EP0979517B1 - Cable electrique ayant une faible distorsion de l'effet de memoire - Google Patents

Cable electrique ayant une faible distorsion de l'effet de memoire Download PDF

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EP0979517B1
EP0979517B1 EP98922900A EP98922900A EP0979517B1 EP 0979517 B1 EP0979517 B1 EP 0979517B1 EP 98922900 A EP98922900 A EP 98922900A EP 98922900 A EP98922900 A EP 98922900A EP 0979517 B1 EP0979517 B1 EP 0979517B1
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EP
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cable
conductors
absorbent tube
tube
shielding
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EP0979517A1 (fr
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Gérard PERROT
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CEVL SARL
Original Assignee
CEVL SARL
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/12—Arrangements for exhibiting specific transmission characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/2806—Protection against damage caused by corrosion

Definitions

  • the present invention applies in the field of electro-acoustics. It concerns the cables used for the transmission of audio signals between circuits electronic devices processing or amplifying them in electroacoustic equipment, between these equipments themselves and between these circuits or equipment and electroacoustic transducers (microphones or speakers).
  • the cables for transmitting audio signals from electric nature ensure the electrical connection between the electronic circuits processing these signals or amplifying them, as well as between the sources of these signals (microphones, radio receiver, or recorded signal readers, for example) and these electronic circuits, as well as between these circuits and the use of these signals (usually a speaker). It is customary to consider on the one hand so-called modulation cables that do not transmit a weak current and therefore very little of energy, and on the other hand the power cables responsible for transmitting the electrical power that will be transformed into another type of energy by a transducer (usually in sound energy in a loud speaker). The present invention also applies to modulation cables than to power cables.
  • the basic idea of the invention is the identification physical phenomena disrupting the transmission of electrical signal. These phenomena correspond to storage and return of electrical charges which distort the signal. These phenomena intervene, on the surface of the drivers and, on the other hand, in the materials used as insulation. They are linked to polarization phenomena occurring with dielectric and induce memory phenomena in cables. These physical phenomena are not taken in account by the usual theoretical models of cables and escape traditional measures.
  • the present invention thus relates to a cable low-distortion electric memory effect for the transmission of audio signals, including one or more conductor (s) protected from the adsorption of molecules present in the air, characterized in that conductors are arranged in a tube made in a material having absorption properties, said material having an intermediate resistivity between that of drivers and that of insulators.
  • Drivers can be protected from adsorption either by surface treatment or by being each surrounded by an insulator. They can also be made with intrinsically little material adsorbent.
  • these insulators are preferably chosen among insulators with characteristics of low memory and substantially linear.
  • the conductor (s) are realized with one or more enamelled copper wires.
  • the tube absorbent is made with a filled plastic of conductive particles.
  • the absorbent tube can be worn to a first predetermined potential.
  • the absorber tube is isolated externally by an insulating coating.
  • This insulation is itself surrounded by a shield of polarization which is preferably brought to a second predetermined potential.
  • the latter comprises inside a same tube absorbing several connected conductors parallel which are preferably twisted together.
  • a method for making a modulation cable according to the invention characterized in that an absorbent plastic tube loaded with conductive particles at least two conductive wires previously covered each with a layer of enamel deposited hot.
  • a shielding is arranged around the absorbent tube in braided wire.
  • This shield can be isolated from absorbent tube either by a layer of insulation or by the use of insulated wires individually.
  • These conductive wires are preferably previously arranged in so-called son of Litz.
  • this cable power For an armored version of this cable power, one disposes around the absorbent tube a shield made of braided wire. This shielding can also be isolated from the absorbent tube either by insulation layer, either by the use of insulated wires individually.
  • Theoretical analysis of homogeneous crystal lattices with periodic structure allows to define the distribution speeds (ie energy levels) of electrons. These correspond to grouped levels in "bands". The position of these bands with respect to Fermi level helps to classify materials corresponding in conductors, semiconductors and insulating.
  • FIG. 2 shows the typical constitution of a single cable.
  • the cable consists of a conductor 21 surrounded by an insulator 22 which electrically isolates the conductor and may have a mechanical holding role.
  • the conductor 21 is generally made of metal (usually copper) and often has several strands to be flexible.
  • the insulator 22 is made of flexible plastic whose thickness is a function of the voltages present on the conductor.
