Brevet FR2672451A1 — publié le 19920807

Circuit d'isolation de masse pour cicuits électroniques La présente invention concerne un circuit d'isolation de masse pour des circuits électroniques et elle a trait, plus particulièrement, à un circuit d'isolation de masse pour isoler une pluralité de canaux de transmission de signaux, tels que ceux d'un matériel de reproduction stéréophonique des sons monté sur un véhicule à moteur. Dans un matériel de reproduction stéréophonique des sons monté sur un véhicule à moteur o l'on est confronté à un rayonnement considérable de bruit, il est courant d'utiliser des câbles blindés pour le câblage des circuits électroniques discrets, tels que ceux d'un électrophone pour disques compacts (CD) et d'un amplificateur principal, et de relier les tresses de blindage des câbles blindés à la masse de chaque circuit électronique, aux deux extrémités, afin de protéger les circuits électroniques contre le bruit extérieur. On peut obtenir une immunisation contre le bruit extérieur en reliant les circuits électroniques avec des câbles blindés, comme mentionné cidessus, mais on peut être confronté à un autre problème, à savoir ce que l'on appelle un "bruit de boucle de masse", dans un tel système de blindage, étant donné qu'une boucle de masse est formée par les tresses de blindage mise à la masse entre les circuits électroniques reliés et, si une différence apparaît dans le potentiel de masse, un courant de boucle peut circuler à travers la boucle de masse ainsi formée. C'est pourquoi, pour éliminer le bruit de boucle de masse provenant de la différence de potentiel de masse entre les circuits électroniques reliés, dans le cas o on effectue la liaison de ces circuits en utilisant des câbles blindés, on dispose normalement un amplificateur différentiel sur le côté d'entrée du circuit électronique situé dans l'étage postérieur, celà en tant que composant du cicuit d'isolation de masse, pour isoler les unes des autres les masses des circuits électroniques reliés. En se référant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté, par exemple, un circuit d'isolation de masse du type de la technique antérieure, utilisé pour relier un électrophone pour disques compacts à un amplificateur dans un matériel de reproduction stéréophonique des sons monté sur un véhicule à moteur Comme on le sait, il existe un grand nombre de sources de rayonnement de bruit dans le véhicule à moteur, comme par exemple le moteur, le système d'allumage, le micro-ordinateur destinés à commander le véhicule, etc et les bruits extérieurs rayonnés sont facilement captés par le faisceau de câble installé à l'intérieur de la carrosserie du véhicule à moteur pour relier les unités électroniques individuelles. Par conséquent, on utilise dans un tel câblage de véhicule à moteur un cordon RCA 5 dont les éléments constitutifs sont blindés de façon indépendante par des tresses de blindage 4 L et 4 R pour transmettre les signaux des canaux gauches (L) et droits (R) du son stéréophonique à travers les lignes blindées 3 L et 3 R de transmission de signaux. Sur la figure 1, on voit que la ligne 3 L de transmission de signaux du cordon RCA 5 relatif aux signaux de canal L est câblée entre une borne de sortie Ll de canal L de transmission de signaux de l'électrophone 1 pour disques compacts et une borne d'entrée L 2 du canal L de transmission de signaux du bloc amplificateur 2 De la même manière, la ligne 3 R de transmission de signaux du canal R est câblée entre une borne de sortie Rl du canal R de transmission de signaux de l'électrophone 1 pour disques compacts et une borne d'entrée R 2 du canal R de transmission de signaux du bloc amplificateur 2 En outre, les tresses de blindage 4 L et 4 R du cordon RCA 5 sont combinées, respectivement, en une seule tresse sur les deux côtés de l'électrophone 1 pour disques compacts et du bloc amplificateur 2 et sont mises respectivement à la masse aux bornes de masse Gi et G 2 des blocs 1 et 2. D'autre part, les amplificateurs différentiels 6 L et 6 R, par exemple des amplificateurs opérationnels, sont interposés entre la borne L 2 d'entrée de signaux de canal L et la borne de masse G 2 du bloc amplificateur 2 et entre la borne R 2 d'entrée de signaux de canal R et la borne de masse G 2, respectivement, pour constituer ce que l'on appelle un circuit d'isolation de masse Dans la même figure 1, on voit que les résistances 7 à 14 sont des résistances de polarisation pour chaque amplificateur différentiel. