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 fondamentaux des mesures de lutte contre le bruit [Leçon 7] Filtres EMI de type LC composite
Cet article fait suite à la série consacrée aux filtres EMI de type composite LC.
<La combinaison de C et de L donne lieu à une courbe de perte d'insertion très prononcée>
Nous avons vu précédemment que l'utilisation combinée d'un condensateur et d'une inductance donne lieu à une courbe de perte d'insertion plus raide que lorsque l'on utilise uniquement un condensateur ou une inductance. La figure 1 illustre ces caractéristiques.
Comme le montre cette figure, la pente de la courbe de perte d'insertion du filtre s'accentue à mesure que le nombre d'éléments du filtre augmente.
<La sélectivité entre le signal et le bruit s'améliore à mesure que la pente de la courbe de perte d'insertion du filtre devient plus raide>
Une pente plus raide de la courbe de perte d'insertion du filtre permet d'éviter que le signal ne soit perturbé lorsque les fréquences du signal et du bruit sont proches l'une de l'autre. La figure 2 illustre un cas où la fréquence du signal est relativement élevée et proche de celle du bruit. Lorsque ces deux fréquences sont proches et qu’on utilise un filtre présentant une pente de perte d’insertion faible, le choix de constantes permettant de réduire suffisamment le bruit entraîne également une atténuation des composantes harmoniques supérieures du signal proches de la fréquence du bruit. En conséquence, la forme d’onde du signal est altérée, comme le montre la figure 3. À l’inverse, lorsque l’on choisit des constantes qui n’affectent pas la fréquence du signal, le bruit ne peut pas être suffisamment atténué. En revanche, lorsqu’on utilise un filtre présentant une caractéristique de perte d’insertion abrupte, le signal et le bruit peuvent être séparés de manière sélective, ce qui permet de supprimer l’effet sur le signal. C’est pourquoi on utilise des filtres composés LC pour mettre en œuvre des mesures anti-bruit tout en minimisant l’effet sur la forme d’onde du signal dans les lignes de signal à haute vitesse.
<Sélection du type de circuit de filtrage>
Il existe différents types de filtres composites LC associant des condensateurs et des inductances, en fonction de la combinaison choisie. Comme indiqué ci-dessus, augmenter le nombre d'éléments du filtre permet de séparer plus efficacement le signal du bruit, mais même en utilisant le même nombre d'éléments, différentes configurations sont possibles, telles que les filtres de type T et de type π. Le critère déterminant pour choisir le type à utiliser est l'impédance d'entrée/sortie du circuit dans lequel le filtre doit être inséré. Parmi les éléments composant un filtre composite LC, la réduction de l’impédance entre les condensateurs et la masse permet au bruit de s’échapper vers la masse ; ainsi, les effets de réduction du bruit peuvent être améliorés en plaçant les condensateurs à proximité de zones à haute impédance. À l’inverse, les inductances entravent le passage du bruit à mesure que l’impédance augmente ; les effets de réduction du bruit peuvent donc être améliorés en plaçant les inductances à proximité de zones à faible impédance. Ainsi, le critère essentiel lors du choix d’un filtre composite LC est de déterminer si l’impédance en amont et en aval du filtre est élevée ou faible. La figure 4 présente des exemples de ces configurations.
<Exemples de filtres composites LC>
Comme mentionné ci-dessus, les filtres composites LC permettent d'obtenir des caractéristiques de perte d'insertion très prononcées ; ils sont donc souvent utilisés lorsque la fréquence du signal est relativement élevée et proche de la fréquence du bruit. Auparavant, ces filtres étaient souvent utilisés pour des applications telles que les interfaces RVB analogiques des ordinateurs ; leur utilisation se généralise aujourd’hui pour éliminer la porteuse des téléphones mobiles et le bruit de la bande de diffusion TV dans les lignes d’interface des modules LCD et des modules caméra intégrés aux téléphones mobiles. La miniaturisation étant un enjeu extrêmement important pour les téléphones mobiles, les filtres composites LC utilisés pour ces applications recourent à la technologie multicouche. De plus, plusieurs lignes de signal étant disposées en parallèle à ces emplacements, on utilise souvent des filtres de type « array » qui intègrent quatre circuits dans un seul boîtier.
Par ailleurs, des filtres présentant plusieurs fréquences d'auto-résonance sont également proposés pour une utilisation dans les téléphones mobiles, afin de permettre la mise en œuvre de mesures de lutte contre le bruit ciblant plusieurs bandes de fréquences, telles que la bande des 800 MHz et celle des 2 GHz.
*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.
