Brevet FR2860584A1 — publié le 20050408

État de la technique L'invention concerne un procédé et un agencement de circuit pour minimiser des influences parasites, en particulier un circuit électronique qui est exposé à des interférences, dans lequel on évalue un signal de mesure symétrique. Il est généralement connu que les exigences posées aux circuits intégrés en ce qui concerne leur robustesse contre des interférences électromagnétiques augmentent sans cesse, tout en augmentant simultanément la densité d'intégration. L'intégration éventuellement à prévoir ici de condensateurs de grande capacité pour le filtrage en large bande de perturbations électromagnétiques dans les circuits mène cependant à des coûts accrus lors de l'utilisation de largeurs de structure plus petites, ce qui serait souhaitable d'éviter. En particulier, pour une application des circuits dans le domaine des capteurs, une amplification et un conditionnement de signaux particulièrement faibles sont à réaliser. Un exemple en est la mesure du signal de sortie d'un circuit formant pont de Wheatstone dans un capteur de pression à fonctionnement résistif, tel que décrit par exemple dans le document DE 196 03 674.7 A 1. Dans de telles applications, on doit corriger des signaux d'entrée dans la plage de quelques V et on doit les amplifier d'un facteur supérieur à 100. Simultanément, on exige une grande robustesse contre des interférences électromagnétiques qui, en cas de symétrie insuffisante sur le côté entrée du circuit de commutation intégré, peuvent facilement mener à des signaux différentiels. Quant à leur amplitude, ces interférences ressemblent beaucoup à la grandeur de mesure proprement dite et elles peuvent donc entraver la fonction du capteur. Avantages de l'invention Dans un procédé du type décrit en introduction pour minimiser des influences parasites électromagnétiques dans un circuit électronique dans lequel on évalue en particulier un signal de mesure symétrique, les deux entrées d'un circuit d'évaluation sont avantageusement associées à des capacités susceptibles d'être mises en circuit, la minimisation des influences parasites s'effectuant par couplage d'un signal parasite prédéterminé et par sa suppression maximale par un choix des capacités susceptibles d'être mises en circuit, dans une étape séparée du procédé. Le couplage de la tension parasite peut s'effectuer ici par voie capacitive, par voie galvanique ou au moyen d'une antenne d'émission. Il est ici particulièrement avantageux que le choix particulier des capacités mises dans le circuit soit mémorisé et ajusté automatiquement lors de cycles de fonctionnement ultérieurs. Il est possible de manière simple que le choix des capacités s'effectue une seule fois pendant le développement du circuit. En variante, le choix des capacités peut s'effectuer après la fabrication de chaque circuit. On peut mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention avantageusement dans un agencement de capteur ou dans une cellule de mesure à détecteur comportant un pont de mesure dans lequel une tension diagonale de pont est appliquée symétriquement à l'entrée du circuit d'évaluation. Dans ce cas, on propose ainsi une méthode simple pour améliorer la robustesse d'un tel circuit par la minimisation semi- automatique ou entièrement automatique d'asymétries, dues par exemple à des longueurs de ligne différentes ou à des dispersions de processus, pour un circuit intégré et des cellules de mesure de capteur. Le procédé conforme à l'invention pour améliorer la robustesse des circuits contre des interférences électromagnétiques concerne donc une symétrisation ciblée des lignes d'entrée du circuit. En effet, en cas d'interférence identique de signaux parasites sur les deux lignes, c'està- dire en cas d'interférence d'un signal dit Mode commun (Common-Mode), un raccordement asymétrique des lignes d'entrée engendrerait un signal différentiel à cause de cette différence entre les deux lignes 2860584 3 asymétriques. Par exemple, dans le cas d'une cellule de mesure de capteur de pression, on peut générer, par redressage et intégration aux étages d'amplification du circuit un signal en entrée, qui ne se différencie pas d'un vrai signal de capteur de pression. L'invention évite le