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, pour faciliter la compréhension, on a représenté symboliquement l'électrophone 1 pour disques compacts en désignant simplement les sources de signaux 15 L et 15 R et les résistances intérieures 16 L et 16 R pour les canaux L et R. Toutefois, toute personne versée en la technique comprendra qu'un dispositif de lecture photo-électrique, des préamplificateurs, etc, sont inclus dans l'électrophone 1 pour disques compacts. On va donner ci-après un aperçu de la raison pour laquelle le bruit de boucle de masse est engendré dans le circuit de la figure 1. Si une différence de potentiel Vn est engendrée entre les masses de l'électrophone 1 et le bloc amplificateur 2 pour une raison quelconque, des courants de boucle basés sur la différence de potentiel engendrée Vn peuvent circuler dans les lignes 3 L et 3 R de transmission de signaux et les tresses 4 L et 4 R Le courant de boucle qui circule à travers chaque circuit de boucle a la même phase et est appelé un courant de mode commun En général, la cause du bruit est due non pas au courant de mode commun mais à un courant de mode normal dont la phase est en opposition Du fait que la phase du courant de mode commun est en phase, il se produit une annulation dans la boucle de courant, ce qui se traduit par l'absence de bruit de boucle de masse. Toutefois, dans un agencement de circuit réel, il est courant que les impédances des lignes 3 L et 3 R de transmission de signaux et les tresses de blindage 4 L et 4 R diffèrent toujours l'une de l'autre De ce fait, si les circuits électroniques de l'étage antérieur et de l'étage postérieur sont reliés sans que l'on ait pris de mesures contre le problème du bruit, la différence qui existe dans le courant de mode commun se traduit par un bruit de mode normal et ce bruit, à son tour, pénètre dans les lignes de transmission de signaux sous la forme du bruit de boucle de masse. Pour résoudre le problème posé par le bruit de boucle de masse, on a proposé, comme représenté sur la figure 1, d'interposer les amplificateurs différentiels 6 L et 6 R entre les bornes de transit de signaux et les bornes de masse des canaux respectifs du circuit électronique de l'étage postérieur, et chaque signal de canal est appliqué entre la borne d'entrée non inverseuse (+) et la borne d'entrée inverseuse (-) de chaque amplificateur différentiel Dans cet agencement de circuit, la quantité de courant de mode commun qui circule dans la ligne 3 L de transmission de signaux est identique à celle qui circule dans la tresse de blindage 4 L et la quantité de courant de mode commun qui circule dans la ligne 3 R de transmission de signaux est identique à celle de la tresse de blindage 4 R Par conséquent, en soustrayant l'un de l'autre les courants de mode commun ayant la même valeur dans les amplificateurs différentiels respectifs 6 L et 6 R, on peut annuler les courants de mode commun qui circulent dans les lignes de transmission de signaux et dans les tresses de blindage De cette façon, le courant de mode commun n'est pas transféré au courant de mode normal, ceci, à son tour, évitant l'apparition d'un bruit de boucle de masse. Toutefois, comme représenté sur la figure 1, si on câble les circuits électroniques de l'étage antérieur et de l'étage postérieur en utilisant des câbles blindés, comme par exemple le cordon RCA 5 dans lequel chaque câble est blindé de façon indépendante pour chaque canal, une boucle à courant continu est formée par la tresse de blindage 4 L pour le canal R et par la tresse de blindage 4 R pour le canal R Par conséquent, si un bruit extérieur dû au rayonnement est couplé à cette boucle à courant continu, il se produit une induction d'un courant de bruit qui circule dans la boucle à courant continu, comme représenté par la flèche sur la figure 1. La tension engendrée par le courant de bruit induit s'ajoute alors en série à celle présente entre les bornes d'entrée (+) et (-) de chacun des amplificateurs différentiels 6 L et 6 R et agit sur ces amplificateurs différentiels de manière que des courants de mode normal circulent à travers ces derniers Par conséquent, il existe un problème en ce sens que le bruit induit par le courant de mode normal pénètre dans la ligne de transmission de signal de chaque canal sous forme d'un bruit d'interférence Ce phénomène soulève un problème sérieux dans les matériels audio montés sur des véhicules à moteur, car de tels matériels doivent fonctionner dans un environnement défavorable saturé de bruit dû aux rayonnements. C'est pourquoi, la présente invention a pour objet d'éliminer les difficultés rencontrées dans les circuits d'isolation de masse de la technique antérieure et de fournir un circuit d'isolation de masse pouvant empêcher les perturbations provoquées par le bruit induit par les rayonnements même si on effectue des connexions entre deux circuits électroniques de l'étage antérieur et de l'étage postérieur en utilisant des câbles de connexion blindés pour les canaux respectifs, comme par exemple un cordon RCA. Pour atteindre cet objectif, la présente invention procure un circuit