Brevet FR2534061A1 — publié le 19840406

Cabledestiné au transport de signauxélectriques et ses procédés d'exécutionét.de mise en oeuvre. La présente invention concerne un câble destine au transport de signaux électriques. Suivant des applications particulièrement interessantes, bien que nullement limitatives, ce câble est utilisable de manière avantageuse dans les installations d'enregistrement, ou de reproduction, ou de transmission des sons et images, telles que, par exemple les installations de reproduction fidèle des sons connues sous le nom de channes haute fidélite-(domaine des basses fréquences), Toutefois, on précise que le câble selon l'invention est avantageusement utilisable, de manière plus générale, dans tous les domaines du traitement, du transport et de la mesure des signaux électriques, et dans les domaines de lEelec- tronique domestique ou professionnelle de toutes natures, Les câbles connus de ce genre comportent une ou plusieurs paires de conducteurs isoles individuellement au moyen dtun diélectrique et assemblés en torsade, ces conducteurs isolés et torsades etant logés dans une enveloppe commune généralement formée de deux blindages concentriques isolés l'un de l'autre au moyen d'un diélectrique adéquat et protégés par une gaine isolante extérieure, On a constaté que ce mode d'execution des câbles ne leur conférait pas une immunité suffisante aux signaux et champs parasites se trouvant dans leur environnement et/ou génerés a I ineneur meme desdits câbles, et que les signaux transitant par lesdits câbles subissent des pertes relativement importantes. On a aussi observé d'importantes pertes diélectriques, ainsi qu'un temps de propagation de groupe non constant en fonction de la frequence. Un but visé par la présente invention est donc, notamment, de remédier aux insuffisances ou inconvénients susmentionnés des câbles connus. Suivant l'invention, cet objectif est atteint au moyen d'un câble dont chaque conducteur isolé par une gaine mince et de diélectrique -approprié, est protégé individuellement par un ou plusieurs écrans basse~frequence (BF) constitué(s) par un feuillard enroulé de cuivre ou d'aluminium, et/ou par un ou plusieurs blindages haute fréquence (HF) constitue(s) par une tresse de cuivre ou d'aluminium, les conducteurs torsadés ainsi isolés et protégés étant logés dans une enveloppe commune formée par un ou plusieurs écrans BF et/ou par un ou plusieurs blindages HF eux mêmes protégés par une gaine isolante extérieure ; les écrans BF et blindages HF du câble étant en contact électrique intime les uns avec les autres et ne servant, en aucun cas, véhiculer des signaux électriques. L'invention vise également un procédé d'exécution des câbles constitués de la manière susmentionnée, ainsi aucun procédé de mise en oeuvre de ces câbles. L'agencement selon l'invention permet d'améliorer de manière importante l'immunité des cables aux signaux et champs parasites qui-se trouvent dans l'environnement desdits câbles. Il permet également de diminuer les pertes subies par les signaux qui transitent par les câbles du fait même de la présence de ces derniers (pertes d'insertion). On souligne, par exemple, les avantages ci-après obtenus par l'application des câbles réalisés selon l'invention aux installations de reproduction des sons, dans le domaine de la. haute fidélité - augmentation de la quantité d'informations transmises, qui se traduit par une meilleure définition du message sonore ; - amélioration de la- dynamique du message sonore, du fait de la transmission de signaux d'extrêmement faible amplitude, qui ne sont plus "perdus" dans le câble ; - amélioration de la transparence du message sonore, par suppression de signaux parasites que le câble ne capte plus du fait de sa meilleure immunité ;; - d'une manière générale, reproduction sonore plus naturelle ou plus présente, grâce à une meilleure fidélité au message sonore original tel qu'il est injecté à l'entrée de la chaîne de reproduction, du signal amplifié et fourni aux haut-parleurs. Dans