recours à des essais individuels et le cas échéant à l'exploitation de simulations pour, comme c'est habituellement le cas jusqu'à présent, l'optimisation du comportement CEM (compatibilité Electro-Magnétique) d'un détecteur. Étant donné que seulement un petit nombre guère significatif sur le plan statistique de circuits est vérifié et optimisé par ces méthodes habituelles, on ne peut pas corriger des fluctuations du processus des composants utilisés, comme par exemple le circuit, la cellule de mesure ou la platine. Comme mentionné en introduction, une amélioration serait éventuellement possible uniquement par utilisation de composants passifs supplémentaires qui engendrent des coûts et exigent une surface supplémentaire sur la carte imprimée. Avantageusement, l'invention a aussi pour objet un agencement de circuit pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, dans lequel l'agencement de circuit comprend un circuit intégré pour un circuit d'évaluation destiné à évaluer un signal symétrique de mesure ou de capteur. Dans ce cas, une pluralité de condensateurs sont associés respectivement à chacune des deux entrées du circuit d'évaluation, les condensateurs étant susceptibles d'être mis en circuit chacun individuellement ou en groupe avec une borne reliée à l'entrée respective du circuit et leur autre borne reliée à la masse. De plus, il est avantageux de prévoir un agencement de commutation susceptible d'être commandé pour mettre en circuit les condensateurs, au moyen duquel la mise en circuit peut être effectuée à partir de données enregistrées dans une mémoire et relatives aux valeurs de capacité respectives nécessaires pour minimiser les influences parasites. En résumé, on peut constater que grâce à l'invention, la possibilité d'optimisation CEM est considérablement améliorée, de même que, le 2860584 4 cas échéant, la possibilité d'équilibrage de chaque circuit avec la cellule de mesure associée, par équilibrage des asymétries provenant de la cellule de mesure, de la carte imprimée et du circuit de traitement du signal. Dessins Un exemple de réalisation de l'invention d'un agencement de capteur conforme à l'invention avec minimisation des interférences électromagnétiques sera expliqué en se rapportant aux dessins. Les figures montrent: figure 1, une illustration de principe d'un agencement de capteur avec une cellule de mesure de pression et un circuit d'évaluation; figures 2 à 4, des résultats différents de simulation du signal de sortie 15 du circuit d'évaluation, pour des états différents de symétrie des lignes d'entrée; et figure 5, un agencement de circuit conforme à l'invention pour mettre en circuit des condensateurs sur les lignes d'entrée. Descrivtion de l'exemple de réalisation La figure 1 est une illustration de principe d'un agencement de capteur comportant une cellule de mesure de pression 1 qui comprend des résistances Rbl, Rb2, Rb3 et Rb4 branchés en pont, par exemple un circuit en pont de Wheatstone, ainsi que des capacités de ligne C1, C2, C3 et C4. Le pont de mesure est relié d'une part à une tension d'alimentation Vs et d'autre part à la masse GND. Dans une diagonale du pont, la tension de mesure est prélevée via les résistances R1 et R2 et est appliquée aux entrées InP et InM d'un circuit d'évaluation 2. Les capacités de ligne qui apparaissent ici sont caractérisées par les condensateurs C5 et C6 et C7. Les figures 2 à 4 montrent des courbes qui illustrent le mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 et qui représentent l'évolution du signal de sortie Ua du circuit d'évaluation 2 en prenant en compte des états simulés de capacité et de résistance des lignes d'alimentation 2860584 5 lors d'un couplage d'une perturbation électromagnétique. Sur la figure 2, on a indiqué le tracé pour des liaisons initialement symétriques vers les entrées InP et InM du circuit d'évaluation 2 avec des valeurs supposées pour C5 et C6 par exemple de 1,5 nF. La figure 3 montre un "mismatch (désaccord)" des liaisons avec des valeurs de 1,5 nF pour C5 et par exemple de 2 nF pour C6. On voit ici clairement que le signal de sortie Ua est affecté d'un signal parasite US généré par le couplage électromagnétique. La figure 4 montre une forme de signal obtenue grâce à une correction