d'isolation de masse destiné à être utilisé pour relier des circuits électroniques comportant des lignes de transmission de signaux attribuées à une pluralité de canaux Plus spécifiquement, le circuit d'isolation de masse selon la présente invention est destiné à être utilisé pour connecter deux circuits électroniques formant un étage antérieur et un étage postérieur On effectue l'interconnexion des deux circuits électroniques en utilisant un câble blindé de transmission de signaux pour chaque canal tandis que des bornes de masse discrète sont présentes dans l'un et l'autre des circuits électroniques, à raison d'une pour chaque canal, et de ce fait les bornes de masse sont séparées l'une de l'autre Chaque tresse de blindage du câble blindé du canal correspondant qui se termine au circuit électronique o se trouve les bornes de masse discrètes est connectée de façon indépendante à la borne de masse correspondante. Selon la présente invention, du fait que la tresse de blindage du câble blindé de chaque canal est mise à la masse indépendamment de la borne de masse discrète qui est présente dans chaque autre circuit électronique, aucun circuit de boucle n'est formé par les tresse de blindage comme c'était le cas dans le circuit d'isolation de masse de la technique antérieure Ceci, se traduit par l'absence de bruit induit même s'il existe un couplage entre le bruit dû aux rayonnements extérieurs et les tresses de blindage. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma de principe montrant un circuit d'isolation de masse de la technique antérieure; la figure 2 est un schéma de principe montrant un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est un schéma de principe montrant un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un schéma de principe montrant un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un schéma de principe montrant un autre mode de réalisation de la présente invention; et la figure 6 est un schéma de principe montrant un autre mode de réalisation de la présente invention. En se référant maintenant à la figure 2, on voit que l'on y a représenté un circuit d'isolation de masse qui constitue le premier mode de réalisation de la présente invention Dans ce premier mode de réalisation, une borne de masse G 2 (voir figure 1) d'un bloc amplificateur 2 de l'étage postérieur est divisé en deux bornes de masse discrètes G 2 L et G 2 R dans le sens d'un courant continu afin de constituer une bande de masse indépendante pour chaque canal de transmission de signaux Comme on peut le voir, la tresse de blindage 4 L du câble blindé de canal L est connectée à la borne de masse G 2 L du canal L tandis que la tresse de blindage 4 R du câble blindé du canal R est connecté à la borne de masse G 2 R du canal R, les mêmes chiffres de référence désignant les mêmes éléments sur la figure 1 et aucune autre description des éléments constitutifs ne sera donnée. Dans l'agencement de circuit tel que décrit ci-dessus, la boucle de masse, qui a été formée dans le circuit d'isolation de masse de la technique antérieure par les tresses de blindage des câbles blindés des canaux L et R est maintenant ouverte à l'endroit des bornes de masse discrète G 2 L et G 2 R De cette façon, on peut efficacement éviter l'induction de courant de bruit par le bruit dû au rayonnement extérieur. Par ailleurs, en interposant des condensateurs de dérivation pour les fréquences élevées entre les bornes de masse G 2 L et G 2 R et la masse de l'amplificateur 2, le bruit de fréquence élevée appliqué aux tresses de blindage 4 L et 4 R peut être efficacement détourné vers la masse de l'amplificateur 2, ce qui se traduit par une autre diminution des bruits indésirables. Sur la figure 3, on a représenté un autre circuit d'isolation de masse constituant le second mode de réalisation de la présente invention Ce second mode de réalisation à la même configuration que le premier mode de réalisation de la figure 2 sauf que des amplificateurs tampons 19, 22 sont interposés entre les bornes L 2 et R 2 d'entrée de signaux et les bornes non inverseuses des amplificateurs différentiels 6 L, 6 R et des amplificateurs tampons 20, 22 sont interposés entre les bornes de masse G 2 L, G 2 R et les entrées inverseuses des amplificateurs différentiels 6 L, 6 R dans le bloc amplificateur 2 Dans ce mode de réalisation, il est possible d'isoler l'étage avant de chaque ligne de transmission de signaux de l'étage arrière de cette dernière en utilisant les caractéristiques d'impédance élevée de chaque amplificateur tampon pour obtenir une suppression plus efficace du bruit induit. Sur la figure 4, on a représenté un autre circuit d'isolation de masse constituant le troisième mode de réalisation de la présente invention Dans ce mode de réalisation, des amplificateurs différentiels 