  • the main electrical quality sought for the driver 21 is its low resistance; this leads to the choice of copper which, in addition to its interesting mechanical characteristics, has a resistivity among the lowest (about 21 10 -6 ⁇ cm). It should be noted that the use of Litz wire corresponds to improving the conduction at certain frequencies.
  • the high value of the resistivity of the current plastics (of the order of 10 14 , 10 16 ⁇ cm), makes this parameter not critical.
  • the driver 31 is at the inside of an insulating tube 32.
  • This insulator 32 is usually not in close contact with the driver 31.
  • Figure 4 gives the equivalent diagram of a portion of cable. Between its two ends 41 and 42 we find a resistor 43 which is that of the driver 31. In parallel there is parasitic capacitance 47 and between two ends 41 and 42 and the electrical environment 45 (usually the mass), there are two parasitic capacitances 44 and 46. The phenomena of memory intervene in capacities 47, 44 and 46.
  • Figure 5 shows how are constituted the capacitors 44 and 46: the electrode 51 corresponds to the end of the cable, she is in close contact with a dielectric layer 53 corresponding to the molecules conductors present in the layer 34, on the surface 31. Then we have a layer of air 54 which corresponds to 33 in Figure 3 and another dielectric 55 corresponding to the insulator 32 and then a air layer 56 and the electrode 52 corresponds to the electrical environment. We can analyze similar parasitic capacity 47.
  • a driver or lay on the surface of the conductor a conductive material that is prone to adsorption.
  • a polarization driver which amounts to managing the potential of point 45 in Figure 4.
  • This driver may have two negative effects: on the one hand it will increase the parasitic capacitance values 44 and 46 and will increase the field in dielectrics, which will increase the memory effects.
  • a surface equipotential close to the driver it will do disappear from the continuous fields that polarized the dielectrics.
  • This driver polarization it must be linked to a potential that is different from the mean value of the average potential of the 31. This potential is preferably chosen a value greater than ten to a hundred volt at the maximum value of the maximum potential of the conductor 31 or at a value of less than ten to a hundred volts at the maximum value of the potential driver minimum 31.
  • resistors 66 and 65 in the diagram of Figure 4 and obtain Figure 6.
  • an absorbent medium around the This can be obtained by means of a tube disposed around the insulator, this tube being made of a material of resistivity intermediate between that of the conductors and that of the insulators (of the order of 10 -1 , 10 +1 ⁇ cm).
  • Such a material can be advantageously obtained with a conventional insulator loaded with conductive powder (carbon for example).
  • Audio links usually include two conductors either to provide the reference mass of the signal either to ensure the return of the supplied current.
  • the modulation cable we will have advantageously the two conductors of the connection in the same absorbent tube; indeed the contacts between absorbent tubes of each conductor would perform a closed circuit that would inductively charge the circuit of the high frequency link.
  • the effects of a contact between the absorbent tubes of the two conductors are less critical because the signal source is low impedance.
  • Figure 7 shows how we will achieve advantageous a modulation cable 7 according to the invention with two copper wires 71 and 74 each covered with a layer of enamel 72 and 73 deposited hot, arranged in a absorbent tube 75 of plastic material loaded with carbon particles.
  • This absorbent tube can be advantageously brought to a higher potential of a ten to a hundred volts at the maximum value of maximum potential of the conductors 71 and 74 or at a lower potential of ten to a hundred volts at the maximum value of the minimum potential of the drivers 71 and 74.
  • the wires 71 and 74 can have a diameter of 0.5 mm and the tube absorbing an outer diameter of 7 mm and a thickness of 1 mm.
  • Figure 8 shows how we will achieve advantageous a shielded modulation cable 8 according to the invention with two copper wires 71 and 74 covered each of a layer of enamel 72 and 73 deposited hot, arranged in an absorbent tube 75 of plastics material loaded with carbon particles, isolated himself externally by an insulator 76 and surrounded by an armor 77.
  • Absorbent tube 75 and polarization shielding 77 are separated by an insulator 76 and can be worn at different potentials so as to polarize the insulators 72, 73 and 76 of at least ten to one hundred of volts.
