(19)
(11) EP 1 666 166 A1

(12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

(43) Date de publication:
07.06.2006  Bulletin  2006/23

(21) Numéro de dépôt: 04028421.8

(22) Date de dépôt:  01.12.2004
(51) Int. Cl.: 
B06B 1/02(2006.01)
(84) Etats contractants désignés:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR
Etats d'extension désignés:
AL BA HR LV MK YU

(71) Demandeur: ASULAB S.A.
2074 Marin (CH)

(72) Inventeur:
  • Aeby, Fabien
    1580 Avenches (CH)

(74) Mandataire: Thérond, Gérard Raymond et al
I C B Ingénieurs Conseils en Brevets SA Rue des Sors 7
2074 Marin
2074 Marin (CH)

   


(54) Procede de generation d'un son polyphonique


(57) Procédé d'entraînement d'un transducteur acoustique piézoélectrique (6), caractérisé en ce que l'on applique aux bornes du transducteur (6) un signal ondulatoire de type logique présentant des impulsions dont la durée est fixe et dont le rapport de forme ou "duty cycle" est inférieur à 0,5. Ce signal peut résulter de la somme temporelle d'au moins deux signaux ondulatoires logiques de fréquences différentes.




Description


[0001] La présente invention concerne un procédé de génération d'un son polyphonique au moyen d'un transducteur acoustique de type piézoélectrique.

[0002] Il est connu, notamment dans le domaine des montres-bracelets, de produire un son d'alarme en utilisant un vibreur piézoélectrique. Le circuit d'entraînement d'un tel vibreur comprend classiquement un élément piézoélectrique et une bobine élévatrice connectés en parallèle sur le côté collecteur d'un transistor d'amplification. Quand un signal électrique de commande est appliqué à la base du transistor de façon à rendre celui-ci passant, le courant circule à travers la bobine électrique en accord avec l'enclenchement dudit transistor et l'élévation de tension est appliquée à l'élément piézoélectrique. Le signal électrique appliqué à la base du transistor est typiquement un signal ondulatoire de forme carrée. Ainsi, lorsque le signal électrique retombe à zéro, l'élément piézoélectrique émet un signal sonore.

[0003] L'inconvénient d'un tel système est qu'il n'est capable de produire qu'un son monophonique dont la musicalité est médiocre et qui ne permet guère de variations.

[0004] Pour remédier à cet inconvénient, le document de brevet CH 630 503 suggère d'appliquer au transistor d'amplification un signal de fréquence fixe mais dont les durées d'impulsions sont variables. Il est possible, en procédant de la sorte, de modifier le timbre du signal acoustique produit par l'élément piézoélectrique et de créer ainsi l'impression d'un carillon. Le son produit est de meilleure qualité mais demeure néanmoins toujours un son monophonique.

[0005] On connaît également par le document de brevet CH 649 188 un procédé consistant à appliquer au transistor d'amplification un train d'impulsions dont les rapports de forme sont variables et décroissants, le but recherché étant de rendre la pression acoustique indépendante des écarts entre les caractéristiques des composants utilisés lors du montage. De ce fait, la méthode utilisée (variation des longueurs d'impulsions) ne permet pas non plus de produire un son polyphonique, mais seulement un son à timbre variable qui reste de nature monophonique.

[0006] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients susmentionnés ainsi qu'à d'autres encore en procurant un procédé permettant de réaliser des économies d'énergie et de générer un son polyphonique au moyen d'un transducteur acoustique de type piézoélectrique.

[0007] A cet effet, la présente invention concerne un procédé d'entraînement d'un transducteur acoustique piézoélectrique, caractérisé en ce que l'on applique aux bornes du transducteur un signal ondulatoire de type logique présentant des impulsions dont la durée est fixe et dont le rapport de forme ou "duty cycle" est inférieur à 0,5.

[0008] Grâce à ces caractéristiques, la présente invention permet de réaliser des économies d'énergie notables, ce qui s'avère particulièrement avantageux dans le cas où le transducteur piézoélectrique équipe un instrument portable tel qu'une montre-bracelet ou un téléphone mobile dont les capacités de stockage en énergie sont limitées. On a en effet constaté qu'en réduisant le rapport de forme, mieux connu sous sa dénomination anglo-saxonne "duty cycle", du signal logique de commande du transducteur piézoélectrique, autrement dit en réduisant la phase active de ce signal et donc la consommation électrique, on conserve néanmoins des propriétés acoustiques (niveau sonore, timbre) acceptables.

[0009] Surtout, la réduction du facteur de forme du signal logique de commande du transducteur piézoélectrique permet d'envisager la génération d'un son polyphonique.

[0010] A cet effet, et conformément à une caractéristique complémentaire du procédé selon l'invention, on applique simultanément aux bornes d'un système de commande du transducteur piézoélectrique au moins deux signaux ondulatoires logiques de fréquences différentes.

[0011] On peut ainsi superposer plusieurs voies sonores indépendantes et générer un son polyphonique. L'utilisation des deux fréquences se fait de manière simultanée, de sorte que l'élément piézoélectrique produit deux sons de fréquences différentes en même temps. Autrement dit, il est possible de multiplexer au moins deux voies dans le domaine temporel grâce à la faible durée des impulsions, c'est-à-dire grâce à la diminution du facteur de forme ou "duty cycle" qui est défini comme étant le rapport entre la durée d'une impulsion et la durée de la période du signal logique ondulatoire, et donc de générer un son polyphonique.

