Produits de suppression du bruit / Filtres de suppression des interférences électromagnétiques (EMI) / Dispositifs de protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
Guide des filtres anti-bruit
Principes de base des mesures de lutte contre le bruit [Leçon 10] Précautions à respecter lors de l'utilisation de perles de ferrite en puce
Les principes fondamentaux des mesures anti-parasites ont déjà été abordés dans les leçons jusqu'à la leçon 9. Dans la continuité de ces leçons, nous aborderons ici les points à prendre en compte lors de l'utilisation de composants anti-parasites, ainsi que les mesures à prendre en cas de difficultés. Dans la première partie, nous parlerons des perles de ferrite en puce.
1. Caractéristiques en courant continu superposées des perles de ferrite en puce
Comme nous l'avons mentionné dans la leçon 4, les perles de ferrite en puce sont des types d'inductances qui utilisent des ferrites. C'est pourquoi il faut garder à l'esprit que leurs performances varient en fonction de leur saturation magnétique lorsque des courants élevés circulent.
La figure 1 illustre quelques exemples des variations des valeurs d'impédance lorsque des courants traversent des perles de ferrite en puce.
Comme le montre la figure, la valeur d'impédance diminue lorsque des courants élevés traversent les perles de ferrite de la puce ; cela signifie que les résultats escomptés ne seront pas toujours obtenus lorsque ces perles sont utilisées dans des circuits où circulent des courants élevés. Dans de tels cas, il est nécessaire de choisir des composants disposant d’une certaine marge par rapport à leur courant nominal, ou présentant une impédance initiale élevée, ou encore d’élaborer une autre stratégie innovante. Cependant, la saturation magnétique des perles de ferrite ne se produit que lorsque des courants élevés circulent ; dès que le courant est réduit, les performances d’origine des perles sont rétablies. Cela signifie que, parfois, aucun problème ne se posera dans les circuits où le courant n’augmente que momentanément (mais gardez à l’esprit que la saturation magnétique à ce moment-là peut causer des problèmes). Il est difficile de déterminer les effets précis de ce phénomène ; nous soupçonnons donc que la saturation magnétique est en cause dans les cas où l’on estime, d’après les évaluations réalisées sur des produits réels, que les perles de ferrite ne fonctionnent pas correctement.
2. Gestion des dépassements et des sous-dépassements dans les formes d'onde générées par les perles de ferrite
Des dépassements positifs et négatifs apparaissent parfois sur les formes d'onde lorsque des perles de ferrite sont utilisées dans des circuits numériques (voir figure 2).
Ce phénomène est dû à la résonance produite par l'inductance des perles de ferrite et la capacité statique (capacité d'entrée des circuits intégrés, etc.) des autres composants du circuit ; il a donc tendance à se produire avec des perles de ferrite présentant une courbe d'impédance très prononcée. Une solution pour remédier à ce problème consiste à insérer des résistances d'amortissement en série avec les perles de ferrite. L'insertion de ces résistances permet d'absorber l'énergie de la résonance, ce qui réduit celle-ci et atténue à la fois le dépassement positif et le dépassement négatif (voir figure 3).
Cependant, étant donné que l'utilisation de ces résistances d'amortissement entraîne une chute de tension correspondante, il convient de vérifier si la réduction de l'amplitude des signaux ne pose pas de problèmes. Les perles de ferrite présentent les propriétés suivantes : plus leur courbe d’impédance est prononcée, plus les pertes internes sont faibles et plus le risque de résonance est élevé ; à l’inverse, plus la courbe d’impédance est douce, moins le risque de résonance est important. Par conséquent, éviter d’utiliser des perles de ferrite dont la courbe est plus prononcée que nécessaire permet d’empêcher les dépassements positifs et négatifs.
Dans cette leçon, nous avons abordé les perles de ferrite ; dans la prochaine leçon, nous examinerons les points à prendre en compte concernant les condensateurs à puce à trois bornes.
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