  • the son 71 and 74 may have a diameter of 0.5 mm, the Absorbent tube with an outer diameter of 7 mm and a thickness of 1 mm, the insulation 76 a thickness of 0.5 mm and the shield 77 may be made of bare copper wire diameter 0.3 mm braided. It should be noted that one can also provide that the polarization shield 77 is isolated from the absorbent tube 75 by the use of wires isolated individually.
  • Figure 9 shows how we will achieve advantageous a power cable 9 according to the invention, in connecting in parallel several copper wires 91-98 each covered with 101-108 enamel hot deposited, arranged in an insulating tube 75 of plastics material charged with carbon particles.
  • the threads can be arranged in so-called "Litz wire” configuration so as to reduce the skin effect.
  • the threads can be 10 in number and can have a diameter of 0.5 mm, the tube absorbing a diameter outside of 7 mm and a thickness of 1 mm.
  • This cable is shielded power 10 may have an internal structure equivalent to that just described for reference in Figure 8, and be further provided with a shielding of polarization 77 separated from the absorber tube 75 by a insulation layer 76 or by use of insulated wires individually.

Description

La présente invention s'applique dans le domaine de l'électroacoustique. Elle concerne les câbles utilisés pour la transmission des signaux audio entre les circuits électroniques les traitant ou les amplifiant dans les équipements électroacoustiques, entre ces équipements eux-mêmes, ainsi qu'entre ces circuits ou ces équipements et les transducteurs électroacoustiques (microphones ou haut-parleurs).
Les câbles de transmission des signaux audio de nature électrique assurent le raccordement électrique entre les circuits électroniques traitant ces signaux ou les amplifiant, ainsi qu'entre les sources de ces signaux (microphones, récepteur de signaux radioélectriques ou lecteurs de signaux enregistrés, par exemple) et ces circuits électroniques, ainsi qu'entre ces circuits électroniques et l'utilisation de ces signaux (généralement un haut-parleur). Il est d'usage de considérer d'une part les câbles dit de modulation qui ne transmettent qu'un courant faible et donc très peu d'énergie, et d'autre part les câbles dit de puissance chargés de transmettre la puissance électrique qui sera transformée en un autre type d'énergie par un transducteur (généralement en énergie sonore dans un haut-parleur). La présente invention s'applique aussi bien aux câbles de modulation qu'aux câbles de puissance.
L'expérience de la reproduction électroacoustique de grande qualité a révélé une influence réelle du type de câble utilisé sur la qualité du son obtenu. Cette influence est surprenante, car elle ne s'explique ni par les mesures faites sur ces câbles ni par les modèles théoriques de ces câbles. De nombreuses recherches à caractère empirique basées sur l'analyse de la qualité subjective des câbles (c'est à dire sur leur influence sur la qualité de la reproduction sonore), ont abouti à définir des câbles utilisant certaines techniques pour les améliorer. Parmi ces techniques, on peut citer:
  • l'utilisation de fil de cuivre ayant de longs cristaux,
  • l'utilisation de conducteur de cuivre désoxygéné ou de très haute pureté chimique,
  • l'utilisation d'autres métaux que le cuivre (en particulier l'argent),
  • l'utilisation de conducteurs obtenus en tressant ensemble des brins faits de métaux différents (par exemple cuivre, étain, aluminium),
  • l'utilisation de conducteur de carbone,
  • l'utilisation de fil de Litz (fil constitué de nombreux brins très fins isolés et torsadés ensemble, permettant de réduire l'effet de peau et d'améliorer la conductivité aux fréquences allant de quelques dizaines à quelques centaines de kilo hertz - typiquement de 50 kHz à 500 kHz),
  • l'utilisation de différents types d'isolant,
  • la polarisation de l'isolant par un conducteur supplémentaire porté à un potentiel continu.
Mentionnons également que, pour certains câbles, on a pu constater une dégradation dans le temps de la qualité subjective.
L'idée de base de l'invention est l'identification des phénomènes physiques perturbant la transmission du signal électrique. Ces phénomènes correspondent au stockage et à la restitution de charges électriques qui distordent le signal. Ces phénomènes interviennent, d'une part à la surface des conducteurs et, d'autre part, dans les matériaux utilisés comme isolants. Ils sont liés à des phénomènes de polarisation intervenant avec des diélectriques et induisent des phénomènes de mémoire dans les câbles. Ces phénomènes physiques ne sont pas pris en compte par les modèles théoriques habituels des câbles et échappent aux mesures traditionnelles.
