désigner les mêmes éléments. En se référant à la figure 3, le dispositif 60 comprend des CAN de gauche et de droite 61, 62. Chacun de ces CAN échantillonne les signaux reçus à son entrée respective 11, 12, et fournit à sa sortie 16 k-échantillons de ceux-ci s par seconde. Un premier processeur de signaux numériques (PSN) 63 est prévu pour recevoir les signaux échantillonnés du canal de gauche, pour effectuer un filtrage passe-haut de manière à supprimer les signaux ayant une fréquence inférieure à 4 kHz, pour convertir le résultat de 4 kHz vers le bas, et pour effectuer un filtrage passe-bas des signaux convertis vers le o bas, de manière à supprimer les signaux ayant une fréquence supérieure à 4 kHz. Les signaux fournis par le premier PSN 63 ont un rythme d'échantillonnage de 8 kbits par seconde. Un second PSN 64 effectue les
mêmes fonctions sur les signaux fournis par le CAN 62 de canal de droite.
Les échantillons fournis par les CAN de gauche et de droite 61, 62 sont s également filtrés par un filtre passe-haut pour supprimer les signaux ayant une fréquence supérieure à 4 KHz, au moyen d'un troisième et d'un quatrième PSN respectifs 65, 66. Les signaux provenant des troisième et
quatrième PSN sont ajoutés les uns aux autres par un sommateur numé-
rique 15 qui fournit des échantillons de sortie à 8 kbits par seconde. Les signaux fournis par les premier et second PSN 63, 64 et par le sommateur
sont préparés pour être émis sur des canaux de voix Bluetooth respec-
tifs 18-20, à 64 kbits par seconde, au moyen d'un dispositif non repré-
senté.
A l'extrémité récepteur, un dispositif non représenté démo-
2s dule les donnces Bluetooth émises, et les renvoie à trois canaux numéri-
ques séparés à 8 kbits par seconde. Les signaux reçus sur le troisième canal de données 20 sont traités par un cinquième PSN 67 qui double leur rythme d'échantillonnage. Les signaux reçus sur le second canal 18 sont traités par un sixième PSN 68 qui est prévu pour convertir les signaux de o 4 kHz vers le haut, puis pour filtrer le résultat par un filtre passehaut de manière à supprimer les composantes ayant des fréquences inférieures à 4 kHz. Le résultat qui consiste en échantillons à 16 kbits par seconde, est fourni au second sommateur 23. Un septième PSN 69 effectue les mêmes fonctions sur les signaux reçus par le second canal 19, et fournit des
s5 échantillons à 16 kbits par seconde au troisième sommateur 25. Les se-
cond et troisième sommateurs additionnent les signaux reçus de leurs PSN respectifs 68, 69, aux signaux fournis par le cinquième PSN 67, pour donner des échantillons de 16 kbits par seconde à leurs sorties respecti ves. Les sommateurs 23, 25 sont connectés à leurs sorties respectives 24,
26 par les CNA respectifs 70, 71.
Il existe diverses variantes de réalisation. Dans un mode de réalisation, des signaux analogiques sont traités du côté émetteur, comme s dans le mode de réalisation de la figure 2, et sont traités numériquement du côté récepteur, comme dans le mode de réalisation de la figure 3. Dans un autre mode de réalisation, non représenté, des signaux sont traités numériquement du côté émetteur, et des signaux analogiques sont traités
du côté récepteur.
L'utilisation de canaux SCO Bluetooth n'est pas essentielle pour l'invention. N'importe quel canal convenable pourrait être utilisé,
suivant les exigences de largeur de bande. De plus, la division des compo-
santes de fréquence plus élevées à partir des composantes de fréquence plus basses, est modifiable. Lorsqu'on dispose par exemple de trois ca naux à 6 kHz, on peut émettre des signaux stéréo ayant une largeur de bande de 12 kHz en supprimant les 6 lUIz inférieurs de chaque canal, en
faisant la somme de ces signaux, et en émettant la somme sur un troi-
sième canal. Dans ce cas, les canaux de gauche et de droite transportent chacun des signaux ayant une largeur de bande de 6 kHz, et le troisième
o canal transporte des signaux ayant une largeur de bande de 6 kHz.
R E V E N D I C AT I O N S
1 ) Procédé d'émission de signaux audio stéroophoniques, caractérisé en ce qu' il comprend: la division de chacun de deux canaux (11, 12) en deux bandes de fré quence; la combinaison des signaux de bande de fréquence inférieure des deux canaux; et l'émission des signaux combinés ou de signaux représentatifs de ceux-ci, et des signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux, ou de
signaux représentatifs de ceux-ci.
