WO2020053107A1 - Emulateur de pickups à base d' un pickup magnétique pour instrument de musique a cordes - Google Patents

Emulateur de pickups à base d' un pickup magnétique pour instrument de musique a cordes Download PDF

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WO2020053107A1
WO2020053107A1 PCT/EP2019/073904 EP2019073904W WO2020053107A1 WO 2020053107 A1 WO2020053107 A1 WO 2020053107A1 EP 2019073904 W EP2019073904 W EP 2019073904W WO 2020053107 A1 WO2020053107 A1 WO 2020053107A1
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magnet
sound
processing
processing unit
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PCT/EP2019/073904
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Ambroise PERIN
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Aptone
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    • G10H2250/055—Filters for musical processing or musical effects; Filter responses, filter architecture, filter coefficients or control parameters therefor

Definitions

  • the present invention relates to a device for processing the sound of a stringed musical instrument. It also relates to a stringed musical instrument equipped with, or integrating, such a device.
  • the field of the invention is that of apparatuses for processing, and in particular for personalizing, a sound of a stringed musical instrument, such as a guitar, a bass, a violin, etc.
  • the sound system of stringed musical instruments is generally carried out by means of devices which make it possible to directly measure the vibration of the strings.
  • a sensor which is generally a magnet, or electromagnet microphone, which picks up the vibration of the strings, also called “pick up” in English.
  • a magnet microphone generally comprises one or more coils placed around one or more permanent magnets or electromagnets positioned opposite the strings.
  • the vibration of the strings modulates the magnetic flux Phi generated by the magnet (s), and produces at the terminals of the coil (s) an electrical signal which depends in particular on the variation or the derivative (dPhi / dt) of the magnetic flux Phi.
  • the electrical signal provided by the magnet microphone, representative of the vibration of the strings is then transmitted to a sound generating device, such as an amplifier or a speaker, which generates the sound of the instrument.
  • An object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks.
  • Another object of the present invention is to propose a device for processing the sound of a stringed musical instrument making it possible to adjust and personalize the sound obtained in a simple, rapid, inexpensive, and without risk for the instrument. of music.
  • Another object of the present invention is to propose a device for processing the sound of a stringed musical instrument making it possible to emulate, or simulate, a plurality of sensors, instruments or sounds, without intervening on said instrument. .
  • a device for processing the sound of a stringed musical instrument in particular electric, in particular of the electric guitar type, provided with a magnet sensor for picking up the vibration of at least one of said strings and supplying an electrical signal representative of said vibration, said device comprising:
  • At least one module called sound, applying a predetermined processing to said broadband signal to simulate the behavior of another predetermined sensor.
  • the device according to the invention therefore proposes to process the sound of a musical instrument to personalize the sound of the instrument, or emulate a sensor other than that fitted to said instrument, while using the magnet sensor fitted to said instrument.
  • the device according to the invention makes it possible to process the sound of a stringed musical instrument in a simple, rapid, inexpensive manner, and without intervention on the musical instrument and therefore without risk for the musical instrument.
  • the processing unit cancels / compensates for the sound character of the magnet microphone used, in particular by compensating for its high-pass frequency response which depends in particular on the derivative or the variation of the flux.
  • magnetic (dPhi / dt) as explained above, and thus provides a broadband signal.
  • the sound module comes to apply a new sound character, and in particular a new frequency response which simulates a characteristic of microphone with different magnet, in particular with another characteristic of flux (dPhi / dt), to the signal provided by the unit of processing to simulate / emulate another microphone.
  • the processing unit has a frequency response which is at least low pass.
  • the processing unit therefore makes it possible to correct the response of the magnet microphone in order to widen its bandwidth while keeping a dynamic range of the signal usable. More generally, as said above, the purpose of this processing unit is to make the effect of the sound module independent of the magnet microphone used for the capture, and to destroy or cancel the sound character of the magnet microphone used for the capture. in the signal received.
  • the device according to the invention allows a greater possibility of personalizing the sound of the instrument, while limiting losses, in particular for low frequencies.
  • the predetermined sensor simulated by the sound module can be a really existing sensor, such as for example a magnet sensor available on the market.
  • the predetermined sensor simulated by the sound module can be a theoretical sensor, which does not exist on the market, and which is defined by its transfer function, or by its frequency response.
  • At least one cutoff frequency, respectively a gain, of the processing unit can be adjustable, manually or automatically.
  • the processing unit can be adapted to different magnet sensors.
  • the processing unit can be digital or analog
  • the device according to the invention can also comprise at least one load resistor, positioned upstream of the processing unit, to reduce the quality factor of the magnet sensor fitted to the instrument.
  • the load resistance makes it possible to attenuate the effect of the magnet sensor used for the capture, for the frequencies lying around its resonant frequency and to flatten the frequency response of the magnet sensor for these frequencies.
  • the value of the load resistance can be adjustable, manually or automatically.
  • the device according to the invention can be adapted to different magnet sensors having different quality factors. It is therefore possible to use the same device according to the invention with different musical instruments equipped with different magnet sensors.
  • the processing unit can comprise a first low-pass frequency processing stage.
  • Such a first low-pass processing stage makes it possible to flatten the frequency response of the magnet sensor, in low frequencies, in particular below 10 kHz. Consequently, the first stage amplifies the low frequencies, so as to attenuate, or even cancel, the effect of the magnet sensor used for the capture, on the vibration signal, in particular on the low frequencies.
  • the first processing stage may include:
  • the first processing stage may include an integrator and a low-pass filter.
  • the integrator and the low-pass filter can be arranged one after the other, or they can be combined in the same block.
  • the first processing stage can have a low pass frequency response:
  • the integrator and / or the low-pass filter of the first processing stage can be produced in analog or digital manner.
  • the cutoff frequency of the first processing stage can be equal to the resonant frequency of the magnet sensor.
  • the cut-off frequency, respectively the gain, of the first processing stage can (can) be adjusted (s), manually or automatically.
  • the same device according to the invention can be adapted to different magnet sensors, and in particular to the resonant frequencies of different magnet sensors. It is therefore possible to use the same device according to the invention with different musical instruments equipped with different magnet sensors.
  • the processing unit can also comprise a second high-pass frequency response processing stage, so as to widen the passband towards the high frequencies.
  • Such a second high-pass processing stage makes it possible to flatten the frequency response of the magnet sensor, in the high frequencies, in particular from 5 kHz. Consequently, the second stage amplifies the high frequencies, and thus attenuate, or even cancel, the effect of the magnet sensor used for the capture, on the vibration signal, in particular on the high frequencies beyond a frequency. resonance of the sensor coil.
  • the second treatment stage can be positioned in series, before or after, the first treatment stage.
  • the second treatment stage can be confused with the first treatment stage in the same treatment stage.
  • the cutoff frequency of the second processing stage can be equal to the resonant frequency of the magnet sensor.
  • the second processing stage can comprise:
  • the second processing stage may have a high pass frequency response:
  • the high-pass filter or filters of the second processing stage can be produced in analog or digital manner.
  • the cutoff frequency, respectively the gain, of the second processing stage can (be) be adjustable (s) manually or automatically.
  • the same device according to the invention can be adapted to different magnet sensors. It is therefore possible to use the same device according to the invention with different musical instruments equipped with different magnet sensors having different frequency responses.
  • the processing unit can be, or can include, an integrator-amplifier stage realizing:
  • the device according to the invention makes it possible to compensate for the effects of the magnet sensor for low frequencies and for high frequencies, on either side of the resonance frequency of said magnet sensor, so as to widen the bandwidth towards these frequencies.
  • the threshold frequency, respectively the gain, of the integrator-amplifier stage can (be) be adjustable (s), to adapt on the fly to such or such a magnet sensor.
  • the adjustment can be carried out manually or automatically.
  • the integrator-amplifier stage may include:
  • a feedback loop connecting the output of said operational amplifier to said inverting input, and comprising a resistor connected in parallel with a capacitor and a resistance, called compensation, connected in series.
  • the compensation capacity can be variable.
  • the adjustment of the threshold frequency, respectively of the gain, of the integrator-amplifier stage can be carried out by modifying the value of said compensation capacity, and / or by modifying the value of said compensation resistance.
  • the device according to the invention offers a possibility of frequency and / or gain adjustment, in order to adapt to such and such a magnet sensor.
  • Such an adjustment can be made by detecting the resonant frequency of the magnet sensor, respectively the resistance of the magnet sensor.
  • a first electrical detector for measuring the resistance of the magnet sensor by applying a continuous or low frequency signal thereto, and / or
  • a second electrical detector for measuring the resonant frequency of the magnet sensor by applying to it a broad spectrum signal and / or a plurality of alternating signals.
  • the first detector detects the resistance of the magnet sensor used in the instrument.
  • the first detector may comprise a source delivering a DC voltage and connected, directly or indirectly, to the magnet sensor of the instrument.
  • the voltage source can be connected through a resistor, preferably from a few kOhms to several kOhms, to the magnet sensor.
  • the voltage across the magnet sensor is measured and its resistance is deduced therefrom, for example by means of a resistive divider bridge.
  • Another embodiment can be to deliver a known current directly to the magnet sensor and to measure the voltage across its terminals.
  • the second detector is used to detect the resonant frequency of the magnet sensor used in the instrument.
  • the second detector may comprise a source delivering a voltage of variable frequency and connected, by a resistor, to the magnet sensor of the instrument.
  • variable frequency voltage source can be connected to the magnet sensor through a resistor of great value, for example of value greater than or equal to 100 kOhms and preferably of value greater than or equal to 500 K ohms, in order to not to reduce the quality coefficient and keep a resonance peak to a minimum.
  • the voltage across the magnet sensor is measured and the maximum amplitude at a given and known frequency, the resonant frequency, is detected.
  • Another embodiment consists of a single detector whose continuous frequency can be assimilated to a quasi-continuous alternating frequency ( ⁇ 0.1 Hz).
  • the device according to the invention can comprise an automated value adjustment module:
  • Such an adjustment module can be a processor, an electronic chip, or an electronic, digital and / or analog card,
  • the adjustment module can be arranged to control and change the value of the load resistance, or of the compensation resistance and / or of the compensation capacity and / or of a gain / attenuator
  • a sound module can be any means of processing a vibration signal applying a predetermined frequency response to said signal.
  • the predetermined frequency response may correspond to the frequency response of a microphone, in particular of a magnet microphone, existing or not, of an instrument, or of a combination of an instrument with a microphone.