réalisée conformément à l'invention par la mise en circuit de condensateurs, comme cela sera expliqué encore en référence à la figure 5; dans cette simulation, C5 est de 1,5 nF + 0,5 nF de capacité de liaison et C6 est de 2 nF. Le circuit d'entrée du circuit d'évaluation 2 selon la figure 5 comprend un banc de condensateurs CZ susceptibles d'être mis en et hors circuit, sur chaque ligne d'entrée InP et InM. Pour l'équilibrage, on superpose au signal de mesure du circuit en pont du capteur de pression 1 selon la figure 1 un signal Mode Commun à titre de simulation de couplage de perturbation électromagnétique, et on choisit la combinaison de condensateurs CZ qui produit la suppression optimale du signal parasite à la sortie du circuit d'évaluation 2. Le réglage ainsi choisi est mémorisé dans le circuit d'évaluation 2 dans une mémoire 3 de préférence non volatile pour chaque ligne d'entrée InP et InM, et il est appliqué automatiquement lors des cycles de fonctionnement suivants. Le couplage de la perturbation pour l'équilibrage peut se faire ici par voie capacitive, par voie galvanique, ou encore par rayonnement au moyen d'une antenne d'émission. D'une part, on peut utiliser le procédé pendant le développement du circuit pour déterminer les capacités à mettre en circuit qui sont alors utilisées globalement lors de la production en grande série. D'autre part, un calibrage de chaque détecteur individuel d'une série est également possible. La réalisation proposée des circuits d'entrée d'un circuit intégré pour le circuit d'évaluation 2 s'effectue de manière à obtenir une symétrisation (semi-)automatique des lignes de connexion de détecteur ou des lignes d'entrée InP et InM du circuit d'évaluation 2 pour 2860584 6 minimiser l'apparition de tensions différentielles causées par des interférences électromagnétiques en Mode Commun. 2860584 7 Revendications 1. Procédé pour minimiser des influences parasites électromagnétiques dans un circuit électronique, dans lequel on évalue un signal de mesure symétrique, caractérisé en ce que les deux entrées d'un circuit d'évaluation (2) du circuit électronique sont associées des capacités (Ci) susceptibles d'être mises en circuit, la minimisation des influences parasites s'effectuant par couplage d'un signal parasite prédéterminé et par sa suppression maximale par un choix des capacités (Ci) à mettre en circuit. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le choix des capacités (Ci) à mettre en circuit est mémorisé et appliqué automatiquement pendant des cycles de fonctionnement ultérieurs. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le choix des capacités (Ci) s'effectue une seule fois pendant le développement du circuit électronique. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le choix des capacités (Ci) s'effectue après la fabrication de chaque circuit électronique. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé est mis en oeuvre dans un agencement de capteur comportant un pont de mesure (1) dans lequel une tension diagonale de pont est appliquée symétriquement à l'entrée du circuit d'évaluation (2). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 30 que le couplage du signal parasite s'effectue par voie capacitive, par voie galvanique ou au moyen d'une antenne d'émission. 7. Agencement de circuit pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 2860584 8 - l'agencement de circuit comprend un circuit intégré pour un circuit d'évaluation (2) destiné à évaluer un signal symétrique de mesure ou de capteur, et - une pluralité de condensateurs (Ci) sont associés respectivement à chacune des deux entrées (InP, InM) du circuit d'évaluation (2), les condensateurs étant susceptibles d'être mis en circuit individuellement ou en groupe avec une borne reliée à l'entrée respective (InP, InM) du circuit et leur autre borne reliée à la masse. 8. Agencement de circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il existe un agencement de commutation susceptible d'être commandé pour mettre en circuit les condensateurs (Ci), au moyen duquel la mise en circuit peut être effectuée à partir de données enregistrées dans une mémoire (3) et relatives aux valeurs de capacité respectives nécessaires pour minimiser les influences parasites.