[0012] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit d'un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, cet exemple étant donné à titre purement illustratif et non limitatif seulement en liaison avec le dessin annexé sur lequel :
  • la figure 1 est un schéma de circuit d'entraînement d'un vibreur piézoélectrique, et
  • la figure 2 montre schématiquement le multiplexage temporel de deux voies de fréquence différentes.


[0013] La présente invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à commander un transducteur acoustique piézoélectrique au moyen d'un signal ondulatoire de type logique dont la durée des impulsions est fixe et dont le rapport de forme ou "duty cycle" est inférieur à 0,5. En réduisant la durée des impulsions, on réduit la phase active du signal logique et donc la consommation électrique, tout en conservant des propriétés acoustiques acceptables. En outre, en choisissant un rapport de forme inférieur à 0,5, on peut superposer simultanément plusieurs voies de fréquences différentes et produire ainsi un son polyphonique.

[0014] La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit d'entraînement d'un transducteur acoustique de type piézoélectrique. Désigné dans son ensemble par la référence numérique générale 1, ce circuit d'entraînement comprend un élément piézoélectrique 2 et une bobine élévatrice 4 connectés en parallèle sur le côté collecteur d'un transistor d'amplification 6. Quand un signal électrique 8 est appliqué à la base du transistor 6, celui-ci devient passant et le courant circule à travers la bobine 4, provoquant une élévation de tension aux bornes de l'élément piézoélectrique 2. Le signal électrique 8 appliqué à la base du transistor 6 est typiquement un signal ondulatoire de forme rectangulaire dont le rapport de forme ou "duty cycle" est inférieur à 0,5. Ainsi, lorsque le signal électrique 8 retombe à zéro, l'élément piézoélectrique 2 émet un signal sonore. On a constaté qu'un tel signal dont la phase active est réduite permet de réduire la consommation électrique tout en conservant des propriétés acoustiques acceptables pour le signal acoustique produit par l'élément piézoélectrique 2.

[0015] Le signal électrique 8 appliqué à la base du transistor 6 est produit par un circuit de commande ou synthétiseur 10 du type additionneur binaire comportant une porte logique OU. Ce synthétiseur 10 a la faculté de multiplexer au moins deux voies de fréquences différentes dans le domaine temporel, c'est-à-dire de réaliser la somme dans le temps d'au moins deux signaux logiques ondulatoires 12a, 12b tels que représentés à la figure 2, le signal de commande 8 appliqué à la base du transistor 6 étant le résultat de ce multiplexage temporel des deux signaux 12a, 12b. Les moyens nécessaires pour le multiplexage de deux signaux de fréquences différentes sont connus de l'homme du métier et ne seront donc pas décrits davantage ici.

[0016] Les signaux logiques 12a, 12b se caractérisent par une durée d'impulsion t courte comprise entre 50 et 300 µs, par exemple de l'ordre de 100 µs, et par un rapport de forme ou "duty cycle" inférieur à 0,5. On rappelle que le rapport de forme d'un signal logique de type ondulatoire est déterminé par le rapport entre la durée t d'une impulsion et la période T d'une période du signal. Ainsi, un signal logique dont le rapport de forme est de 0,5 est un signal qui se trouve à son niveau logique "1" pendant 50% du temps, et qui est à son niveau logique "0" pendant les 50% de temps restants.

[0017] Les signaux logiques destinés à être multiplexés peuvent être produits en conservant une durée d'impulsion t fixe et en diminuant la fréquence f, ce qui revient à diminuer la valeur du rapport de forme ou "duty cycle" DC. En effet, le "duty cycle" DC peut s'exprimer comme le produit entre la durée t d'une impulsion et la fréquence f du signal logique. Or, plus on réduit le rapport de forme, plus on élargit le spectre des fréquences émises par l'élément piézoélectrique. Cet élargissement du spectre s'accompagne d'une redistribution de l'énergie pour chacune des fréquences dudit spectre, l'énergie associée à la fréquence fondamentale diminuant au profit des fréquences plus aiguës, ce qui s'avère avantageux car l'élément piézoélectrique réagit moins bien aux basses fréquences. Finalement, on peut réduire la valeur DC du rapport de forme jusqu'à ce que la majorité de l'énergie acoustique reste dans une bande de fréquences audibles.

[0018] Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, et que diverses modifications et variantes simples peuvent être envisagées par l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexées.


Revendications

1. Procédé d'entraînement d'un transducteur acoustique piézoélectrique (6), caractérisé en ce que l'on applique aux bornes du transducteur (6) un signal ondulatoire de type logique (8) présentant des impulsions dont la durée est fixe et dont le rapport de forme ou "duty cycle" est inférieur à 0,5.
 
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal (8) résulte de la somme dans le temps d'au moins deux signaux logiques ondulatoires (12a, 12b) de fréquences différentes et dont les rapports de forme respectifs sont inférieurs à 0,5.
 
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les signaux ondulatoires logiques (12a, 12b; 8) sont des signaux rectangulaires.
 
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la durée des impulsions du signal logique (8) est comprise entre 50 et 300 µs.
 




Dessins







Rapport de recherche