  • the sound module has the function of:
  • At least one sound module can be a physical, analog and / or digital module.
  • At least one sound module can be produced by a computer program executed by a processor or an electronic chip.
  • the device can comprise a processor or an electronic chip, possibly associated with a memory, allowing a sound module to be executed on the fly from among a plurality of previously memorized sound modules.
  • At least one sound module can, for example, perform low-cut filtering.
  • At least low-cut filtering applied to the broadband signal supplied by the processing unit, makes it possible to simulate the frequency response characteristic of a sensor of the permanent magnet microphone type, or with electromagnet with constant magnetic field, by simulating a variation or derivative (dPhi / dt) of the magnetic flux Phi caused by a metallic cord vibrating above said magnet or electromagnet.
  • At least one sound module can perform bandpass filtering with:
  • Such bandpass filtering makes it possible to better simulate the frequency response of a magnet sensor, from the broadband signal supplied by the processing unit.
  • the low pass filter when the band pass filtering is carried out by combining a low pass filter with a high pass filter, can be a filter of order less than or equal to 2, and in particular a pass filter.
  • low order 1, and / or the high pass filter can be a filter of order less than or equal to 2, and in particular a high pass filter of order 1
  • the filtering can be carried out analogically or digitally.
  • at least one of the filters used can be a digital filter or an analog filter.
  • the device according to the invention can comprise a plurality of sound modules which can be used selectively.
  • the device according to the invention may comprise means for selecting on the fly a sound module, from a plurality of predetermined sound modules.
  • Such a selection means can be a mechanical button, a touch button, or any other wired or wireless selection means.
  • the selection of a sound module can be carried out through an application installed on a mobile user device, for example of the Smartphone type, connected to the device according to the invention through a connection.
  • wireless for example of the Wi-Fi or Bluetooth® type.
  • At least one sound module can be adjustable.
  • the device according to the invention may comprise, for this purpose, a means of adjustment, in particular on the fly, of a sound module.
  • Such an adjustment means can be a mechanical button, a touch button, or any other wired or wireless selection means.
  • the device according to the invention proposes to personalize one or more sound modules.
  • the adjustment of a sound module can be carried out through an application installed on a mobile user device, for example of the Smartphone type, connected to the device according to the invention through a wireless connection, for example of Wi-Fi or Bluetooth® type.
  • the adjustment of a sound module can be carried out by varying at least one filtering parameter carried out by the sound module, it is possible to adjust and personalize in a simple, fast and inexpensive manner. costly and safe for the instrument, the sound of the musical instrument.
  • the device according to the invention makes it possible to carry out, on the fly, a processing of the sound of a stringed musical instrument with a quality or a sound rendering comparable to a plurality of magnet microphones, while using a single sensor. magnet at said instrument. It is therefore possible to simulate or emulate the behavior of different magnetic sensor, or electromagnet magnetic field sensors constant, only by modifying the low-cut filtering parameters performed by the sound module, without having to change the sensor.
  • At least one parameter of a sound module can be at least one of the following parameters:
  • the adjustment of a sound module can be carried out by directly modifying the value of a parameter.
  • the adjustment of a sound module can be carried out by selecting a value for a parameter, respectively a combination of values for several parameters, among several predetermined values, respectively among several combinations of predetermined values.
  • the adjustment, or selection, of a sound module can alternatively be carried out by replacing all or part of the sound module, in the form for example of a module with electronic components making a filter and / or a sound model.
  • equipment for a stringed musical instrument for example of the pedal type, comprising a device according to the invention.
  • Such equipment can be in the form of a box independent of the musical instrument.
  • Such equipment can be connected to the instrument by wire, for example to a sound output provided on the instrument.
  • a box can be connected to the instrument wirelessly, in particular when the instrument is equipped with a wireless transmitter to emit the vibration signal picked up by the magnet sensor.
  • a stringed musical instrument in particular an electric stringed instrument, equipped with a device according to the invention.
  • the device can be integrated into / to the instrument.
  • the device according to the invention can be connected as close as possible to the magnet microphone of the instrument. Since the capacity of a connecting cable is no longer present, the device according to the invention can be optimized in order to maximize the dynamic range of the signal.
  • the device can be independent of the instrument and be connected to it by wire or wirelessly.
  • the instrument according to the invention can for example be:
  • FIGURE 1 is a generic schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIGURES 2-5 are schematic representations of different non-limiting exemplary embodiments of a processing unit that can be implemented in a device according to the invention
  • FIGURES 6 and 7 are schematic representations of other non-limiting exemplary embodiments of a device according to the invention.
  • FIGURES 8a-8c are non-limiting examples of frequency responses obtained at the output of the processing unit in devices according to the invention.
  • FIGURE 9 is a schematic representation of another non-limiting embodiment of a device according to the invention according to the invention.
  • FIGURE 10 is a schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of a musical instrument according to the invention.
  • FIGURE 11 is a schematic representation of a nonlimiting exemplary embodiment of equipment for a musical instrument according to the invention.
  • FIGURE 12 is a schematic representation of nonlimiting examples of frequency responses of sound modules in devices according to the invention.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described hereinafter isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the prior art.
  • This selection comprises at least one preferably functional characteristic without structural details, or with only a part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • all the variants and all the embodiments described can be combined with one another if there is nothing technically opposed to this combination.
  • FIGURE 1 is a schematic representation of an example of a device according to the invention in a configuration of use.
  • the device 100 shown in FIGURE 1, includes a processing unit 102 to which a sound module 104 is connected.
  • the processing unit 102 has the function of receiving an electrical signal representative of a vibration of one or more strings of a musical instrument, and of rendering this signal broadband by reducing, or even eliminating, the effects of the sensor at magnet used to pick up said signal, for low frequencies, and / or for high frequencies.
  • the broadband signal leaving the processing unit 102 is supplied to the sound module 104.
  • the latter has the function of applying to the signal supplied by the processing unit 102 a predetermined frequency response, simulating a microphone, in particular a microphone at magnet, existing or not.
  • the sound module 104 generates an electrical signal 106 which is supplied to a sound generation means, such as an amplifier or a speaker 108 for example.
  • a sound generation means such as an amplifier or a speaker 108 for example.
  • the device 100 is designed to be used with a string instrument 110 comprising one or more strings 112 and provided with at least one magnet sensor, such as a magnet microphone 114.
  • the magnet micro 114 can be represented by an RLC circuit comprising an inductance L, a resistance R representing the resistance of the coil of the magnet sensor, and a capacitance C representing a leakage capacitance.
  • the instrument 110 can also include a volume button represented by a resistor 116.
  • the wire can be represented by a capacitor 118 located between the instrument 110 and the device 100 according to the invention.
  • the reference 120 is used to designate the electrical signal arriving at the device 100 and representative of the vibration picked up by the magnet sensor 114.
  • FIGURE 2 is a schematic representation of a first non-limiting embodiment of a processing unit that can be implemented in a device according to the invention.
  • the processing unit 102 comprises a first processing stage 200 whose function is to reduce, or even eliminate, the effects of the magnet sensor 114 used to pick up said signal for low frequencies.
  • the first processing stage 200 is an integrator formed by an operational amplifier (AO) 202 of which:
  • the inverting input “-” comprises an input resistance 204
  • the integrator 200 has a low-pass frequency response up to a cut-off frequency, which preferably is equal to the resonance frequency of the magnet sensor 114.
  • the cut-off frequency, and / or the gain, of the first processing stage 200 can be fixed.
  • the cutoff frequency, and / or the gain, of the first processing stage 200 can be adjusted, manually or so automated.
  • the capacitance 208, and / or any one of the resistors 204 and 208 may (may) be provided that are variable and adjusted as a function of the value of the resistance of the magnet sensor 114, and / or of the value of the resonance frequency of the magnet sensor 114.
  • the first processing stage 200 can comprise:
  • the first processing stage 200 may include an integrator and a pass filter.
  • the integrator and the low-pass filter can be arranged one after the other, or they can be combined in the same block.
  • the first processing stage 200 can have a low-pass frequency response:
  • FIGURE 3 is a schematic representation of a second non-limiting embodiment of a processing unit that can be implemented in a device according to the invention.
  • the processing unit 102 comprises the first processing stage 200 of FIGURE 2.
  • the processing unit 102 further comprises a second processing stage 300 whose function is to reduce, or even eliminate, the effects of the magnet sensor 114, for the high frequencies.
  • the second processing stage 300 is a high frequency amplifier formed by an operational amplifier (AO) 302 of which:
  • the inverting input “-” is connected to an input branch comprising an input capacity 304 in series with an input resistance 306; and - the output is looped back to its inverting input thanks to a feedback loop formed by a resistor 308 in parallel with a capacity 310.
  • the high frequency amplifier 300 has a high pass frequency response from a cutoff frequency, which preferably is equal to the resonant frequency of the magnet sensor 114.
  • the cutoff frequency, and / or gain, of amplifier 300 may be fixed.
  • the cutoff frequency, and / or the gain, of the amplifier 300 can be adjusted, manually or automatically.
  • any one of the capacitors 304 and 310, and / or any one of the resistors 306 and 308, can (are) be provided variable and adjusted as a function of the value of the resistance of the magnet sensor 114 , and / or the value of the resonance frequency of the magnet sensor 114.
  • the second processing stage 300 may comprise several high-frequency amplifiers arranged in series.
  • the second treatment stage 300 can be formed by:
  • the second processing stage 300 can have a high-pass frequency response:
  • FIGURE 4 is a schematic representation of a third non-limiting exemplary embodiment of a processing unit which can be implemented in a device according to the invention.
  • the processing unit 102 comprises a single processing stage 400 intended to reduce, even to eliminate, the effects of the magnet sensor 114, both for the base frequencies and for the high frequencies , to provide a wideband signal to the sound module 104.
  • the single processing stage 400 is an integrator-amplifier stage comprising an operational amplifier (AO) 402 of which:
  • AO operational amplifier
  • the inverting input “-” is connected to an input branch comprising a capacity 404, called compensation, in parallel with an input resistance 406;
  • the output is looped back to its inverting input through a feedback loop comprising a resistor 408 mounted in parallel with a branch 410 having a capacitor 412 and a resistor 414, called compensation, connected in series.
  • the single integrator-amplifier stage 400 has a low-pass frequency response for low frequencies, and a high-pass frequency response for high frequencies.
  • the cutoff frequency (s) and / or gain of the integrator-amplifier stage may be fixed.
  • the cutoff frequency (s) and / or the gain of the integrator-amplifier stage 400 can be adjusted, manually or automatically.
