Brevet FR2068593A1 — publié le 19710827

La présente invention concerne un transformateur d'isolement pour signaux vidéo, comportant un noyau en ferrite et deux enroule ments séparés galvaniquement l'un de l'autre et montés par couches sur un mandrin cylindrique. De tels transformateurs d'isolement peuvent servir à la sépa ration galvanique de deux circuits, notamment pour la transmission de signaux vidéo dans des récepteurs de télévision, par exemple pour la connexion d'un tel récepteur à un appareil d'enregistrement vidéo. Suivant les normes allemandes, un tel transformateur soumis à un controlé avec une tension alternative efficace de 2 kV doit être résistant à la tension entre son enroulement primaire et son enroulement secondaire ainsi qu'entre ses enroulements et le noyau et la résistance d'isolement entre les parties précitées doit être supérieure à 2Mfl .En outre, un tel transformateur d'isolement doit avoir une courbe linéaire d'amplitude et de phase dans la pla ge du spectre de signaux vidéo (fréquence limite inférieure fréquence limite supérieure > 5 I-Zz). On connaît un circuit qui atteint la largeur de bande nécessai re par répartition de la bande de fréquence entre deux transforma teurs reliés ensemble de façon appropriée (Brevet Allemand n 1.236.587). Ce circuit présente cependant l'inconvénient qu'il peut se produire des erreurs du fait de différences entre les temps de transmission des deux transformateams. On connaît en outre un circuit dans lequel on utilise un trans formateur relié en série à un amplificateur de signaux vidéo dont l'impédance d'entrée est maintenue à une valeur très faible par couplage de réaction et par la résistance du cuivre de l'enroule ment secondaire du transformateur (demande allemande publiée n 1.219.071). Ce circuit présente l'inconvénient qrne l'impédance d' entrée de l'amplificateur doit être considérée, lors du calcul du transformateur, comme étant toujours reliée à l'enroulement secon daire. Une utilisation de ce circuit pour la transmission de signaux vidéo n'est par conséquent possible que lorsqu'il est prévu au moins deux amplificateurs et deux tensions d'alimentation séparées. L'invention a pour but d'éliminer les circuits coûteux et d'u tiliser au contraire un transformateur et au maximum un amplifica teur, auquel cas un relais classique doit servir à assurer la com mutation entre le couplage d'entrée et de sortie. Ce problème est résolu suivant l'invention en ce qu'on utilise un noyau à coquilles en ferrite sans entrefer, présentant une per méabilité efficaces Me > 2000, en ce que les deux enroulements sont bobinés ensemble de façon bifilaire et en ce que la matière d;'iso- lement du fil d'enroulement se compose de polytétrafluoréthylène Pour augmenter la limite supérieure de fréquence, deux bornes des deux enroulements, en opposition de phase et soumises aux potentiels de référence associés (châssis de l'appareil ou blindage du câble coaxial) sont reliées entre elles directement et par l'intermédiaire d'un condensateur d'après ces normes et prescriptions allemandes. Pour réduire les réflexions, on peut brancher en série avec le transformateur d'isolement, en aval et/ou en amont de celui-ci, un réseau de découplage. Pour compenser l'amortissement ainsi établi, il est prévu un amplificateur en amont ou en aval du transformateur. Les avantages obtenus suivant l'invention consistent notamment en ce que le transformateur transmet, avec observation des normes allemandes et sans utilisation d'un amplificateur, une largeur de bande de 50 Hz à 5 MHz - mesurée pour une perte de 3 dB aux limites de bande - pour une impédance d'entrée et une impédance terminale de 75#, auquel cas l'amortissement de transformation est inférieur à 0,5 dB dans la plage moyenne de fréquences. Les réseaux de découplage combinés à un amplificateur présentent l'avantage que la largeur de bande peut être augmentée et comprise entre 30 Hz et 10 MHz, auquel cas le facteur de réflexion est en outre réduit dans les zones de transmission entre le câble de 75Aet le transformateur Un autre avantage obtenu dans ce cas consiste en ce que le transformateur d'isolement peut transmettre dans les deux directions le signal vidéo par inversion de l'amplificateur à laide d'l7n re- lais classique. Les tensions - de service alimentant l'amplificateur sont alors toujours fournies par le meme appareil par exemple par un récepteur de télévision. