Brevet FR2936117A1 — publié le 20100319

Circuit d'amélioration de la réjection des parasites de liaisons semi-différentielles d'un étage d'entrée d'un équipement de traitement audio. La présente invention concerne un circuit d'amélioration de la réjection des parasites de liaisons semi-différentielles utilisées notamment dans le domaine de l'automobile pour connecter un étage de sortie d'un appareil nomade tel qu'un appareil de radio (autoradio, Ipod), de navigation ou de télématique externe (chargeur de CD, USB Box,...) à un étage d'entrée d'un équipement de traitement de signaux audio de type numérique ou analogique comportant en particulier un processeur de traitement du son. La figure 1 représente les liaisons semidifférentielles qui sont utilisées classiquement pour relier l'étage de sortie d'un appareil nomade à l'étage d'entrée d'un équipement de traitement de signaux audio. Un signal stéréo en sortie de l'étage de sortie de l'appareil nomade est constitué de trois signaux : le signal de la voie de droite, le signal de la voie de gauche et le signal d'une voie de référence, représentés respectivement par les symboles IN_R/IN_L/IN_GND. Ces trois signaux sont découplés les uns des autres par des capacités chimiques C3, C4 et C5 de forte valeur et à tolérance large pour réduire les risques de détériorations de l'équipement de traitement de signaux audio dont l'étage d'entrée (non représenté) reçoit le signal stéréo constitué de trois signaux : le signal de la voie de droite, le signal de la voie de gauche et le signal d'une voie de référence, représentés respectivement par les symboles DSP R/DSP L/DSP GND. Ces détériorations sont liées notamment à la technologie utilisée par l'équipement de traitement de signaux audio le plus souvent numérique mais éventuellement analogique. Pour protéger l'équipement de traitement de signaux audio par adaptation de la dynamique des signaux IN L et IN R à une valeur acceptable par cet équipement, un pont de résistances Rl et R2 est utilisé. Pour filtrer les parasites large bande qui pourraient se réinjecter sur le signal audio, des 5 capacités Cl et C2 sont prévues. La qualité du signal audio à l'entrée de l'équipement de traitement audio est déterminée par son taux de réjection de mode commun associé à l'ensemble des dissymétries des composants Cl, C2, C3, C4, C5, R1 et R2 10 (tolérances et valeurs). L'étage de sortie de l'appareil nomade présente à l'étage d'entrée de l'équipement de traitement audio une impédance qui est généralement élevée (typiquement de 100 à 1000 Ohms) afin de protéger les sorties de cet appareil 15 contre les courts-circuits. L'étage d'entrée de l'équipement de traitement audio présente à l'étage de sortie de l'appareil nomade une impédance qui est généralement faible pour éviter que cet étage d'entrée ne capte trop de parasites. 20 L'antagonisme des valeurs de ces deux impédances a pour effet de limiter la valeur du taux de réjection de mode commun, effet d'autant plus amplifié que les dissymétries de valeurs des composants Cl, C2, C3, C4, C5, R1 et R2 sont importantes. 25 Agir sur l'impédance de sortie des appareils nomades n'est pas concevable de part leur grande diversité. L'invention a pour but, notamment, de remédier à cet inconvénient en ajoutant un circuit actif sur la voie 30 de référence des liaisons semi-différentielles qui garantit une forte impédance de l'entrée du système audio quels que soient les écarts de tolérance des composants Cl, C2, C3, C4, C5, Ri et R2. En d'autres termes, ce circuit permet de contrôler 35 l'impédance d'entrée de mode commun, l'une des causes de parasitage, améliorant ainsi la constance et la valeur de cette impédance d'entrée. I1 est connu des circuits qui permettent d'augmenter le taux de réjection par exemple dans le cas d'appareil d'écoute audio (US 2004/0252858 notamment). Cependant, aucun de ces circuits n'est prévu pour être utilisé pour des liaisons semi-différentielles mises en oeuvre, notamment dans le domaine de l'automobile. Ainsi, la présente invention concerne un circuit d'amélioration de la réjection des parasites de liaisons semi-différentielles utilisées pour acheminer un signal stéréo d'un étage de sortie d'un appareil nomade vers un étage d'entrée d'un équipement de traitement audio, ledit signal stéréo étant constitué d'un signal de la voie de droite acheminé par