  • the compensation capacity 404, and / or the compensation resistance 414 may (may) be provided to be variable and adjusted as a function of the resistance of the magnet sensor 114, and / or of the resonance frequency of the sensor. with magnet 114.
  • the processing unit 102 can be adjustable manually or automatically, to adapt, on the fly, to different magnet sensors.
  • FIGURE 5 is a schematic representation of a fourth non-limiting embodiment of an adjustable processing unit that can be implemented in a device according to the invention.
  • the processing unit 102 shown in FIGURE 5, includes an adjustable processing stage 500.
  • the adjustable processing stage 500 includes all the elements of the processing stage 400 of FIGURE 4, except the compensation capacitor 404, the branch 410 comprising the capacitor 412 and the compensating resistor 414 in series.
  • the processing stage 500 comprises a plurality of compensation capacities 404i-404 n and a switch 502, controllable, making it possible to selectively use one of the compensation capacities 404i-404 n .
  • the switch 502 makes it possible to connect one of the capacities 404i-404 n to the inverting input “-” of the operation amplifier.
  • the switch 502 can be controlled manually by means of a control button or a thumb wheel (not shown).
  • the switch 502 can be controlled automatically by an adjustment module provided in the device according to the invention, as will be described above with reference to FIGURE 7.
  • the processing stage 500 comprises:
  • branches respectively 410i-k 410, each comprising a capacitor, respectively 412i-412 k in series with a compensation resistor, respectively 414i-414 k connected in series;
  • a switch 504 controllable, making it possible to selectively use one of the branches 410 I -410 4 .
  • the switch 504 allows to connect one of the branches 410i-410 k at the output of the operational amplifier 402.
  • Switch 504 can be manually controlled by a control button or a thumbwheel (not shown).
  • the switch 504 can be controlled automatically by an adjustment module provided in the device according to the invention, as will be described above with reference to FIGURE 7.
  • the processing stage 200 of FIGURE 2 can also be adjustable, manually or automatically, for example by:
  • processing stage 300 of FIGURE 3 can be adjustable, manually or automatically, for example by:
  • FIGURE 6 is a schematic representation of another non-limiting embodiment of a device according to the invention.
  • the device 600 shown in FIGURE 5, includes all the elements of the device 100 in FIGURE 1.
  • the processing unit 102 can be any of the processing units described with reference to FIGURES 2-5.
  • the device 600 further comprises a resistor 602, called a load resistor, arranged upstream, and in parallel with, the processing unit 102.
  • the purpose of this load resistor 602 is to correct, in particular to decrease, the quality factor of the magnet sensor 114.
  • Load resistance 602 can be of fixed value. According to an advantageous alternative, the load resistance 602 can be of variable value, and can be adjusted manually or automatically. To do this, the load resistance can include:
  • the potentiometer or the switch, can be controlled manually, or automatically by an adjustment module as will be described below with reference to FIGURE 7.
  • FIGURE 7 is a schematic representation of another nonlimiting exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • the device 700 shown in FIGURE 7, includes all the elements of the device 600 in FIGURE 6.
  • the device 700 further comprises a first detector 702 for measuring the resistance of the magnet sensor 114, for example by applying a continuous or low frequency signal thereto.
  • a detector 702 can comprise, for example, a DC voltage source associated with a 10 kOhm resistor, as described above.
  • the device 600 further comprises a second detector 704 for measuring the resonant frequency of the magnet sensor 114, for example by applying to it a broad spectrum signal and / or a plurality of alternating signals.
  • a detector 604 can comprise, for example, an AC voltage source associated with a resistance of 500 kOhms as described above.
  • the device 700 comprises an adjustment module 706, which can for example be a processor, an electronic card or an electronic chip.
  • the adjustment module 706 receives the values measured by the detectors 702 and 704 and emits control signals to adjust different variable quantities within said device 700.
  • the adjustment module 706 can adjust at least one of the following values:
  • variable load resistance 602 the value of the variable load resistance 602, whatever the embodiment
  • FIGURE 8a is an example of frequency response obtained with the single processing stage 200 shown in FIGURE 2.
  • Curve 802 gives the frequency response of the magnet 114
  • curve 804 gives the frequency response of the processing stage 200
  • curve 806 gives the frequency response obtained for the assembly formed by the magnet magnet 114 and the processing stage 200.
  • the frequency response 802 of the signal from the magnet microphone generated by the vibration of a string above it highlights the 1st order high pass filter type characteristic due to the effect of the variation in the flux of the magnet dPhi / dt, as well as the resonant frequency of the RLC coil constituting this magnet microphone, which is in the example illustrated above 10 kHz, and in particular about 15 kHz.
  • a load resistor was applied across the coil to reduce the quality coefficient of the coil on the 802 curve and allow simple correction by integration.
  • This example particularly highlights the correction applied to a magnet microphone if the device according to the invention is connected close to the magnet microphone, for example without a connection cable, for example in a guitar.
  • FIGURE 8b is an example of frequency response obtained with the combination of the first processing stage 200 and the second processing stage 300, shown in FIGURE 3.
  • the curve 802 gives the frequency response of the magnet magnet 114
  • the curve 808 gives the frequency response of the combination of the processing stages 200 and 300
  • the curve 810 gives the frequency response obtained for the assembly formed by the magnet magnet 114 and the processing stages 200 and 300.
  • the resonance frequency of the magnet microphone is lower due to the use either of a magnet microphone whose inductance is greater than FIG. 8a, or of a longer cable therefore of capacitance more important.
  • a load resistor is applied to reduce the quality coefficient of the coil and widen the bandwidth of the magnet microphone to 10 kHz.
  • a 1st order pass filter (20db / decade) is applied to this resonant frequency, the cutoff frequency of which is equal to the resonant frequency of the magnet microphone in order to compensate for the variation in the flux of the magnet.
  • FIGURE 8c is an example of frequency response obtained with the single processing stage 400 shown in FIGURE 4.
  • Curve 802 gives the frequency response of the magnet magnet 114
  • curve 812 gives the frequency response of the single processing stage 400
  • curve 814 gives the frequency response obtained for the assembly formed by the magnet magnet 114 and the processing stage 400.
  • the cut-off frequency of the magnet microphone is very low due to the use of either a microphone with a large inductance, or a very long connection cable.
  • a load resistor is applied to reduce the quality coefficient of the microphone. The load resistance does not allow the bandwidth of the microphone to be widened to 10 kHz while keeping the signal dynamics (Signal / Noise Ratio) and the sound volume function defined within the instrument.
  • a 1st order low pass filter is then applied to compensate for the variation in the flux of the magnet, then a 1st order high pass filter (or amplifier) to compensate for the loss of the signal according to a 1st order in the RLC coil. .
  • the frequency response for the assembly located upstream of the sound module 104 is substantially flat. Consequently, the sound module 104 receives a broadband signal.
  • FIGURE 9 gives a schematic representation of another nonlimiting exemplary embodiment of a device according to the invention according to the invention.
  • the device 900 shown in FIGURE 9, includes a processing assembly 902 which can be any of the processing devices 100, 500, 600 and 700 of FIGURES 1-7.
  • the device 900 of FIGURE 9 further comprises one or more means:
  • the device 900 can include one or more buttons, or a knobs, 904 for:
  • the device 900 can comprise an application 906, executed by a user device 908, of the Smartphone or tablet type, connected wirelessly to the processing unit 902, for example through a Wi-Fi connection. Fi or Bluetooth.
  • the processing assembly is provided with a wireless communication antenna and a wireless communication module (not shown).
  • the application 906 may include one or more buttons 910 making it possible to select a sound module from among several sound modules, and / or to adjust one or more parameters of a sound module.
  • the application 906 can also include an adjustment bar 912 making it possible to adjust a sound module, for example by adjusting the value of one or more parameters of said sound module.
  • the application 904 can also comprise several predefined sound modules 914, each corresponding to a magnet sensor or to an instrument, or even to a combination of an instrument with a magnet sensor, which the user can select.
  • Each sound module 914 can be selected, for example by touch, or by using one of the buttons 910.
  • FIGURE 10 gives a schematic representation of a nonlimiting exemplary embodiment of an electric stringed musical instrument according to the invention.
  • the instrument 1000 shown in FIGURE 10, is an electric guitar comprising six metal strings 112.
  • the guitar 1000 is equipped with a magnet sensor 114 arranged under the strings 112.
  • the guitar 1000 is equipped with a device according to the invention, and in particular with the device 900 of FIGURE 9, and includes all the elements of the device 900.
  • the assembly 902 is integrated into the body of the guitar 1000 and the control buttons 904 are arranged on the body of the guitar 1000.
  • the processing unit 902 is connected on the one hand to the sensor 110 to receive the vibration signal picked up by the magnet sensor 110, and on the other hand to an output 1002, conventionally provided on a guitar, to which it provides the electrical signal 106 which it generates.
  • FIGURE 11 gives a schematic representation of a nonlimiting exemplary embodiment of equipment for a stringed musical instrument comprising a processing device according to the invention
  • the equipment 1100 shown in FIGURE 11, is a pedal for an electric guitar.
  • the pedal 1100 is equipped with a device according to the invention, and in particular with the device 900 of FIGURE 9, and includes all the elements of the device 900.
  • the assembly 902 is integrated in the body of the pedal and the control buttons 904 are arranged on the body of the pedal.
  • the pedal 1100 is connected, by wire, to the sound output 1002 of an electric guitar comprising six metal strings 112, a magnet sensor 114 arranged under the strings 112.
  • the pedal 1100 can be connected wirelessly to the guitar.
  • the pedal 1100 and the guitar comprise a wireless communication means, for example radio frequency, for example of the Bluetooth type.
  • FIGURE 12 is a schematic representation of examples of frequency responses applied by sound modules.
  • the curves 1202, 1204 and 1206 each illustrate a frequency response that can be applied by a sound module 104 to the broadband signal supplied by the processing unit 102.
  • the capture device according to the invention makes it possible to simulate the behavior of several magnet sensors, while using a single magnet sensor on the side of the musical instrument.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif (100) de traitement du son d'un instrument de musique à cordes (112), en particulier de type guitare électrique, muni d'un capteur à aimant (114) pour capter la vibration d'au moins une desdites cordes (112) et fournir un signal électrique (120) représentatif de ladite vibration, ledit dispositif (100) comprenant : - au moins un premier étage de traitement (102) du signal électrique (120) fourni par ledit capteur à aimant (114), de réponse fréquentielle passe-bas, de sorte à élargir la bande passante vers les basses fréquences; et - au moins un module (104), dit sonore, appliquant un traitement prédéterminé audit signal large bande pour simuler le comportement d'un autre capteur prédéterminé. Elle concerne également un instrument à cordes équipé de, ou intégrant, un dispositif.