La présente invention concerne ainsi un câble électrique à faible distorsion de l'effet de mémoire pour la transmission de signaux audio, comprenant un ou plusieurs conducteur(s) protégés de l'adsorption de molécules présentes dans l'air, caractérisé en ce que ces conducteurs sont disposés dans un tube réalisé dans un matériau présentant des propriétés d'absorption, ledit matériau présentant une résistivité intermédiaire entre celle des conducteurs et celle des isolants.
Les conducteurs peuvent être protégés de l'adsorption, soit par un traitement de surface, soit en étant entourés chacun d'un isolant. Ils peuvent aussi être réalisés avec un matériau intrinsèquement peu adsorbant.
Dans le cas d'une protection contre l'adsorption par des isolants, ces isolants sont de préférence choisis parmi des isolants présentant des caractéristiques de mémoire faible et sensiblement linéaires.
Dans un mode particulier de réalisation d'un câble selon l'invention, le ou les conducteur(s) sont réalisés avec un ou plusieurs fils de cuivre émaillé.
Dans une version avantageuse de l'invention, le tube absorbant est réalisé avec une matière plastique chargée de particules conductrices.
Le tube absorbant peut être porté à un premier potentiel prédéterminé. Dans le cas d'une réalisation d'un câble blindé, le tube absorbant est isolé extérieurement par un revêtement isolant.
Cet isolant est lui-même entouré d'un blindage de polarisation qui est de préférence porté à un second potentiel prédéterminé.
Lorsqu'il s'agit de réaliser un câble de modulation selon l'invention, celui-ci comporte deux conducteurs à l'intérieur du même tube absorbant.
Lorsqu'il s'agit de réaliser un câble de puissance selon l'invention, celui-ci comporte à l'intérieur d'un même tube absorbant plusieurs conducteurs branchés en parallèle qui sont de préférence torsadés ensemble.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour réaliser un câble de modulation selon l'invention, caractérisé en ce qu'on dispose dans un tube absorbant en matière plastique chargé de particules conductrices au moins deux fils conducteurs préalablement recouverts chacun d'une couche d'émail déposé à chaud.
Pour une version blindée de ce câble de modulation, on dispose autour du tube absorbant un blindage réalisé en fil conducteur tressé. Ce blindage peut être isolé du tube absorbant soit par une couche d'isolant, soit par l'utilisation de fils isolés individuellement.
Il est aussi proposé un procédé pour réaliser un câble de puissance selon l'invention, caractérisé en ce qu'on dispose dans un tube absorbant en matière plastique chargé de particules conductrices plusieurs fils conducteurs préalablement recouverts chacun d'une couche d'émail déposée à chaud et branchés en parallèle.
Ces fils conducteurs sont de préférence préalablement arrangés en configuration dite de fils de Litz.
Pour une version blindée de ce câble de puissance, on dispose autour du tube absorbant un blindage réalisé en fil conducteur tressé. Ce blindage peut également être isolé du tube absorbant soit par une couche d'isolant, soit par l'utilisation de fils isolés individuellement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif:
  • la figure 1 illustre le schéma traditionnel d'un condensateur présentant de l'absorption diélectrique;
  • la figure 2 illustre la constitution d'un câble habituel;
  • la figure 3 illustre la structure d'un câble habituel;
  • la figure 4 illustre le schéma équivalent d'un câble habituel;
  • la figure 5 illustre l'analyse des diélectriques intervenant dans la capacité parasite d'un câble;
  • la figure 6 illustre le schéma équivalent d'un câble selon l'invention;
  • la figure 7 illustre une première réalisation d'un câble de modulation selon l'invention;
  • la figure 8 illustre une autre réalisation d'un câble de modulation selon l'invention;
  • la figure 9 illustre une première réalisation d'un câble de puissance selon l'invention; et
  • la figure 10 illustre une autre réalisation d'un câble de puissance selon l'invention.
L'analyse théorique des réseaux cristallins homogènes à structure périodique permet de définir la distribution des vitesses (c'est à dire des niveaux d'énergie) des électrons. Celles-ci correspondent à des niveaux groupés en "bandes". La position de ces bandes par rapport au niveau de Fermi permet de classer les matériaux correspondant en conducteurs, semi-conducteurs et isolant.