une installation de reproduction sonore haute fidélité, les câbles exécutés selon la présente invention peuvent hêtre utilisés, de façon avantageuse, a tous les niveaux des chaînes : liaison phonolecteur préampl ificateur, liaison préampl ificateur-ampl ificateur, liaison amplificateur-enceintes acoustiques, câblage interne des maillons des chaines (pre-préamplificateur, préamplificateur correcteur, amplificateur, filtres, liaisons aux haut-parleurs dans les enceintes acoustiques, etc.). Ces buts, caractéristiques et avantages, et d'autres encore, ressortiront mieux de la descriptron qui suit et du dessin annexe dans lequel La figure 1- est une vue en coupe-transversale d'un câble exécuté selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique illustrant la disposition, suivant le sens le plus favorable de la conduction, des conducteurs d'un câble formé seulement d'un conducteur "aller" et d'un conducteur "retour". La figure 3 est une autre vue schematique montrant la disposition "en croix", suivant le sens privilégié de translation des électrons, des conducteurs d'un câble constitué de deux conducteurs "aller" et de deux conducteurs "retour". On se réfère audit dessin pour décrire des exemplésd'execution intéressants, quoique nullement limitatifs, du câble selon l'invention. Dans la description qui suit, on appellera "conducteurs" les fils destinés au transport "aller" et "retour" des informations ou signaux ; tandis que l'on nommera "câble", la structure constituée d'un ou plusieurs conducteurs isoles individuellement et réunis dans une enveloppe commune. Le câble auquel s'applique l'invention comprend un ou plusieurs conducteurs 1 constitués, par exemple, chacun, d'un unique fil de cuivre ou d'aluminium isolé électriquement, ou par plusieurs fils isolés électriquement, indi- viduellement et torsadés (fil de Litz), De préférence, le ou les fils constituant chaque conducteur est ou sont formes) par un fil de cuivre le plus pur possible. Le fil ou chaque fil d'un ensemble de fils constituant un conducteur, est isolé au moyen d'un di électn que convenable tel que, par exemple, un vernis ou émail adherant au fil, ou un film isolant (poly (terephtalate d'éthylène) connu sous la Marque déposée "Terphane", ou autre) enroulé autour du fil. L'isolant electrique 2 entourant chaque fil doit etre aussi mince que possible, par exemple d'épaisseur inferieure à 30 microns, compte tenu des contraintes electriques et diélectriques à respecter (claquage, etc.) Selon une première disposition caractéristique de l'invention, chaque conducteur 1 constitué d'un seul fil isole électriquement ou, de plusieurs fils isolés individuellement, est protégé par un ou plusieurs écrans basse fréquence (BF) et/ou par un ou plusieurs blindages haute frequence (HF).Le ou chaque ecran BF 3 est, par exemple, avantageusement constitué par un feuillard d'aluminium ou de cuivre enroulé autour du conducteur isolé, tandis que le ou chaque blindage HF 4 est, de manière préférée, constituée par une tresse tubulaire executée en aluminium ou en cuivre et disposée autour dudit conducteur isolé ou autour de l'écran BF entourant ce dernier. Comme indiqué ci-dessus, plusieurs écrans BF 3 et blindages HF 4 peuvent être superposés ou disposés coaxialement autour de chacun des conducteurs isolés 1-2 du câble. Dans ce cas, le ou les écrans BF 3 et/ou le ou les blindages HF 4 de chaque conducteur 1 est ou sont placé(s) au contact immédiat de l'isolant 2 dudit conducteur. Les conducteurs isoles et protégés individuellement (ensembles 1-2-3-4) sont identiques, parallèles et subissent une légère torsion, de façon à constituer un toron, afin d'inverser le signe du couplage sur des longueurs qui se reproduisent périodiquement; les écrans BF et/ou les blindages HF étant places en contact électrique les uns avec les autres. Afin d'obtenir des liaisons symétriques "aller" - "retour", les conducteurs isolés et protégés utilisés pour ll"aller" A et le "retour" R des signaux sont de même nature, de memes