Description

EMULATEUR DE PICKUPS À BASE D' UN PICKUP MAGNÉTIQUE POUR INSTRUMENT
DE MUSIQUE A CORDES
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes. Elle concerne également un instrument de musique à cordes équipé, ou intégrant, un tel dispositif.
Le domaine de l'invention est celui des appareils de traitement, et en particulier de personnalisation, d'un son d'un instrument de musique à cordes, telle qu'une guitare, une basse, un violon, etc.
Etat de la technique
La sonorisation d'instruments de musique à cordes, en particulier électriques, est effectuée en général au moyen de dispositifs qui permettent de mesurer directement la vibration des cordes. Par exemple, dans le cadre d'une guitare électrique, la sonorisation est réalisée grâce à un capteur, qui est en général un microphone à aimant, ou à électroaimant, captant la vibration des cordes, également appelé « pick up » en anglais. Un tel microphone à aimant comprend en général une ou plusieurs bobines placées autour d'un ou de plusieurs aimants permanent ou électroaimants positionnés en regard des cordes. La vibration des cordes module le flux magnétique Phi engendré par le ou les aimants, et produit aux bornes de la ou des bobines un signal électrique qui dépend notamment de la variation ou de la dérivée (dPhi/dt) du flux magnétique Phi. Le signal électrique fourni par le microphone à aimant, représentatif de la vibration des cordes, est ensuite transmis à un dispositif de génération de son, tel qu'un amplificateur ou un haut-parleur, qui génère le son de l'instrument.
Le son d'un instrument est donc directement dépendant du microphone utilisé. Or, un capteur à aimant ne permet pas de modifier les caractéristiques du son obtenu. Par conséquent, si l'utilisateur souhaite modifier/personnaliser le son de son instrument, il doit changer de capteur, ce qui est chronophage, complexe, coûteux et présente un risque de détérioration de l'instrument. Un but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes permettant d'ajuster et de personnaliser le son obtenu de manière simple, rapide, peu coûteuse, et sans risque pour l'instrument de musique.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes permettant d'émuler, ou de simuler, une pluralité de capteurs, d'instruments ou de sons, sans intervenir sur ledit instrument.
Exposé de l'invention
Au moins un de ces objectifs est atteint avec un dispositif de traitement du son d'un instrument de musique à cordes, en particulier électrique, en particulier de type guitare électrique, muni d'un capteur à aimant pour capter la vibration d'au moins une desdites cordes et fournir un signal électrique représentatif de ladite vibration, ledit dispositif comprenant :
- au moins une unité de traitement du signal électrique fourni par ledit capteur à aimant, de réponse fréquentielle au moins passe-bas, de sorte à élargir la bande passante vers les basses fréquences ; et
- au moins un module, dit sonore, appliquant un traitement prédéterminé audit signal large bande pour simuler le comportement d'un autre capteur prédéterminé.
Le dispositif selon l'invention propose donc de traiter le son d'un instrument de musique pour personnaliser le son de l'instrument, ou émuler un autre capteur que celui équipant ledit instrument, tout en utilisant le capteur à aimant équipant ledit instrument. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de traiter le son d'un instrument de musique à cordes de manière simple, rapide, peu coûteuse, et sans intervention sur l'instrument de musique et donc sans risque pour l'instrument de musique.
Pour ce faire, tout d'abord, l'unité de traitement vient annuler/compenser le caractère sonore du micro à aimant utilisé, notamment en compensant sa réponse fréquentielle de type passe-haut qui dépend notamment de la dérivée ou de la variation du flux magnétique (dPhi/dt), comme expliqué précédemment, et fournit ainsi un signal large bande. Ensuite, le module sonore vient appliquer un nouveau caractère sonore, et notamment une nouvelle réponse fréquentielle qui simule une caractéristique de microphone à aimant différente, en particulier avec une autre caractéristique de flux (dPhi/dt), au signal fourni par l'unité de traitement pour simuler/émuler un autre micro.
L'unité de traitement présente une réponse fréquentielle qui est au moins passe-bas. L'unité de traitement permet donc de corriger la réponse du micro à aimant afin d'élargir sa bande passante tout en gardant une dynamique du signal exploitable. Plus généralement, comme dit plus haut, le but de cette unité de traitement est de rendre l'effet du module sonore indépendant du micro à aimant utilisé pour la captation, et de détruire ou annuler le caractère sonore du micro à aimant utilisé pour la captation dans le signal capté.
La combinaison d'une telle unité de traitement passe-bas avec le capteur à aimant permet d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant, au moins dans les fréquences basses, en particulier jusqu'à 10kHz. Par conséquent, l'unité de traitement vient compenser, voire annuler, l'effet du capteur à aimant, utilisé pour la captation, sur le signal de vibration, en particulier au moins sur les fréquences basses.
Ainsi, le dispositif selon l'invention permet une plus grande possibilité de personnalisation du son de l'instrument, tout en limitant les pertes, en particulier pour les fréquences basses.
Le capteur prédéterminé simulé par le module sonore peut être un capteur réellement existant, tel que par exemple un capteur à aimant disponible sur le marché.
Alternativement, le capteur prédéterminé simulé par le module sonore peut être un capteur théorique, qui n'existe pas sur le marché, et qui est défini par sa fonction de transfert, ou par sa réponse fréquentielle.
Préférentiellement, au moins une fréquence de coupure, respectivement un gain, de l'unité de traitement peut être ajustable, de manière manuelle ou automatisée.
Ainsi, l'unité de traitement peut être adaptée à différents capteurs à aimant. L'unité de traitement peut être numérique ou analogique
Suivant une caractéristique avantageuse, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins une résistance de charge, positionnée en amont de l'unité de traitement, pour diminuer le facteur de qualité du capteur à aimant équipant l'instrument.
Ainsi, la résistance de charge permet d'atténuer l'effet du capteur à aimant utilisé pour la captation, pour les fréquences se trouvant autour de sa fréquence de résonnance et d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant pour ces fréquences.
Avantageusement, la valeur de la résistance de charge peut être ajustable, de manière manuelle ou automatisée.
Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être adapté à différents capteurs à aimant présentant différents facteurs de qualité. Il est donc possible d'utiliser un même dispositif selon l'invention avec différents instruments de musique équipés de différents capteurs à aimant.
Suivant un mode de réalisation, l'unité de traitement peut comprendre un premier étage de traitement de fréquentielle passe-bas.
Un tel premier étage de traitement passe-bas permet d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant, dans les fréquences basses, en particulier en dessous de 10kHz. Par conséquent, le premier étage vient amplifier les fréquences basses, de sorte à atténuer, voire annuler, l'effet du capteur à aimant utilisé pour la captation, sur le signal de vibration, en particulier sur les fréquences basses.
Suivant un exemple de réalisation, le premier étage de traitement peut comprendre :
- un intégrateur, et/ou
- un filtre passe-bas.
En particulier, le premier étage de traitement peut comprendre un intégrateur et un filtre passe-bas. L'intégrateur et le filtre passe-bas peuvent être disposés l'un après l'autre, ou encore être confondus dans un même bloc. Le premier étage de traitement peut avoir une réponse fréquentielle passe-bas :
- active ou passive ;
- de gain inférieur ou égal 1, ou supérieur ou égal à 1,
- de préférence du 1er ordre à 20dB/décade.
Selon l'invention, l'intégrateur et/ou le filtre passe-bas du premier étage de traitement peut être réalisé de manière analogique ou numérique.
Avantageusement, la fréquence de coupure du premier étage de traitement peut être égale à la fréquence de résonnance du capteur à aimant.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, la fréquence de coupure, respectivement le gain, du premier étage de traitement peu(ven)t être ajustable(s), de manière manuelle ou automatisée.
Ainsi, un même dispositif selon l'invention peut être adapté à différents capteurs à aimant, et en particulier aux fréquences de résonance de différents capteurs à aimant. Il est donc possible d'utiliser un même dispositif selon l'invention avec différents instruments de musique équipés de différents capteurs à aimant.
Avantageusement, l'unité de traitement peut en outre comprendre un deuxième étage de traitement de réponse fréquentielle passe-haut, de sorte à élargir la bande passante vers les hautes fréquences.
Un tel deuxième étage de traitement passe-haut permet d'aplatir la réponse fréquentielle du capteur à aimant, dans les fréquences hautes, en particulier à partir de 5kHz. Par conséquent, le deuxième étage vient amplifier les fréquences hautes, et ainsi atténuer, voire annuler, l'effet du capteur à aimant utilisé pour la captation, sur le signal de vibration, en particulier sur les fréquences hautes au-delà d'une fréquence de résonnance de la bobine du capteur. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet une plus grande possibilité de personnalisation du son de l'instrument, tout en limitant les pertes, en particulier pour les fréquences hautes. Le deuxième étage de traitement peut être positionné en série, avant ou après, le premier étage de traitement.
Alternativement, le deuxième étage de traitement peut être confondu avec le premier étage de traitement dans un même étage de traitement.
Avantageusement, la fréquence de coupure du deuxième étage de traitement peut être égale à la fréquence de résonnance du capteur à aimant.
Suivant un mode de réalisation, le deuxième étage de traitement peut comprendre :
- au moins un filtre passe-haut, ou
- une combinaison de plusieurs filtres passe-haut.
Le deuxième étage de traitement peut présenter une réponse fréquentielle passe-haut :
- passive ou active,
- de gain supérieur ou égal à 1, ou inférieur ou égal à 1 ;
- du 1er ordre (à 20dB/décade), ou du 2eme ordre (à 40dB/décade).
Selon l'invention, le ou les filtres passe-haut du deuxième étage de traitement peuvent être réalisés de manière analogique ou numérique.
Avantageusement, la fréquence de coupure, respectivement le gain, du deuxième étage de traitement peu(ven)t être ajustable(s) de manière manuelle ou automatisée.
Ainsi, un même dispositif selon l'invention peut être adapté à différents capteurs à aimant. Il est donc possible d'utiliser un même dispositif selon l'invention avec différents instruments de musique équipés de différents capteurs à aimant présentant différentes réponses fréquentielles.