une liaison différentielle, d'un signal de la voie de gauche acheminé par une liaison différentielle et d'un signal d'une voie de référence acheminé par une liaison différentielle. Le circuit est caractérisé en ce qu'il est relié sur la liaison semidifférentielle portant le signal de la voie de référence en un point et en ce que ledit circuit comporte en outre un amplificateur dont l'une de ses entrées est reliée audit point, une première résistance, deux résistances, dites deuxième et troisième, reliées entre elles en une borne commune, et une capacité montée entre la sortie de l'amplificateur et ladite première résistance, l'autre borne de ladite première résistance étant reliée à ladite borne commune desdites deuxième et troisième résistances, l'autre borne de ladite troisième résistance étant reliée audit point, l'autre borne de ladite deuxième résistance étant reliée à un potentiel de référence. Selon un mode de réalisation, ledit amplificateur est monté en suiveur sur ladite liaison semidifférentielle. Selon un autre mode de réalisation, l'amplificateur est monté en amplificateur non inverseur 35 à gain prédéterminé supérieur à 1. L'introduction d'un gain sur l'amplificateur permet d'obtenir une impédance de mode commun supérieure à celle obtenue par un amplificateur de gain unitaire. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : La figure 1 représente des liaisons semidifférentielles prévues pour relier un étage de sortie d'un appareil nomade avec l'étage d'entrée d'un équipement de traitement audio. La figure 2 représente un mode de réalisation du circuit d'amélioration de la réjection des parasites de liaisons semi-différentielles. La figure 3 représente un autre mode de réalisation du circuit d'amélioration de la réjection des parasites 20 de liaisons semi-différentielles. A la figure 2, un circuit CIR est un circuit actif dans le sens où il comporte un amplificateur UA1 monté en suiveur sur la liaison INGND, c'est-à-dire que son entrée négative 2 est reliée à sa sortie 1. De plus, son 25 entrée positive 3 est reliée à la liaison IN GND en un point GND_DSP. L'amplificateur UA1 est alimenté par une source de tension continue Vcc reliée à la masse d'où son caractère actif. L'amplificateur UA1 est de préférence un 30 amplificateur opérationnel dont le produit gain x bande passante est supérieur à 1 MHz. Il est à faible bruit typiquement inférieur à 10nV/,%-Hz. L'amplificateur UA1 peut également être un ensemble de composants discrets tels que des transistors à émetteur suiveur simple, des 35 transistors montés en pont de Darlington, ou par paires complémentaires de jonction NPN/PNP. Le circuit CIR comporte également une résistance R6, deux résistances R5 et R7 montées en pont et une capacité C6. La capacité C6 est montée en série entre la sortie 1 de l'amplificateur UA1 et la résistance R6. L'autre borne de la résistance R6 est commune à une borne de chacune des résistances R5 et R7. L'autre borne de la résistance R7 est reliée au point GND_ DSP. L'autre borne de la résistance R5 est reliée à un potentiel de référence donné par une source de tension continue Vpoldsp reliée à la masse. Ce potentiel de référence est, de préférence, égal à la valeur de référence de l'équipement de traitement audio de valeur par exemple 2,5V, afin de garantir le maximum de dynamique en entrée de l'équipement de traitement audio. Selon un exemple, les résistances R5, R6 et R7 ont respectivement pour valeurs 11 Kohms, 220 ohms et 11 Kohms avec une tolérance de 10%, et la capacité C6 à une valeur de 47lF avec une tolérance de 40%. Le principe du circuit CIR est de réinjecter une partie du signal aux bornes de la résistance R7 ce qui implique une élévation de la valeur d'impédance d'entrée sur la liaison IN GND. En effet, l'impédance du circuit CIR vue du point GND DSP, notée Z, qui est équivalente à une résistance pour des fréquences très basses c'est-à-dire lorsque l'impédance de la capacité C6 est élevée, a une valeur faible donnée par R5+R7 (égale à 22Kohms selon l'exemple). Par contre, lorsque l'impédance de cette capacité C6 devient négligeable devant celle de la résistance R6, c'est-à-dire dans la bande audible (débutant à 20Hz), l'impédance Z vue du point GND DSP prend une valeur plus élevée et devient égale et constante à R7*((R7/R6)+2), soit selon l'exemple 570 Kohms. Une telle valeur