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaî- tront dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 représente un mandrin portant des enroulements disposés suivant l'invention - la Fig. 2 est une coupe d'un noyau à coquilles dans lequel est engagé un mandrin - la Fig. 3 est un schéma simplifié d'un transformateur - la Fig. 4 représente un schéma d'un transformateur associé à des réseaux de découplage. Sur la Fig. 1, on a représenté un mandrin 2 sur lequel deux enroulements 3, 4, sont bobinés par couches de façon bifilaire. Les extrémités des fils correspondant à un enroulement ont été désignées par 5 et 6 et celles correspondant à l'autre enroulement,par 7 et 8. La Fig. 2 montre que le noyau à coquilles à utiliser ne comporte aucun entrefer et qu'on emploie un mandrin 2 sans parois intermédiaires. Dans le schéma simplifié de la Fig. 3, l'inductance 18 représente l'inductance de fuite, la capacité 19, la capacité de fuite, l'inductance 20, l'inductance principale et la capacité 21, la capacité principale du transformateur. Pour obtenir une grande largeur de bande, l'inductance principale 20 doit être aussi grande que possible. Ce résultat est obtenu à l'aide d'un noyau à coquilles 1 en ferrite sans entrefer, présen tant une perméabilité efficace > 2000. Dans le cas considéré, l'inductance de fuite 18 est moins déterminante que la résonance de fuitc formée par cette inductance de fuite 18 et par la capacité de fuite 19 et qui a l'effet d'un circuit bouchon. Du fait que cette résonance doit etre supérieure à la plage de fréquence désirée, le produit de l'inductance de fuite 18 et de la capacité de fuite 19 ne doit pas dépasser une valeur déterminée. Ce résultat est obtenu en bobinant l'enroulement primaire 3 et 1'enroulement secondaire 4 de fanon bifilaire afin que l'inductance de fuite 18 soit fortement réduite. En outre, on obtient une faible capacité de fuite 19 lorsqu'on utilise comme matière isolante pour le fil d'enroulement du polytétrafluoréthylène qui a une constante diélectriaue .= = 2, c'est-à-dire une constante diélectriaue bien lnlérieure à celles des matières isolantes classiques. les considérations précitees concernant la résonance de fuite ne sont valables que lorsque la capacité de fuite 19 est branchée entre des parties d'enroulement dans lesquelles les tensions sont en phase. Lorsqu'elle intervient entre les parties d'enroulement présentant des tensions en opposition de phase,la résonance de fuite appa- rait alors à des fréquences bien supérieures. Il en résulte une augmentation considérable de la limite supérieure de fréquence du transformateur. Cet effet inattendu est obtenu à l'aide d'un condensateur 22 qui relie entre elles la borne 6 de l'enroulement primaire 3 et la borne 7 de l'enroulement secondaire 4 soumises en opposition de phase aux potentiels de référence correspondants 23, 24. Sur la Fig. 4, on a représenté un transformateur pourvu de réseaux de découplage à l'entrée et à la sortie. Les résistances 9, 10, 13, 14, servent à découpler le transformateur par rapport aux conducteurs, ce qui réduit le facteur de réflexion. Un condensateur 12 compense l'impédance inductive du transformateur, qui diminue aux basses fréquences, et il assure une accentuation des basses fréquences. Une bobine 17 compense en combinaison avec la résistance 14, l'affaiblissement aux fréquences élevées car l'impédance du circuit-série formé par les éléments 14, 17 est supérieure et charge moins le transformateur. Un condensateur 16 évite une augmentation excessive de la courbe de fréquence ou de la résonance de fuite tandis que des condensateurs 11, 15 compensent également la réduction aux hautes fréquences et l'augmentation de l'impédance d'entrée ou de l'impédance de sortie qui est provoquée par l'inductance de fuite du transformateur ou bien par l'augmentation de l'impédance du circuit-série formé par la résistance 14 et la bobine 17. REVENDICATIONS 1 - Transformateur d'isolement pour signaux vidéo comportant un noyau en ferrite et deux enroulements isolés galvaniquement et disposés par couches sur un mandrin cylindrique, caractérisé en ce qu'il comporte un noyau à coquilles (1) en ferrite sans entrefer et présentant une perméabilité efficace e Hz 2000, les deux enrou- lements (3, 4) étant bobinés l'un avec l'autre suivant un agencement bifilaire, la matière d'isolement du fil d'enroulement étant formée de polytétrafluoréthylène. 2 - Transformateur d'isolement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que deux bornes en opposition de phase (6, 7) des deux enroulements (3, 4) sont reliées directement aux potentiels de référence correspondants (23, 24) et sont reliées entre elles par un condensateur (22). 3 - Transformateur d'isolement suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des réseaux de découplage branchés en amont et/ou en aval du transformateur. 4 - Transformateur d'isolement suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un amplificateur est branché en amont ou en aval du transformateur.