Comme énonce plus haut, les premier et deuxième étages peuvent être confondus au sein d'un même étage de traitement. Suivant un mode de réalisation, l'unité de traitement peut être, ou peut comprendre, un étage intégrateur-amplificateur réalisant :
- une fonction d'intégration en-dessous d'une fréquence seuil, et plus généralement une réponse fréquentielle passe-bas ; et
- une fonction d'amplification au-dessus de ladite fréquence seuil, et plus généralement une réponse fréquentielle passe-haut.
Ainsi, avec un seul étage de traitement, le dispositif selon l'invention permet de compenser les effets du capteur à aimant pour les fréquences basses et pour les fréquences hautes, de part et d'autre de la fréquence de résonance dudit capteur à aimant, de sorte à élargir la bande passante vers ces fréquences.
Avantageusement, la fréquence seuil, respectivement le gain, de l'étage intégrateur-amplificateur peu(ven)t être ajustable(s), pour s'adapter à la volée à tel ou tel capteur à aimant.
L'ajustement peut être réalisé de manière manuelle ou automatisée.
Suivant un exemple de réalisation, l'étage intégrateur-amplificateur peut comprendre :
- un amplificateur opérationnel,
- une branche, dite d'entrée, reliée à l'entrée inverseuse dudit amplificateur opérationnel, et comprenant une résistance en parallèle avec une capacité, dite de compensation ; et
- une boucle de contre-réaction, reliant la sortie dudit amplificateur opérationnel à ladite entrée inverseuse, et comprenant une résistance montée en parallèle avec une capacité et une résistance, dite de compensation, montées en série.
Avantageusement, la capacité de compensation, respectivement la résistance de compensation, peu(ven)t être variable(s).
Dans ce cas, l'ajustement de la fréquence seuil, respectivement du gain, de l'étage intégrateur-amplificateur peut être réalisé en modifiant la valeur de ladite capacité de compensation, et/ou en modifiant la valeur de ladite résistance de compensation. Comme indiqué plus haut, le dispositif selon l'invention propose une possibilité d'ajustement de fréquence et/ou de gain, en vue de s'adapter à tel ou tel capteur à aimant.
Un tel ajustement peut être réalisé en détectant la fréquence de résonnance du capteur à aimant, respectivement la résistance du capteur à aimant.
Le dispositif selon l'invention peut avantageusement comprendre :
- un premier détecteur électrique pour mesurer la résistance du capteur à aimant en y appliquant un signal continu ou basse fréquence, et/ou
- un deuxième détecteur électrique pour mesurer la fréquence de résonnance du capteur à aimant en y appliquant un signal à spectre large et/ou une pluralité de signaux alternatifs.
Le premier détecteur permet de détecter la résistance du capteur à aimant utilisé dans l'instrument. Ainsi, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, du dispositif selon l'invention à la résistance dudit capteur à aimant.
En particulier, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, de la résistance de charge, et/ou d'au moins un gain au sein de l'unité de traitement.
Suivant un exemple de réalisation, le premier détecteur peut comprendre une source délivrant une tension continue et reliée, directement ou indirectement, au capteur à aimant de l'instrument.
Dans un mode de réalisation préféré, la source de tension peut être reliée au travers d'une résistance, de préférence de quelques kOhms à plusieurs kOhms, au capteur à aimant. On mesure la tension aux bornes du capteur à aimant et on en déduit sa résistance, par exemple au moyen d'un pont diviseur résistif.
Un autre mode de réalisation peut être de délivrer un courant connu directement dans le capteur à aimant et de mesurer la tension à ses bornes. Le deuxième détecteur permet de détecter la fréquence de résonance du capteur à aimant utilisé dans l'instrument. Ainsi, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, du dispositif selon l'invention à la fréquence de résonance dudit capteur à aimant.
En particulier, il est possible de réaliser un ajustement, manuel ou automatisé, de la résistance de charge, et/ou d'au moins une fréquence de coupure au sein de l'unité de traitement.
Suivant un exemple de réalisation, le deuxième détecteur peut comprendre une source délivrant une tension de fréquence variable et reliée, par une résistance, au capteur à aimant de l'instrument.
Dans un mode de réalisation, la source de tension à fréquence variable peut être reliée au capteur à aimant au travers d'une résistance de grande valeur, par exemple de valeur supérieure ou égale à lOOkOhms et de préférence de valeur supérieure ou égale 500KOhms, afin de ne pas réduire le coefficient de qualité et garder au minimum un pic de résonnance. On mesure la tension aux bornes du capteur à aimant et on détecte l'amplitude maximale à une fréquence donnée et connue, la fréquence de résonnance.
Un autre mode de réalisation consiste en un seul détecteur dont la fréquence continue peut être assimilée à une fréquence alternative quasi continue (<0.1Hz).
L'objectif de ce/ces détecteurs est de réaliser une impédance mètre mesurant les valeurs R, L et C du micro à aimant afin d'en déduire sa fréquence de résonnance telle que les formules LCw2 = l et Q = Iw/R les associent.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, le dispositif selon l'invention peut comprendre un module d'ajustement automatisé de la valeur :
- d'une résistance de charge, et/ou
- d'au moins une fréquence de coupure, respectivement d'au moins un gain, au sein de l'unité de traitement ;
en fonction du signal fourni par le premier détecteur d'amplitude et/ou du signal fourni par le deuxième détecteur. Un tel module d'ajustement peut être un processeur, une puce électronique, ou une carte électronique, numérique et/ou analogique,
Le module d'ajustement peut être agencé pour commander et changer la valeur de la résistance de charge, ou de la résistance de compensation et/ou de la capacité de compensation et/ou d'un gain/atténuateur
La valeur de l'une au moins de ces grandeurs peut être déterminée en fonction :
- de la valeur de la résistance du capteur à aimant mesurée par la premier détecteur, et/ou de la valeur de la fréquence de résonance du capteur à aimant mesurée par la deuxième détecteur ; et - d'une table de correspondance prédéterminée, et/ou d'une relation prédéterminée, permettant de déduire la valeur de ladite grandeur à partir de la (ou des) valeurs mesurée(s) par le(s) détecteur(s).
De manière générale, un module sonore peut être tout moyen de traitement d'un signal de vibration appliquant une réponse fréquentielle prédéterminée audit signal.
La réponse fréquentielle prédéterminée peut correspondre à la réponse fréquentielle d'un microphone, en particulier d'un microphone à aimant, existant ou non, d'un instrument, ou d'une combinaison d'un instrument avec un microphone.
Le module sonore a pour fonction de :
- modifier, en particulier diminuer ou augmenter, l'amplitude d'une ou plusieurs fréquences
- supprimer une ou plusieurs fréquences ;
dans le signal de vibration qui lui est fourni.
Au moins un module sonore peut être un module physique, analogique et/ou numérique.
Alternativement ou en plus, au moins un module sonore peut être réalisé par un programme d'ordinateur exécuté par un processeur ou une puce électronique.
Suivant un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre un processeur ou une puce électronique, éventuellement associé à une mémoire, permettant d'exécuter à la volée un module sonore parmi une pluralité de modules sonores préalablement mémorisés.
Au moins un module sonore peut par exemple réaliser un filtrage coupe-bas.
En effet, l'inventeur à découvert qu'un filtrage au moins coupe bas, appliqué au signal large bande fourni par l'unité de traitement, permet de simuler la caractéristique de réponse fréquentielle d'un capteur de type microphone à aimant permanent, ou à électroaimant à champ magnétique constant, en simulant une variation ou une dérivée (dPhi/dt) du flux magnétique Phi causé par une corde métallique vibrant au-dessus dudit aimant ou électroaimant.
Suivant un autre mode de réalisation, au moins un module sonore peut réaliser un filtrage passe-bande avec :
- un filtre passe-bande, ou
- au moins filtre passe bas associé avec au moins un filtre passe- haut.
Un tel filtrage passe-bande permet de mieux simuler la réponse fréquentielle d'un capteur à aimant, à partir du signal large bande fourni par l'unité de traitement.
Avantageusement, lorsque le filtrage passe bande est réalisée par combinaison d'un filtre passe-bas avec un filtre passe-haut, le filtre passe-bas peut être un filtre d'ordre inférieur ou égal à 2, et en particulier un filtre passe-bas d'ordre 1, et/ou le filtre passe-haut peut être un filtre d'ordre inférieur ou égal à 2, et en particulier un filtre passe-haut d'ordre 1
Selon l'invention, le filtrage peut être réalisé de manière analogique ou numérique. Autrement dit, au moins un des filtres utilisés peut être un filtre numérique ou un filtre analogique.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre une pluralité de modules sonores pouvant être utilisés sélectivement. Pour ce faire, le dispositif selon l'invention peut comprendre un moyen de sélection à la volée d'un module sonore, parmi une pluralité de modules sonores prédéterminés.
Un tel moyen de sélection peut être un bouton mécanique, un bouton tactile, ou tout autre moyen de sélection filaire ou sans fil.
Suivant un exemple de réalisation nullement limitatif, la sélection d'un module sonore peut être réalisée au travers d'une application installée sur un appareil utilisateur nomade, par exemple de type Smartphone, relié au dispositif selon l'invention au travers d'une connexion sans fil, par exemple de type Wi-Fi ou Bluetooth®.
Selon l'invention, au moins un module sonore peut être ajustable.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre, à cet effet, un moyen d'ajustement, en particulier à la volée, d'un module sonore.
Un tel moyen d'ajustement peut être un bouton mécanique, un bouton tactile, ou tout autre moyen de sélection filaire ou sans fil.
Ainsi, le dispositif selon l'invention propose de personnaliser un ou plusieurs modules sonores.
Suivant un exemple de réalisation nullement limitatif, l'ajustement d'un module sonore peut être réalisée au travers d'une application installée sur un appareil utilisateur nomade, par exemple de type Smartphone, relié au dispositif selon l'invention au travers d'une connexion sans fil, par exemple de type Wi-Fi ou Bluetooth®.
Lorsqu'un module sonore est ajustable, l'ajustement d'un module sonore peut être réalisé en faisant varier au moins un paramètre du filtrage réalisé par le module sonore, il est possible d'ajuster et de personnaliser de manière simple, rapide, peu coûteuse et sans risque pour l'instrument, le son de l'instrument de musique. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de réaliser, à la volée, un traitement du son d'un instrument de musique à cordes avec une qualité ou un rendu sonore comparable à une pluralité de microphones à aimant, tout en utilisant un seul capteur à aimant au niveau dudit instrument. Il est donc possible de simuler ou d'émuler le comportement de différents de capteurs à aimant, ou à électroaimant à champ magnétique constant, uniquement en modifiant les paramètres du filtrage coupe-bas réalisé par le module sonore, sans avoir à changer de capteur.