caractéristiques dimensionnelles et électriques, et en nombre égal. Ainsi, selon l'exemple représenté à la figure 1, le câble comprend deux conducteurs "aller" A et deux conducteurs "retour" R disposés et connectés "en croix" ou de manière croisée, pour diminuer l'effet de self et de mutuelle inductance. Suivant une autre disposition caractéristique de l'invention, on exploite l'existence d'un sens plus favorable à la transmission des signaux dans les conducteurs. En effet, la structure "en chevrons" que l'on confère au métal constituant les conducteurs par tréfilage etétirage, favorise le déplacement des electrons libres dans un sens privilégie le long desdits conducteurs. Suivant leur nature : conducteur "aller" ou conducteur "retour", le sens le plus favorable des conducteurs est différent, et le sens du ou des fils constituant chaque conducteur, à l'intérieur du câble, est donc déterminé par la fonction dudit ou desdits fils : "aller" ou "retour" du signal.On conçoit donc que les conducteurs "aller' A et les conducteurs "retour" R sont disposés de façon que les électrons libres puissent se mouvoir en suivant le sens privilégié découlant de la structure "en chevrons" donnée auxdits conducteurs par tréfilage et étirage, et que les conducteurs "aller" et les conducteurs "retour" ont une disposition inverse en considérant ce sens privilégie de déplacement. Les figures 2 et 3 illustrent la disposition des conducteurs de câbles à deux et à quatre conducteurs, respectivement, destines à véhiculer des signaux dans une installation de reproduction du son, les flèches indiquant le "sens" le plus favorable à la conduction ou à la transmission des signaux. L'ensemble des conducteurs isolés,torsadéset protégés individuellement constituant un câble est protégé par au moins un écran BF commun 5 et/ou par au moins un blindage HF commun 6 disposé(s) autour dudit ensemble. L'écran BF commun 5 ou chacun des écrans BF coaxiaux communs est avantageusement exécuté au moyen d'un feuillard de cuivre ou d'aluminium enroulé autour de l'ensemble de conducteurs torsadés, tandis que le blindage HF commun 6 ou chacun des blindages HF coaxiaux commun 6 est, de préférence, réalise au moyen d'-une tresse tubulaire-de cuivre ou d'aluminium, disposée autour de l'ensemble desdits conducteurs ou du ou des écrans BF. Le ou les écrans BF communs et le ou les blindages HF communs sont disposés en contact électrique intime entre eux et avec le ou les écrans BF individuels 3 et/ou avec le ou les blindages HF individuels 4 de chaque conducteur isole. Ces écrans BF et blindages HF ne servent, en aucun cas, à véhiculer les signaux à transmettre. L'ensemble exécuté suivant ltexpose qui précède est protegé par une gaine extérieure isolante 7 par exemple exécutée en toute matière plastique convenable et disposee autour du ou des écrans BF communs 5 et/ou du ou des blindages HF communs 6. On souligne que la section et le nombre des conducteurs, ainsi-que le "sens privilégié" defini ci-dessus du ou des- fils constituant chacun d'entre eux > sont determinés en fonction de l'amplitude, de la fréquence et du "sens" des signaux à transmettre. De même, écrans BF et blindages HF individuels et communs sont choisis en fonction de l'immunité aux champs perturbateurs qui est requise. Dans certaines applications, plusieurs câbles exécutés suivant l'invention peuvent être associés pour constituer des structures plus complexes ou une structure optimale, éventuellement renfermée dans une gaine isolante unique. Suivant un procedé de mise en oeuvre vise par l'invention, l'immunité aux champs parasites extérieurs des câbles selon cette dernière est encore accrue par la polarisation de l'ensemble des ecrans BF et des blindages HF du câble, obtenue par l'application d'une tension continue à ces derniers. Cette polarisation continue, de quelques volts à quelques dizaines de volts, est appliquée entre masse de référence de l'installation et écrans et blindages du câble, par exemple au moyen de piles, accumulateurs, ou source de