Pour les isolants, la réalité physique des matériaux réels ne correspond pas à ce modèle théorique. Ces matériaux n'ont ni la pureté chimique, ni la structure cristalline parfaite du modèle théorique et il n'y a pas d'isolant solide parfait. En plus ces isolants sont le siège de phénomènes de polarisation électriques qui résultent de la création de dipôles électriques (déplacement des nuages d'électrons dans les molécules polarisables) ou à la modification de l'orientation des dipôles électriques (molécules polaires). On a également constaté que des charges pouvaient être piégées à la surface des isolants.
La conduction des isolants est un phénomène peu étudié et mal connu. Les principales études connues sont:
  • celles faites par Jacques Curie, il y a une centaine d'années avant l'invention de la majorité des matériaux utilisés aujourd'hui dans les câbles,
  • les études de l'absorption diélectrique dans les condensateurs pour laquelle on a proposé le modèle théorique de la figure 1,
  • les études des phénomènes ferroélectriques dans les cristaux comme le titanate de baryum qui ont permis la réalisation des condensateurs céramique ayant une grand efficacité volumique,
  • la tenue des isolants aux champs électriques élevés: certains isolants polarisables ayant une rigidité diélectrique qui se réduit sous l'action d'un champ électrique permanent qui modifie significativement l'orientation des molécules.
Lorsqu'on soumet un isolant à une tension électrique on constate quatre types de conductions:
  • un premier courant correspond à la charge du condensateur théorique dont l'isolant serait le diélectrique. Il correspond à une charge électrique stockée et immédiatement disponible. L'énergie correspondante est principalement stockée et immédiatement récupérable;
  • un second courant correspond à l'absorption diélectrique de l'isolant. Il correspond à une charge électrique stockée qui ne peut être récupérée qu'après un temps important pouvant aller jusqu'à plusieurs heures. L'énergie correspondante est principalement stockée;
  • un troisième courant correspond au courant de fuite. Il n'y a pas de charge électrique stockée et l'énergie correspondante est dissipée;
  • enfin un quatrième courant correspond au claquage du matériaux au-delà d'une valeur du champ électrique fonction du temps.
C'est le second courant qui est responsable des phénomènes de mémoire dans les câbles. Comme les valeurs des capacité parasites dans les câbles sont faibles et souvent négligeables pour les applications audio, les écarts entre le comportement de ces condensateurs parasites et leur modèle théorique n'ont pas été analysés. En outre le modèle théorique (figure 1) utilisé pour l'absorption diélectrique dans les condensateurs est un modèle au premier ordre défini pour minimiser les erreurs que ce phénomène introduit dans l'utilisation des condensateurs (principalement en métrologie). Il est trop simple pour correspondre à la réalité: en outre, il est absolument linéaire alors que les études des matériaux ferroélectriques ont montré que la polarisation des diélectriques pouvait être fortement non-linéaire. Les améliorations subjectives liées à la polarisation des câbles, qui ne respecte donc pas le théorème de superposition des états électriques, montrent sans ambiguïté que ces phénomènes sont non-linéaires soit par ce qu'ils sont plus importants pour une polarisation moyenne nulle, c'est à dire pour la position de repos des dipôles électriques, soit par ce qu'ils font intervenir des phénomènes de seuil ou d'avalanche.
Ces phénomènes doivent probablement rester faibles mais ils correspondent à des échanges d'énergie et ils sont donc capables d'affecter la forme d'un signal électrique. Ils sont difficiles à mettre en évidence, mais notre analyse semble bien expliquer l'intérêt des techniques déjà mises en oeuvre dans les câbles et à nos propres expérimentations.