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre la combinaison de chacun des signaux de bande de fréquence plus élevée émis, ou de signaux représentatifs de ceux-ci, avec
les signaux combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
3 ) Procédé d'émission de signaux audio stéréophoniques, caractérisé en ce qu' il comprend: la division de chacun de deux canaux (11, 12) en deux bandes de fré quence; la combinaison des signaux de bande de fréquence inférieure des deux canaux; le décalage en fréquence vers le bas des signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux; et l'émission des signaux combinés ou de signaux représentatifs de ceux-ci, et des signaux décalés en fréquence ou de signaux représentatifs de ceux ci. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' il comprend en outre le décalage en fréquence vers le haut de chacun des signaux décalés en fréquence émis, ou de signaux représentatifs de ceux ci; et la combinaison de chacun des signaux résultants, avec les signaux com
binés ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'étape d'émission comprend l'émission des signaux sur trois canaux de
données numériques (18, 19, 20J.
s
6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'étape d'émission comprend l'émission des signaux sur une liaison radio.
o 7 ) Procédé d'émission de signaux audio stéréophoniques, caractérisé en ce qu'
il est essentiellement tel que décrit ici en se référant aux dessins annexés.
8 ) Dispositif d'émission de signaux audio stéréophoniques, s caractérisé en ce qu' il comprend: un diviseur (13, 14) pour diviser chacun de deux canaux (11, 12) en deux bandes de fréquence; un combineur ou sommateur (15) pour combiner les signaux de bande de o fréquence inférieure des deux canaux; et
un émetteur pour émettre les signaux combinés ou des signaux repré-
sentatifs de ceux-ci, et des signaux de bande de fréquence plus élevée des
deux canaux, ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
:s 9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' il comprend en outre: un second combineur (23) pour combiner les signaux combinés ou des signaux représentatifs de ceux-ci, avec les signaux de bande de fréquence plus élevée représentatifs de l'un des canaux, ou de signaux représentatifs de ceux-ci; et un troisième combineur (25) pour combiner les signaux combinés émis, ou des signaux représentatifs de ceuxci, avec les signaux de bande de fréquence plus élevée de l'autre des canaux, ou de signaux représentatifs
3s de ceux-ci.
) Dispositif d'émission de signaux audio stéréophoniques, caractérisé en ce qu' il comprend: un diviseur (13, 14) pour diviser chacun de deux canaux (11, 12) en deux bandes de fréquence; un combineur (15) pour combiner les signaux de bande de fréquence infé s rieure des deux canaux; un convertisseur abaisseur de fréquence (16, 17) pour décaler en fré quence vers le bas les signaux de bande de fréquence plus élevée des deux canaux; et un émetteur pour émettre les signaux combinés ou des signaux repré o sentatifs de ceux-ci, et les signaux décalés en fréquence, ou des signaux
représentatifs de ceux-ci.
11 ) Dispositif selon la revendication 1O, caractérisé en ce qu' il comprend en outre: un autre convertisseur élévateur de fréquence (21, 22) pour décaler en fréquence vers le haut chacun des signaux décalés en fréquence émis, ou des signaux représentatifs de ceux-ci; et un second combineur pour combiner chacun des signaux résultants, avec
les signaux combinés émis ou des signaux représentatifs de ceux-ci.
12 ) Dispositif selon l'une queleonque des revendications 8 à 11,
caractérisé en ce que l'émetteur comprend des moyens pour émettre les signaux sur trois ca
s naux numériques (18, 19, 20).
13 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12,
caractérisé en ce que
l'émetteur est un émetteur radio.
14 ) Dispositif de reproduction de signaux audio stéréophoniques, caractérisé en ce qu' il comprend: des moyens pour recevoir des signaux émis sur trois canaux audio (18,
19, 20);
des moyens pour combiner les signaux reçus sur un premier des canaux, avec les signaux reçus sur un second des canaux, de manière à fournir un premier signal de sortie de canaux; et des moyens pour combiner les signaux reçus sur le premier des canaux, avec les signaux reçus sur un troisième des canaux, de manière à fournir
un second signal de sortie de canaux.
s 15 ) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' il comprend en outre: des moyens pour translater en fréquence les signaux reçus sur le second et le troisième des canaux; et o des moyens pour fournir les signaux translatés en fréquence, aux moyens
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