Au moins un paramètre d'un module sonore, dont la valeur peut être ajustée, peut être l'un au moins des paramètres suivants :
- l'ordre du filtre passe-bande du module sonore,
- au moins une fréquence de coupure du filtre passe-bande du module sonore,
- la fréquence de résonnance du filtre passe-bande du module sonore,
- le facteur de qualité du filtre passe-bande, et
- un gain du filtre passe-bande.
L'ajustement d'un module sonore peut être réalisé en modifiant directement la valeur d'un paramètre.
Alternativement, ou en plus, l'ajustement d'un module sonore peut être réalisé en sélectionnant une valeur pour un paramètre, respectivement une combinaison de valeurs pour plusieurs paramètres, parmi plusieurs valeurs prédéterminées, respectivement parmi plusieurs combinaisons de valeurs prédéterminées. L'ajustement, ou la sélection, d'un module sonore peut alternativement être réalisée en remplaçant tout ou partie du module sonore, sous la forme par exemple d'un module avec des composants électroniques réalisant un filtre et/ou un modèle sonore.
Suivant un autre aspect de la même invention, il est proposé un équipement pour instrument de musique à cordes, par exemple de type pédale, comprenant un dispositif selon l'invention.
Un tel équipement peut se présenter sous la forme d'un boîtier indépendant de l'instrument de musique.
Un tel équipement peut être relié à l'instrument de manière filaire, par exemple à une sortie sonore prévue sur l'instrument. Un tel boîtier peut être relié à l'instrument de manière sans fil, en particulier lorsque l'instrument est équipé d'un émetteur sans fil pour émettre le signal de vibration capté par le capteur à aimant.
Suivant encore un autre aspect de la même invention, il est proposé un instrument de musique à cordes, en particulier un instrument électrique à cordes, équipé d'un dispositif selon l'invention.
Le dispositif peut être intégré dans/à l'instrument.
Dans ce cas, le dispositif selon l'invention peut être connecté au plus près du micro à aimant de l'instrument. La capacité d'un câble de liaison n'étant alors plus présente, le dispositif selon l'invention peut être optimisé afin de maximiser la dynamique du signal.
Il est notamment possible de « transformer » un micro à aimant de mauvaise qualité et/ou peu répétable dans une fabrication grande série et donc peu onéreux en une pluralité de micro à aimant de bonne qualité.
Le dispositif peut être indépendant de l'instrument et lui être relié de manière filaire ou sans fil.
L'instrument selon l'invention peut par exemple être :
- une guitare, en particulier électrique,
- un violon, en particulier électrique ;
- une basse, en particulier électrique ;
- etc.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :
- la FIGURE 1 est une représentation schématique générique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention ; - les FIGURES 2-5 sont des représentations schématiques de différents exemples de réalisation non limitatif d'une unité de traitement pouvant être mise en œuvre dans un dispositif selon l'invention ;
- les FIGURES 6 et 7 sont des représentations schématiques d'autres exemples de réalisation non limitatifs d'un dispositif selon l'invention ;
- les FIGURES 8a-8c sont des exemples non limitatifs de réponses fréquentielles obtenues en sortie de l'unité de traitement dans des dispositifs selon l'invention ;
- la FIGURE 9 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention selon l'invention ;
- la FIGURE 10 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un instrument de musique selon l'invention ;
- la FIGURE 11 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un équipement pour instrument de musique selon l'invention ; et
- la FIGURE 12 est une représentation schématique d'exemples non limitatifs de réponses fréquentielles de modules sonores dans des dispositifs selon l'invention.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Dans la suite les exemples seront décrits en référence à une guitare électrique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à une guitare électrique et peut être appliqué à n'importe quel instrument de musique électrique à cordes.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif selon l'invention dans une configuration d'utilisation.
Le dispositif 100, représenté sur la FIGURE 1, comporte une unité de traitement 102 auquel est relié un module sonore 104.
L'unité de traitement 102 a pour fonction de recevoir un signal électrique représentatif d'une vibration d'une ou plusieurs cordes d'un instrument à musique, et de rendre ce signal large bande en diminuant, voire supprimant, les effets du capteur à aimant utilisé pour capter ledit signal, pour les basses fréquences, et/ou pour les hautes fréquences.
Le signal large bande sortant de l'unité de traitement 102 est fourni au module sonore 104. Ce dernier a pour fonction d'appliquer au signal fourni par l'unité de traitement 102 une réponse fréquentielle prédéterminée, simulant un micro, en particulier micro à aimant, existant ou non.
Ainsi, en changeant le module sonore 104, par exemple à la volée, il est possible de simuler différents microphones à aimant, sans pour autant intervenir sur l'instrument, ni changer le capteur à aimant équipant l'instrument.
Le module sonore 104 génère un signal électrique 106 qui est fourni à un moyen de génération sonore, tel qu'un amplificateur ou un haut-parleur 108 par exemple.
Le dispositif 100 est prévu pour être utilisé avec un instrument à cordes 110 comprenant une ou plusieurs cordes 112 et munie d'au moins un capteur à aimant, tel qu'un micro à aimant 114. Le micro à aimant 114 peut être représenté par un circuit RLC comprenant une inductance L, une résistance R représentant la résistance de la bobine du capteur à aimant, et une capacité C représentant une capacité de fuite.
L'instrument 110 peut également comprendre un bouton volume représenté par une résistance 116.
Lorsque le dispositif 100 est relié à l'instrument 110 de manière filaire, ce qui est le cas sur la FIGURE 1, le fil peut être représenté par une capacité 118 se trouvant entre l'instrument 110 et le dispositif 100 selon l'invention.
Sur les FIGURES, la référence 120 est utilisée pour désigner le signal électrique arrivant au dispositif 100 et représentatif de la vibration captée par le capteur à aimant 114.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'une unité de traitement pouvant être mise en œuvre dans un dispositif selon l'invention.
Dans l'exemple de la FIGURE 2, l'unité de traitement 102 comprend un premier étage de traitement 200 dont la fonction est de diminuer, voire de supprimer, les effets du capteur à aimant 114 utilisé pour capter ledit signal pour les basses fréquences.
Le premier étage de traitement 200 est un intégrateur formé par un amplificateur opérationnel (AO) 202 dont :
- l'entrée inverseuse « - » comporte une résistance d'entrée 204 ; et
- la sortie est rebouclée sur son entrée inverseuse grâce à une boucle de contre-réaction formée par une résistance 206 en parallèle avec une capacité 208.
L'intégrateur 200 a une réponse fréquentielle passe-bas jusqu'une fréquence de coupure, qui, préférentiellement est égale à la fréquence de résonance du capteur à aimant 114.
La fréquence de coupure, et/ou le gain, du premier étage de traitement 200 peuvent être fixes.
Alternativement, la fréquence de coupure, et/ou le gain, du premier étage de traitement 200 peuvent être ajustés, manuellement ou de manière automatisée. Pour ce faire, la capacité 208, et/ou l'une quelconque des résistances 204 et 208, peu(ven)t être prévues variables et ajustées en fonction de la valeur de la résistance du capteur à aimant 114, et/ou de la valeur de la fréquence de résonnance du capteur à aimant 114.
De manière générale, le premier étage de traitement 200 peut comprendre :
- un intégrateur, et/ou
- un filtre passe-bas.
En particulier, le premier étage de traitement 200 peut comprendre un intégrateur et un filtre passe. L'intégrateur et le filtre passe-bas peuvent être disposés l'un après l'autre, ou encore être confondus dans un même bloc.
Le premier étage de traitement 200 peut avoir une réponse fréquentielle passe-bas :
- active ou passive ;
- de gain inférieur ou égal 1, ou supérieur ou égal à 1,
- de préférence du 1er ordre à 20dB/décade.
La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif d'une unité de traitement pouvant être mise en œuvre dans un dispositif selon l'invention.
Dans l'exemple de la FIGURE 3, l'unité de traitement 102 comprend le premier étage de traitement 200 de la FIGURE 2.
L'unité de traitement 102 comprend en plus un deuxième étage de traitement 300 dont la fonction est de diminuer, voire de supprimer, les effets du capteur à aimant 114, pour les hautes fréquences.
Le deuxième étage de traitement 300 est un amplificateur haute fréquence formé par un amplificateur opérationnel (AO) 302 dont :
- l'entrée inverseuse « - » est reliée à une branche d'entrée comportant une capacité d'entrée 304 en série avec une résistance d'entrée 306 ; et - la sortie est rebouclée sur son entrée inverseuse grâce à une boucle de contre-réaction formée par une résistance 308 en parallèle avec une capacité 310.
L'amplificateur haute fréquence 300 a une réponse fréquentielle passe- haut à partir d'une fréquence de coupure, qui, préférentiellement est égale à la fréquence de résonance du capteur à aimant 114.
La fréquence de coupure, et/ou le gain, de l'amplificateur 300 peuvent être fixes.
Alternativement, la fréquence de coupure, et/ou le gain, de l'amplificateur 300 peuvent être ajustés, manuellement ou de manière automatisée.
Pour ce faire, l'une quelconque des capacités 304 et 310, et/ou l'une quelconque des résistances 306 et 308, peu(ven)t être prévues variables et ajustées en fonction de la valeur de la résistance du capteur à aimant 114, et/ou de la valeur de la fréquence de résonnance du capteur à aimant 114.
Suivant une alternative, le deuxième étage de traitement 300 peut comprendre plusieurs amplificateurs hautes-fréquences agencés en série.
De manière générale, le deuxième étage de traitement 300 peut être formé par :
- au moins un filtre passe-haut, ou
- une combinaison de plusieurs filtres passe-haut.
Toujours suivant une définition générale, le deuxième étage de traitement 300 peut présenter une réponse fréquentielle passe-haut :
- passive ou active,
- de gain supérieur ou égal à 1, ou inférieur ou égal à 1 ;
- du 1er ordre, par exemple 20dB/décade), ou du 2eme ordre, par 40d B/décade).
La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réalisation non limitatif d'une unité de traitement pouvant être mise en œuvre dans un dispositif selon l'invention. Dans l'exemple de la FIGURE 4, l'unité de traitement 102 comprend un unique étage de traitement 400 prévue pour diminuer, voire pour supprimer, les effets du capteur à aimant 114, à la fois pour les bases fréquences et pour les hautes fréquences, pour fournir un signal large bande au module sonore 104.