L'analyse fine de constituants d'un câble permet de comprendre où ces phénomènes interviennent. La figure 2 montre la constitution classique d'un câble simple. L'analyse qui suit peut être étendue à un câble de plusieurs fils ou à un câble coaxial. Le câble est constitué d'un conducteur 21 entouré d'un isolant 22 qui isole électriquement le conducteur et peut avoir un rôle mécanique de maintien. Le conducteur 21 est constitué en général de métal (le plus souvent en cuivre) et comporte souvent plusieurs brins pour être souple. L'isolant 22 est réalisé en matière plastique souple dont l'épaisseur est fonction des tensions présentes sur le conducteur. La principale qualité électrique recherchée pour le conducteur 21 est sa faible résistance; c'est ce qui conduit au choix du cuivre qui, en plus de ses caractéristiques mécaniques intéressantes, présente une résistivité parmi les plus faibles (environ 21 10-6 Ωcm). On notera que l'utilisation de fil de Litz correspond à améliorer la conduction à certaines fréquences. Pour l'isolant 22, la valeur élevée de la résistivité des matières plastiques courantes (de l'ordre de 1014, 1016 Ωcm), fait que ce paramètre n'est pas critique.
La manière dont les phénomènes de mémoire interviennent dans ce câble peut être analysée avec la structure de la figure 3: le conducteur 31 est à l'intérieur d'un tube isolant 32. Cet isolant 32 n'est habituellement pas en contact étroit avec le conducteur 31. Entre le conducteur 31 et l'isolant 32 il y a donc souvent une couche d'air 33 provenant soit du processus de fabrication du câble, soit de sa manipulation ultérieure parce que l'isolant 32 adhère mal au conducteur 31. A la périphérie du conducteur 31, il y a contact entre le conducteur et l'air, il en résulte dès phénomènes d'adsorption des molécules présentes dans l'air, principalement les molécules polaires comme l'eau et le gaz carbonique. Il existe donc une couche 34 diélectrique diffuse à la surface du conducteur.
La figure 4 donne le schéma équivalent d'une portion de câble. Entre ses deux extrémités 41 et 42 on trouve une résistance 43 qui est celle du conducteur 31. En parallèle il y a une capacité parasite 47 et entre les deux extrémités 41 et 42 et l'environnement électrique 45 (généralement la masse), il y a deux capacités parasites 44 et 46. Les phénomènes de mémoire interviennent dans les capacités 47, 44 et 46.
La figure 5 montre la manière dont sont constituées les capacités 44 et 46: l'électrode 51 correspond à l'extrémité du câble, elle est en contact étroit avec une couche diélectrique 53 correspondant aux molécules non conductrices présentes dans la couche 34, à la surface du conducteur 31. Ensuite nous avons une couche d'air 54 qui correspond à 33 sur la figure 3 et un autre diélectrique 55 correspondant à l'isolant 32 puis une couche d'air 56 et l'électrode 52 correspond à l'environnement électrique. On peut analyser de manière similaire la capacité parasite 47.
Les phénomènes de mémoire interviennent dans les deux couches diélectriques: dans la couche 53 avec de petites molécules soumises au champ situé aux limites du conducteur et dans la couche 55 avec des molécules longues de polymère soumises à un champ pouvant être accru du fait de la permittivité du diélectrique. Les effets de la couche 53 expliquent l'intérêt d'utiliser des fils de cuivre ayant une grande pureté chimique ou une structure cristalline avec moins de cristaux élémentaires: dans ces cas, il y a moins de molécules isolantes à la surface du conducteur. On comprend également le vieillissement de certains câbles qui voient croítre cette couche avec le temps si elle était réduite à l'origine par le processus de fabrication et qu'avec le temps l'isolant se décolle du conducteur et permet une adsorption plus importante.
Cette analyse nous permet de définir des moyens pour minimiser la mémoire dans un câble:
  • il faut d'abord maítriser les diélectriques qui constituent les capacités parasites vues par le câble,
  • il faut ensuite minimiser les effets nocifs de mémoire en agissant sur l'environnement électrique du câble.
Pour maítriser les diélectriques qui constituent les capacités parasites vues par le câble, il faut éviter que le couche 53 ne se forme ni lors de la fabrication du câble, ni par la suite. Il faut aussi utiliser un isolant ayant des caractéristiques de mémoire faibles et linéaires.
Pour éviter que la couche 53 ne se forme, on peut utiliser comme conducteur ou disposer à la surface du conducteur, un matériau conducteur peu enclin à l'adsorption. On peut aussi déposer à la surface du conducteur sans molécules adsorbées un isolant ayant des caractéristiques d'absorption diélectrique satisfaisantes et réalisant autour du conducteur une gaine étanche qui protège celui-ci de l'adsorption. Ceci permet d'utiliser du métal très ordinaire et semble être obtenu avec les fils de cuivre émaillés, surtout dans le cas d'émail devant résister à de fortes températures, sans doute parce que ce type d'émail est réalisé à chaud (donc sur du cuivre débarrassé des molécules adsorbées) et que sa structure cristalline semble mieux résister aux champs électriques. Sa tenue en rigidité diélectrique à long terme semble indiquer une moins grande mobilité de ses molécules que pour celles des isolants habituels qui résistent mal à un champ électrique permanent.