courant alternatif redressé et filtré. R EV N-D I C A T I 0 N S 1. - Câble destiné au transport de signaux electriques, comprenant un ou plusieurs conducteurs (1) constitues, chacun? d'un fil conducteur isolé au moyen d'une gaine ou couche diélectrique mince (2) ou de plusieurs fils individuellement isolés, ces conducteurs isoles et légèrement torsadés etant loges dans une enveloppe protectrice commune formée par un ou plusieurs écrans basse frequence (BF), par exemple constitué(s) par un feuillard (5) enroulé de cuivre ou d'aluminium, et/ou par un ou plusieurs blindages haute frequence (HF) constitué(s) par une tresse tubulaire (6) de cuivre ou d'aluminium, ce ou ces ecrans BF (5) et/ou ce ou ces blindages HF (6) étant lui-meme ou eux-mêmes protégé(s) par une gaine isolante extérieure (7), caractérisé en ce que chaque conducteur (1) est individuellement protegepar un ou plusieurs écrans BF, par exemple exécute au moyen d'un feuillard (3) enroule de cuivre ou d'aluminium, et/ou par un ou plusieurs blindages HF, de préférence constitué(s) par une tresse tubulaire (4) de cuivre ou d'aluminium. 2. - Câble selon la revendication 1, caracterise en ce que le ou les ecrans BF individuels (3) et/ou le ou les blindages HF individuels (4) sont placés en contact électrique intime les uns avec les autres. 3, - Câble suivant la revendication 2, caracterise en ce que le ou les écrans BF individuels (3) et/ou le ou les blindages HF individuels (4) sont placés en contact électrique intime avec le ou l-es ecrans BF communs (5) et/ou avec le ou les blindages HF communs (6). 4. -Ctble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fil ou chacun des fils constituant chaque conducteur exploite la structure "en chevrons" qui lui est conféré par treilage èt étirage, et de laquelle découle un sens privilégié de translation des electrons libres dans ledit conducteur et, par consequentp un sens privilégie d'acheminement des signaux ou informations. 5. - Câble suivant la revendication 4, comprenant un ou plusieurs conducteurs "aller" (A) et un ou plusieurs conducteurs "retour" ) (R), de même nature, de mêmes caractéristiques dimensionnelles et electriques, et en nombre éaal, caractérisé en ce que chaque conducteur "aller" ou "retour" est disposé de manière que le sens privilegié de transmission des signaux ou informations découlant de sa structure "en chevrons" corresponde à sa fonction "aller" ou "retour", c'est-à-dire de façon à tenir compte du sens "aller" ou "retour" du signal à transmettre ; les conducteurs "aller" ayant, par conséquent, une disposition inverse de celle des conducteurs "retour" en considérant ledit sens privilégié. 6. - Procédé d'exécution de câbles destinés au transport de signaux électriques, réalisés suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on améliore la structure "en chevrons" des conducteurs desdits câbles leur conférant un sens privilégié de translation des électrons libres et, par conséquent, un sens privilégié d'acheminement des signaux ou informations qu'ils sont destines à transporter, par tréfilage et étirage. 7. - Procédé de mise en oeuvre de câbles executes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, ou obtenus à l'aide-du procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on applique, à l'ensemble des écrans BF (3, 5) et desblindages HF (4, 6), une tension continue de polarisation, cette tension continue étant appliquée entre masse de référence de l'installation équipée desdits câbles et l'ensemble desdits écrans et blindage, et obtenue, par exemple, au moyen de piles, accumulateurs, ou source de courant alternatif redressé et filtré. 8. - Installations de traitement, ou de transport, ou de mesure de signaux électriques, analogiques ou numériques, par exemple installations d'enregistrement, de reproduction ou de transmission des sons et/ou images, caractérisées en ce qu'elles sont équipées de câbles exécutes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ou obtenus à l'aide du procédé suivant la revendication 6.