L'unique étage de traitement 400 est un étage intégrateur-amplificateur comprenant un amplificateur opérationnel (AO) 402 dont :
- l'entrée inverseuse « - » est reliée à une branche d'entrée comportant une capacité 404, dite de compensation, en parallèle avec une résistance d'entrée 406 ; et
- la sortie est rebouclée sur son entrée inverseuse grâce à une boucle de contre-réaction comprenant une résistance 408 montée en parallèle avec une branche 410 comportant une capacité 412 et une résistance 414, dite de compensation, montées en série.
L'unique étage intégrateur-amplificateur 400 a une réponse fréquentielle passe-bas pour les basses fréquences, et passe-haut pour les hautes fréquences.
La, ou les, fréquence(s) de coupure, et/ou le gain, de l'étage intégrateur-amplificateur peuvent être fixes.
Alternativement, la, ou les, fréquence(s) de coupure, et/ou le gain, de l'étage intégrateur-amplificateur 400 peuvent être ajustés, manuellement ou de manière automatisée.
Pour ce faire, la capacité de compensation 404, et/ou la résistance de compensation 414, peu(ven)t être prévues variables et ajustées en fonction de la résistance du capteur à aimant 114, et/ou de la fréquence de résonnance du capteur à aimant 114.
Quel que soit le mode de réalisation, l'unité de traitement 102 peut être ajustable manuellement ou de manière automatisée, pour s'adapter, à la volée, à différents capteurs à aimant.
La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un quatrième exemple de réalisation non limitatif d'une unité de traitement ajustable pouvant être mise en œuvre dans un dispositif selon l'invention. L'unité de traitement 102, représenté sur la FIGURE 5, comprend un étage de traitement 500 ajustable.
L'étage de traitement ajustable 500 comprend tous les éléments de l'étage de traitement 400 de la FIGURE 4, sauf la capacité de compensation 404, la branche 410 comprenant la capacité 412 et la résistance de compensation 414 en série.
A la place de la capacité de compensation 404, l'étage de traitement 500 comprend une pluralité de capacités de compensation 404i-404n et un commutateur 502, commandable, permettant d'utiliser sélectivement l'une des capacités de compensation 404i-404n. En particulier, le commutateur 502 permet de relier à l'entrée inverseuse « - » de l'amplificateur opération une des capacités 404i-404n.
Le commutateur 502 peut être commandé manuellement au travers d'un bouton de commande ou d'une molette (non représenté(e)).
Alternativement, le commutateur 502 peut être commandé de manière automatisée par un module d'ajustement prévu dans le dispositif selon l'invention, comme il sera décrit ci-dessus en référence à la FIGURE 7.
A la place de la branche 410 comportant en série la capacité 412 et la résistance de compensation 414, l'étage de traitement 500 comprend :
- une pluralité de branches, respectivement 410i-410k, chacune comprenant une capacité, respectivement 412i-412k en série avec une résistance de compensation, respectivement 414i-414k, montées en série ; et
- un commutateur 504, commandable, permettant d'utiliser sélectivement l'une des branches 410I-4104.
En particulier, le commutateur 504 permet de relier l'une des branches 410i-410k à la sortie de l'amplificateur opérationnel 402.
Le commutateur 504 peut être commandé manuellement par un bouton de commande ou une molette (non représenté(e)).
Alternativement, le commutateur 504 peut être commandé de manière automatisée par un module d'ajustement prévu dans le dispositif selon l'invention, comme il sera décrit ci-dessus en référence à la FIGURE 7. Comme précisé plus haut, l'étage de traitement 200 de la FIGURE 2 peut aussi être ajustable, manuellement ou de manière automatisée, par exemple en :
- remplaçant la capacité 208 par un ensemble de plusieurs capacités de valeurs différentes, associé à un commutateur pour sélectionner l'une desdites capacités dans ledit ensemble, et/ou
- remplaçant l'une, ou chacune, des résistances 204 et 208 par un potentiomètre, ou par un ensemble de plusieurs résistances de valeurs différentes associé à un commutateur pour sélectionner l'une desdites résistances dans ledit ensemble.
En outre, l'étage de traitement 300 de la FIGURE 3 peut être ajustable, manuellement ou de manière automatisée, par exemple en :
- remplaçant l'une, ou chacune, des capacités 304 et 310 par un ensemble de plusieurs capacités de valeurs différentes, associé à un commutateur pour sélectionner l'une desdites capacités dans ledit ensemble, et/ou
- remplaçant l'une, ou chacune, des résistances 306 et 308 par un potentiomètre, ou un ensemble de plusieurs résistances de valeurs différentes associé à un commutateur pour sélectionner l'une desdites résistances dans ledit ensemble.
La FIGURE 6 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention.
Le dispositif 600, représenté sur la FIGURE 5, comprend tous les éléments du dispositif 100 de la FIGURE 1.
Dans le dispositif 600, l'unité de traitement 102 peut être l'une quelconque des unités de traitement décrites en référence aux FIGURES 2-5.
Le dispositif 600 comprend en outre une résistance 602, dite de charge, disposée en amont, et en parallèle avec, l'unité de traitement 102. Cette résistance de charge 602 a pour fonction de corriger, en particulier de diminuer, le facteur de qualité du capteur à aimant 114.
La résistance de charge 602 peut être de valeur fixe. Suivant une alternative avantageuse, la résistance de charge 602 peut être de valeur variable, et peut être ajustée de manière manuelle ou automatisée. Pour ce faire, la résistance de charge peut comprendre :
- un potentiomètre, ou
- un ensemble de plusieurs résistances de valeurs différentes, associé à un commutateur pour sélectionner l'une desdites résistances dans ledit ensemble.
Le potentiomètre, ou le commutateur, peut être commandé manuellement, ou de manière automatisée par un module d'ajustement comme il sera décrit ci-dessous en référence à la FIGURE 7.
La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention.
Le dispositif 700, représenté sur la FIGURE 7, comprend tous les éléments du dispositif 600 de la FIGURE 6.
Le dispositif 700 comprend en outre un premier détecteur 702 pour mesurer la résistance du capteur à aimant 114, par exemple en y appliquant un signal continu ou basse fréquence. Un tel détecteur 702 peut comprendre, par exemple, une source de tension continue DC associée à une résistance 10 kOhm, tel que décrit plus haut.
Le dispositif 600 comprend en outre un deuxième détecteur 704 pour mesurer la fréquence de résonnance du capteur à aimant 114, par exemple en y appliquant un signal à spectre large et/ou une pluralité de signaux alternatifs. Un tel détecteur 604 peut comprendre, par exemple, une source de tension alternative AC associée à une résistance de 500 kOhms tel que décrit plus haut
Ainsi, avec les détecteurs 702 et 704, il est possible de mesurer :
- d'une part la résistance du capteur à aimant équipant l'instrument, et - d'autre part la fréquence de résonance du capteur à aimant équipant l'instrument ;
et d'adapter automatiquement le dispositif selon l'invention à chaque capteur à aimant de manière individuelle, par exemple lors d'une phase préalable à l'utilisation dudit dispositif selon l'invention. Pour ce faire, le dispositif 700 comprend un module d'ajustement 706, qui peut être par exemple un processeur, une carte électronique ou une puce électronique. Le module d'ajustement 706 reçoit les valeurs mesurées par les détecteurs 702 et 704 et émet des signaux de commande pour ajuster différentes grandeurs variables au sein dudit dispositif 700.
Par exemple, en fonction de la valeur de résistance mesurée par le détecteur 702 et/ou de la fréquence mesurée par le détecteur 704, le module d'ajustement 706 peut ajuster au moins une des valeurs suivantes :
- la valeur de la résistance de charge variable 602, quel que soit le mode de réalisation ;
- la valeur de la capacité de compensation, et/ou de la résistance de compensation, de l'étage de traitement 500 de la FIGURE 5, en commandant, respectivement, le commutateur 502 ou le commutateur 504 ;
- la valeur de l'une quelconque des capacités 304 et 310, et/ou la valeur de l'une quelconque des résistances 306 et 308, dans l'étage de traitement 300 de la FIGURE 3 ; et/ou
- la valeur de la capacité 208, et/ou la valeur de l'une quelconque des résistances 204 et 206, dans l'étage de traitement 200 de la FIGURE 2.
Nous allons maintenant décrire des exemples de réponses fréquentielles obtenues avec le dispositif selon l'invention, en référence aux FIGURES 8a-8c.
La FIGURE 8a est un exemple de réponse fréquentielle obtenue avec l'unique étage de traitement 200 représenté sur la FIGURE 2. La courbe 802 donne la réponse fréquentielle du micro à aimant 114, la courbe 804 donne la réponse fréquentielle de l'étage de traitement 200 et la courbe 806 donne la réponse fréquentielle obtenue pour l'ensemble formé par le micro à aimant 114 et l'étage de traitement 200.
Par exemple, la réponse fréquentielle 802 du signal issu du micro à aimant généré par la vibration d'une corde au-dessus de celui-ci met en évidence la caractéristique de type filtre passe haut du 1er ordre due à l'effet de la variation du flux de l'aimant dPhi/dt, ainsi que la fréquence de résonnance de la bobine RLC constituant ce micro à aimant, qui est dans l'exemple illustré au-dessus de 10kHz, et en particulier d'environ 15kHz.
Une résistance de charge a été appliquée aux bornes de la bobine afin de réduire le coefficient de qualité de la bobine sur la courbe 802 et permettre une correction simple par intégration.
On applique ensuite un filtrage passe bas du 1er ordre (20db/décade) jusqu'à 15kHz afin de compenser la variation du flux de l'aimant pour obtenir une réponse fréquentielle plane sur une bande passante élargie soit environ 20Hz 15kHz.
Cet exemple met particulièrement en évidence la correction appliquée sur un micro à aimant si le dispositif selon l'invention est connecté proche du micro à aimant, par exemple sans de câble de connexion, par exemple dans une guitare.
La FIGURE 8b est un exemple de réponse fréquentielle obtenue avec la combinaison du premier étage de traitement 200 et du deuxième étage de traitement 300, représentés sur la FIGURE 3. La courbe 802 donne la réponse fréquentielle du micro à aimant 114, la courbe 808 donne la réponse fréquentielle de la combinaison des étages de traitement 200 et 300, et la courbe 810 donne la réponse fréquentielle obtenue pour l'ensemble formé par le micro à aimant 114 et les étages de traitement 200 et 300.