30, 31 sont prévus dans l'étage antérieur au lieu de l'étage postérieur pour permettre à l'étage antérieur de transmettre uniquement les composantes de courant alternatif des signaux de ligne à l'étage postérieur. Ici, les amplificateurs différentiels 30 et 31 utilisés pour envoyer les signaux sont disposés sur le côté bloc amplificateur 1 et les signaux de sortie de ces amplificateurs différentiels 30 et 31 sont envoyés aux amplificateurs d'entrée 34 et 35 présents dans le bloc amplificateur 2 par l'intermédiaire de condensateurs de couplage 32 et 33 Les bornes de masse des deux blocs amplificateurs 1 et 2 sont ensuite divisées en deux groupes de bornes Gl L, Gl R et G 2 L, G 2 R pour chaque canal et les deux tresses de blindage 4 L et 4 R sont reliées de façon indépendante, à leurs deux extrémités, aux bornes de masse de chaque canal de chaque bloc En outre, les bornes de masse Gl L et Gi R sont connectées à la masse du bloc 1 par des condensateurs 36 et 37 de dérivation de haute fréquence pour détourner la haute fréquence vers la masse et les bruits de haute fréquence superposés dans les tresses de blindage 4 L et 4 R sont également mis à la masse. On a représenté d'autres variantes de la présente invention sur les figures 5 et 6 Sur la figure 5, on a représenté un circuit d'isolation de masse du type à transformateur d'isolation réalisant la présente invention tandis que sur la figure 6 on a représenté un circuit d'isolation de masse du type à courant de rétroaction réalisant la présente invention. On a décrit ci-dessus la présente invention en se référant à deux circuits électroniques, tels que ce d'un électrophone pour disques compacts et un amplificateur pour ce dernier mais, on comprendra, que la présente invention n'est pas limités à ces modes de réalisation particuliers et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées en utilisant, par exemple, la connexion entre deux amplificateurs. Il est donc bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Circuit d'isolation pour des circuits électroniques comportant une pluralité de canaux (L, R) de transmission de signaux, dans lequel deux circuits électroniques ( 1, 2) formant un étage antérieur et un étage postérieur sont reliés au moyen d'une pluralité de lignes blindées ( 3 L, 3 R) de transmission de signaux, ce circuit d'isolation de masse étant caractérisé en ce que: au moins un des deux circuits électroniques ( 1, 2) est pourvu d'une pluralité de bornes de masse discrètes (Gl L, Gl R; G 2 L, G 2 R) isolées l'une de l'autre, en correspondance avec la pluralité de canaux de transmission de signaux; et chaque tresse de blindage ( 4 L, 4 R) des lignes blindées ( 3 L, 3 R) de transmission de signaux se terminant au circuit électronique sur lequel se trouve la pluralité de bornes de masse discrètes (Gl L, Gl R; G 2 L, G 2 R) est reliée de façon indépendante à la borne de masse respective du canal de transmission de signaux. 2 Circuit d'isolation de masse selon la revendication 1, comprenant en outre une pluralité d'amplificateurs différentiels ( 6 L, 6 R) dans le circuit électronique de l'étage antérieur, les entrées non inverseuses de ces amplificateurs étant reliées aux bornes d'entrée de signaux (L 2, R 2) de la pluralité de canaux de transmission de signaux tandis que les entrées inverseuses de ces amplificateurs différentiels sont reliées de façon indépendante aux bornes de masse discrètes (G 2 L, G 2 R). 3 Circuit d'isolation de masse selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pluralité de bornes de masse dicrètes (Gl L, Gl R;) sont reliées à la masse du circuit électronique de l'étage antérieur par l'intermédiaire de condensateurs ( 36, 37) de dérivation de haute fréquence. 4 Circuit d'isolation de masse selon la revendication 2, comprenant en outre une pluralité d'amplificateurs tampons ( 19, 22; , 21) reliés à leur entrée aux bornes d'entrée de signaux (L 2, R 2) et aux bornes de masse discrètes (G 2 L, G 2 R) et à leur sortie aux entrées de la pluralité d'amplificateurs différentiels ( 6 L, 6 R). Circuit d'isolation de masse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une pluralité d'amplificateurs différentiels ( 30, 31) dans le circuit électronique de l'étage antérieur, les sorties de ces amplificateurs différentiels étant reliées aux bornes (Li, Ri) de sortie de signaux de la pluralité de canaux (L, R) de transmission de signaux tandis que les entrées non inverseuses de ces amplificateurs sont reliées de façon indépendante aux bornes de masse discrète (Gl L, Gl R). 6 Circuit d'isolation de masse selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bornes de masse discrètes (Gl L, Gl R) sont reliées à la masse du circuit électronique ( 1) de l'étage antérieur par des condensateurs ( 36, 37) de dérivation de haute fréquence.