de l'impédance Z permet de rendre l'étage différentiel de l'équipement de traitement audio moins sensible aux fluctuations de l'impédance de sortie des appareils nomades et donc améliore la réjection de mode commun du système audio composé de l'équipement de traitement audio et d'un appareil nomade. L'inventeur a observé que la sortie de l'amplificateur UA1 présente une très faible impédance de sortie. Ainsi, selon une variante du mode de réalisation du circuit CIR de la figure 2, le circuit CIR est monté en série sur la liaison IN GND, le point DSP GND est relié à la liaison IN GND, et la sortie de l'amplificateur est reliée à la liaison DSP_GND. Cette liaison est représentée en ligne pointillée sur la figure 1. Les deux traits en pointillé sur la figure 1 indiquent que le point GND_DSP n'est plus alors relié directement à la liaison DSP GND. La figure 3 représente un autre mode de réalisation 15 du circuit d'amélioration de la réjection des parasites de liaisons semi-différentielles. L'amplificateur UA1 est monté en amplificateur non inverseur, son entrée négative 2 est reliée à un point médian d'un pont constitué de deux résistances R8 et R9. 20 L'autre borne de la résistance R8 est reliée à la sortie 1 de l'amplificateur et l'autre borne de la résistance R9 est reliée à la masse. Ainsi l'impédance Z est égale à (R5*R7+R5*R6+R7*R6)/(R6+R5*(1-G)) avec G=1+R8/R9. Dans le cas ou G=1+R6/R5, l'impédance d'entrée devient infinie en 25 théorie (hors tolérance composants). Toutefois, en considérant la dispersion des composants, la réjection est améliorée car l'impédance Z est égale à (R5*R7+R5*R6+R7*R6) /((tolérance en %) *R6) lorsque R5 � R6. Selon l'exemple, lorsque R5= 11 Kohms, R8= 100 ohms, 30 R6= 100 ohms avec une tolérance de +/- 1% pour R5 et R6, l'introduction du circuit CIR provoque la multiplication de l'impédance Z par 50. REVENDICATIONS1. Circuit d'amélioration de la réjection des parasites de liaisons semi-différentielles utilisées pour acheminer un signal stéréo d'un étage de sortie d'un appareil nomade vers un étage d'entrée d'un équipement de traitement audio, ledit signal stéréo étant constitué d'un signal de la voie de droite acheminé par une liaison différentielle, d'un signal de la voie de gauche acheminé par une liaison différentielle et d'un signal d'une voie de référence acheminé par une liaison différentielle, caractérisé en ce que ledit circuit est relié sur la liaison semi-différentielle portant le signal de la voie de référence (INGND) en un point (GND_DSP), ledit circuit comportant en outre un amplificateur (UA1) dont l'une de ses entrées (3) est reliée audit point (GND_DSP), une première résistance (R6), deux résistances, dites deuxième (R5) et troisième (R7), reliées entre elles en une borne commune, et une capacité (C6) montée entre la sortie de l'amplificateur (UA1) et ladite première résistance (R6), l'autre borne de ladite première résistance (R6) étant reliée à ladite borne commune desdites deuxième (R5) et troisième (R7) résistances, l'autre borne de ladite troisième résistance (R7) étant reliée audit point (GND DSP), l'autre borne de ladite deuxième résistance (R5) étant reliée à un potentiel de référence. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit potentiel de référence a une valeur égale à la valeur de référence de l'équipement de traitement audio. 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit est monté en série sur ladite liaison semi-différentielle (IN GND). 4. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'amplificateur (UA1) est monté en suiveur sur ladite liaison semi-différentielle. 5. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'amplificateur (UA1) est monté en amplificateur non inverseur à gain prédéterminé supérieur à 1. 6. Circuit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit amplificateur est un amplificateur opérationnel. 15 7. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit amplificateur est un amplificateur opérationnel dont le produit gain x bande passante est supérieur à 1 MHz et qui est à faible bruit inférieur à 10nV/-rHz. 20 8. Circuit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit amplificateur est un ensemble de transistors à émetteur suiveur simple, de transistors montés en pont de Darlington, ou de 25 transistors montés par paires complémentaires de jonction NPN/PNP. 10