Dans cet exemple, la fréquence de résonnance du micro à aimant est plus basse du fait de l'utilisation soit d'un micro à aimant dont l'inductance est plus importante que la figure 8a, soit d'un câble plus long donc de capacité plus importante.
On applique une résistance de charge afin de réduire le coefficient de qualité de la bobine et élargir la bande passante du micro à aimant vers 10kHz. On applique un filtre passe du 1er ordre (20db/decade) jusqu'à cette fréquence de résonnance dont la fréquence de coupure est égale à la fréquence de résonnance du micro à aimant afin de compenser la variation du flux de l'aimant. On obtient une réponse fréquentielle plane 810.
La FIGURE 8c est un exemple de réponse fréquentielle obtenue l'unique étage de traitement 400 représenté sur la FIGURE 4. La courbe 802 donne la réponse fréquentielle du micro à aimant 114, la courbe 812 donne la réponse fréquentielle de l'unique étage de traitement 400, et la courbe 814 donne la réponse fréquentielle obtenue pour l'ensemble formé par le micro à aimant 114 et l'étage de traitement 400.
Dans cet exemple la fréquence de coupure du micro à aimant est très basse du fait de l'utilisation soit d'un micro avec une grande inductance, soit d'un très long câble de connexion. On applique une résistance de charge pour réduire le coefficient de qualité du micro. La résistance de charge ne permet pas d'élargir la bande passante du micro vers les 10kHz tout en gardant la dynamique du signal (Rapport Signal/Bruit) et la fonction de volume sonore définie au sein de l'instrument. On applique alors un filtre passe bas du 1er ordre pour compenser la variation du flux de l'aimant puis un filtre passe haut (ou amplificateur) du 1er ordre afin de compenser la perte du signal selon un 1er ordre dans la bobine RLC.
Ainsi, on remarque que, vu du module sonore 104, la réponse fréquentielle pour l'ensemble se trouvant en amont du module sonore 104 est sensiblement plate. Par conséquent, le module sonore 104 reçoit un signal large bande.
La FIGURE 9 donne une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention selon l'invention.
Le dispositif 900, représenté sur la FIGURE 9, comprend un ensemble de traitement 902 qui peut être l'un quelconque des dispositifs de traitement 100, 500, 600 et 700 des FIGURES 1-7.
Le dispositif 900 de la FIGURE 9 comprend en outre un ou plusieurs moyens :
- de sélection, à la volée, d'un module sonore parmi plusieurs modules sonores ; et/ou
- d'ajustement, à la volée, d'au moins un module sonore ; et/ou
- d'ajustement manuel de l'unité de traitement 102 ou de la résistance de charge 602. Par exemple, le dispositif 900 peut comprendre un ou plusieurs boutons, ou une mollettes, 904 pour :
- ajuster l'unité de traitement 102,
- ajuster la résistance de charge 602 ;
- sélectionner un module sonore, ou ajuster un module sonore.
Alternativement ou en plus, le dispositif 900 peut comprendre une application 906, exécutée par un appareil utilisateur 908, de type Smartphone ou tablette, relié de manière sans fil à l'ensemble de traitement 902, par exemple au travers d'une connexion Wi-Fi ou Bluetooth.
Dans ce cas, l'ensemble de traitement est doté d'une antenne de communication sans fil et d'un module de communication sans fil (non représentés).
L'application 906 peut comprendre un ou plusieurs boutons 910 permettant de sélectionner un module sonore parmi plusieurs modules sonores, et/ou d'ajuster un ou plusieurs paramètres d'un module sonore.
L'application 906 peut en outre comprendre une barre de réglage 912 permettant d'ajuster un module sonore, par exemple en ajustant la valeur d'un ou plusieurs paramètres dudit module sonore.
L'application 904 peut en outre comprendre plusieurs modules sonores prédéfinis 914, correspondant chacun à un capteur à aimant ou à un instrument, ou encore à une combinaison d'un instrument avec un capteur à aimant, que l'utilisateur peut sélectionner. Chaque module sonore 914 peut être sélectionné, par exemple de manière tactile, ou grâce à un des boutons 910.
La FIGURE 10 donne une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un instrument de musique électrique à cordes selon l'invention.
L'instrument 1000, représenté sur la FIGURE 10, est une guitare électrique comprenant six cordes métalliques 112.
La guitare 1000 est équipée d'un capteur à aimant 114 disposés sous les cordes 112. La guitare 1000 est équipée d'un dispositif selon l'invention, et en particulier du dispositif 900 de la FIGURE 9, et comprend tous les éléments du dispositif 900.
En particulier, l'ensemble 902 est intégré dans le corps de la guitare 1000 et les boutons de commande 904 sont disposés sur le corps de la guitare 1000.
L'ensemble de traitement 902 est relié d'une part au capteur 110 pour recevoir le signal de vibration capté par le capteur à aimant 110, et d'autre part à une sortie 1002, prévue classiquement sur une guitare, à laquelle il fournit le signal électrique 106 qu'il génère.
La FIGURE 11 donne une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un équipement pour instrument de musique à cordes comprenant un dispositif de traitement selon l'invention
L'équipement 1100, représenté sur la FIGURE 11, est une pédale pour guitare électrique.
La pédale 1100 est équipée d'un dispositif selon l'invention, et en particulier du dispositif 900 de la FIGURE 9, et comprend tous les éléments du dispositif 900. En particulier, l'ensemble 902 est intégré dans le corps de la pédale et les boutons de commande 904 sont disposés sur le corps de la pédale.
La pédale 1100 est reliée, de manière filaire, à la sortie sonore 1002 d'une guitare électrique comprenant six cordes métalliques 112, un capteur à aimant 114 disposés sous les cordes 112.
Alternativement, la pédale 1100 peut être reliée de manière sans fil à la guitare. Dans ce cas, la pédale 1100 et la guitare comprennent un moyen de communication sans fil, par exemple radiofréquence, par exemple de type Bluetooth.
La FIGURE 12 est une représentation schématique d'exemples de réponses fréquentielles appliquées par des modules sonores. Les courbes 1202, 1204 et 1206 illustrent chacune une réponse fréquentielle pouvant être appliquée par un module sonore 104 au signal large bande fourni par l'unité de traitement 102.
Ainsi, on remarque que le dispositif de captation selon l'invention permet de simuler le comportement de plusieurs capteurs à aimant, tout en utilisant un seul capteur à aimant du côté de l'instrument de musique.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (100;600;700) de traitement du son d'un instrument de musique à cordes (112), en particulier de type guitare électrique, muni d'un capteur à aimant (114) pour capter la vibration d'au moins une desdites cordes (112) et fournir un signal électrique (120) représentatif de ladite vibration, ledit dispositif (100;600;700) comprenant :
- au moins une unité de traitement (102) du signal électrique (120) fourni par ledit capteur à aimant (114), de réponse fréquentielle au moins passe-bas, de sorte à élargir la bande passante vers les basses fréquences ; et
- au moins un module (104), dit sonore, appliquant un traitement prédéterminé audit signal large bande pour simuler le comportement d'un autre capteur prédéterminé.
2. Dispositif (600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une résistance de charge (602), positionnée en amont de l'unité de traitement (102), pour diminuer le facteur de qualité du capteur à aimant (114) équipant l'instrument.
3. Dispositif (600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur de la résistance de charge (602) est ajustable, de manière manuelle ou automatisée.
4. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement (102) comprend un premier étage de traitement (200;400;500), de réponse fréquentielle passe- bas et comprenant :
- un intégrateur, ou
- un filtre passe bas.
5. Dispositif (100;600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fréquence de coupure, respectivement le gain, du premier étage de traitement (200;400;500) est ajustable, de manière manuelle ou automatisée.
6. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'unité de traitement (102) comprend en outre un deuxième étage de traitement (300), de réponse fréquentielle passe-haut, de sorte à élargir la bande passante vers les hautes fréquences.
7. Dispositif (100;600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième étage de traitement (300) comprend :
- au moins un filtre passe-haut, ou
- une combinaison de plusieurs filtres passe-haut
8. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la fréquence de coupure, respectivement le gain, du deuxième étage de traitement (300) est ajustable de manière manuelle ou automatisée.
9. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité de traitement (102) comprend un étage intégrateur-amplificateur (400;500) réalisant :
- une fonction d'intégration en dessous d'une fréquence seuil, et
- une fonction d'amplification au-dessus de ladite fréquence seuil.
10. Dispositif (100;600;700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fréquence seuil, respectivement le gain, de l'étage intégrateur- amplificateur (500) est ajustable.
11. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'étage intégrateur-amplificateur (400;500) comprend :
- un amplificateur opérationnel (402),
- une branche, dite d'entrée, reliée à l'entrée inverseuse dudit amplificateur opérationnel (402), et comprenant une résistance (406) en parallèle avec une capacité (404;404i-404n), dite de compensation ; et - une boucle de contre-réaction, reliant la sortie dudit amplificateur opérationnel (402) à ladite entrée inverseuse, et comprenant une résistance (408) montée en parallèle avec une capacité (412;412i- 412k) et une résistance (414;414i-414k), dite de compensation, montées en série.
12. Dispositif (100;600;700) selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la capacité de compensation (404;404i-404n), respectivement la résistance de compensation (414;414i-414k), est variable et l'ajustement de la fréquence seuil, respectivement du gain, de l'étage intégrateur- amplificateur (400;500) est réalisé en modifiant la valeur de ladite capacité de compensation (404;404i-404n), et/ou en modifiant la valeur de ladite résistance de compensation (414;414i-414k).
13. Dispositif (700) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un premier détecteur électrique (702) pour mesurer la résistance du capteur à aimant (114) en y appliquant un signal continu ou basse fréquence, et/ou
- un deuxième détecteur électrique (704) pour mesurer la fréquence de résonnance du capteur à aimant (114) en y appliquant un signal à spectre large et/ou une pluralité de signaux alternatifs.
14. Dispositif (600) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un module (706) d'ajustement automatisé de la valeur :
- d'une résistance de charge (602),
- d'au moins une fréquence de coupure, respectivement d'au moins un gain, au sein de l'unité de traitement (102), et/ou
en fonction du signal fourni par le premier détecteur (702) et/ou le deuxième détecteur (704).
15. Dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de sélection à la volée d'un module sonore (104) parmi une pluralité de modules sonores prédéterminés.
16. Equipement pour instrument de musique à cordes comprenant un dispositif (100;600;700) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
17. Instrument de musique à cordes, en particulier guitare électrique, équipée d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
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