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
Les bases de la lutte contre le bruit [Leçon 3] Principes des filtres antibruit
Principes de base des mesures anti-bruit <Les filtres anti-bruit sont des filtres passe-bas>
La leçon précédente (n° 2) expliquait que le bruit, qui pose problème pour les appareils numériques, est principalement dû aux composantes haute fréquence (RF) des signaux numériques. C'est pourquoi on considère que les filtres passe-bas, qui laissent passer les signaux basse fréquence mais bloquent les signaux haute fréquence, peuvent être utilisés pour éliminer ce bruit.
Les composants électroniques qui font office de filtres passe-bas comprennent les inductances (bobines) et les condensateurs. Comme le montre la formule 1, les inductances présentent une faible impédance (une caractéristique similaire à la résistance : plus l’impédance augmente, plus le passage des signaux devient difficile) vis-à-vis des composantes à basse fréquence, et une impédance élevée vis-à-vis des composantes à haute fréquence.
Formule 1 |Z| = 2π · f · L (Z : impédance, f : fréquence, L : inductance)
Par conséquent, l'insertion d'une inductance en série dans le circuit de bruit facilite le passage des composantes de signal à basse fréquence et le rend plus difficile pour les composantes de bruit à haute fréquence.
Les condensateurs, quant à eux, présentent des caractéristiques opposées à celles des inductances : ils ont une impédance élevée vis-à-vis des composantes à basse fréquence et une faible impédance vis-à-vis des composantes à haute fréquence.
Formule 2 |Z| = 1/(2π・f・C) (Z : impédance, f : fréquence, C : capacité électrostatique)
Pour configurer un filtre passe-bas selon ces caractéristiques, on insère un condensateur entre le chemin du bruit et la ligne de masse (GND). Dans ce cas, les composantes de signal à basse fréquence passent telles quelles, tandis que les composantes de bruit à haute fréquence s'échappent vers le côté masse (GND), qui présente une impédance plus faible, et ne parviennent donc pas facilement à traverser le chemin du signal.
Les deux types d'éléments ci-dessus constituent les filtres passe-bas les plus élémentaires ; il est possible de configurer des filtres passe-bas plus performants en combinant ces éléments.
<Nombre d'éléments filtrants et caractéristiques de fréquence>
La figure 3 illustre la relation entre le nombre d'éléments composant le filtre et ses caractéristiques en fréquence. La perte d'insertion indique le degré d'atténuation du signal dû au filtre, et cette atténuation augmente de haut en bas sur la figure. La figure montre que la pente des caractéristiques en fréquence devient plus raide à mesure que le nombre d'éléments du filtre augmente. Les filtres comportant peu d’éléments présentent des caractéristiques de fréquence à pente douce ; ils ont donc une faible sélectivité quant aux fréquences à atténuer et à laisser passer. Par conséquent, une partie du signal peut être atténuée, ou le bruit peut ne pas être suffisamment réduit. À l’inverse, les filtres comportant davantage d’éléments présentent des caractéristiques de fréquence à pente raide ; ils offrent donc une sélectivité en fréquence élevée et permettent d’éliminer le bruit sans atténuer significativement le signal.
La plupart des filtres anti-interférences électromagnétiques sont conçus selon ce principe de filtre passe-bas, et diverses techniques sont utilisées pour améliorer leur efficacité en matière de suppression du bruit.
La rubrique suivante présentera des filtres anti-EMI typiques.
*Les informations présentées dans cet article étaient à jour à la date de publication. Veuillez noter qu'elles peuvent différer des informations les plus récentes.
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