Pour minimiser les effets nocifs de mémoire en agissant sur l'environnement électrique du câble, on peut d'abord disposer à proximité ou autour du câble un conducteur de polarisation, ce qui revient à gérer le potentiel du point 45 à la figure 4. Ce conducteur peut avoir deux effets négatifs: d'une part il augmentera la valeur des capacités parasites 44 et 46 et augmentera le champ dans les diélectriques, ce qui augmentera les effets de mémoire. D'autre part, en imposant une surface équipotentielle à proximité du conducteur, il peut faire disparaítre des champs continus qui polarisaient les diélectriques. Pour tirer avantage de ce conducteur de polarisation, il faut le relier à un potentiel qui soit différent de la valeur moyenne du potentiel moyen du conducteur 31. Ce potentiel est de préférence choisi à une valeur supérieure d'une dizaine à une centaine de volt à la valeur maximale du potentiel maximal du conducteur 31 ou à une valeur inférieure d'une dizaine à une centaine de volt à la valeur maximale du potentiel minimal du conducteur 31.
Pour minimiser les effets nocifs de mémoire en agissant sur l'environnement électrique du câble, on peut également introduire des résistances 66 et 65 dans le schéma de la figure 4 et obtenir la figure 6. Pour ce faire on introduira un milieu absorbant autour de l'isolant 32. Ceci peut être obtenu au moyen d'un tube disposé autour de l'isolant, ce tube étant réalisé avec un matériau de résistivité intermédiaire entre celle des conducteurs et celle des isolants (de l'ordre de 10-1, 10+1 Ωcm). Un tel matériau peut être avantageusement obtenu avec un isolant classique chargé de poudre conductrice (en carbone par exemple).
Ces deux effets peuvent être combinés par l'utilisation de ce tube absorbant relié à un potentiel de polarisation. On peut encore combiner ces deux effets en entourant le tube absorbant d'un blindage de polarisation, le tube absorbant et le blindage de polarisation étant séparés par un isolant et pouvant être portés à des potentiels différents.
Les liaisons audio comprennent généralement deux conducteurs soit pour fournir la masse de référence du signal soit pour assurer le retour du courant fourni. Dans le cas du câble de modulation, on disposera avantageusement les deux conducteurs de la liaison dans un même tube absorbant; en effet les contacts entre les tubes absorbants de chaque conducteur réaliseraient un circuit fermé qui chargerait par induction le circuit de la liaison à fréquence élevée. En outre cette disposition permet de torsader les deux conducteurs et de rendre la liaison moins sensible à la pollution électromagnétique. Dans le cas du câble du puissance, les effets d'un contact entre les tubes absorbants des deux conducteurs sont moins critiques car la source de signal est à basse impédance.
La figure 7 montre comment on réalisera de manière avantageuse un câble de modulation 7 selon l'invention avec deux fils de cuivre 71 et 74 recouverts chacun d'une couche d'émail 72 et 73 déposé à chaud, disposés dans un tube absorbant 75 de matière plastique chargé de particules de carbone. Ce tube absorbant pourra être avantageusement porté à un potentiel supérieur d'une dizaine à une centaine de volt à la valeur maximale du potentiel maximal des conducteurs 71 et 74 ou à un potentiel inférieur d'une dizaine à une centaine de volt à la valeur maximale du potentiel minimal des conducteurs 71 et 74. A titre d'exemple non limitatif, les fils 71 et 74 peuvent avoir un diamètre de 0,5 mm et le tube absorbant un diamètre extérieur de 7 mm et une épaisseur de 1 mm.
La figure 8 montre comment on réalisera de manière avantageuse un câble de modulation blindé 8 selon l'invention avec deux fils de cuivre 71 et 74 recouverts chacun d'une couche d'émail 72 et 73 déposé à chaud, disposés dans un tube absorbant 75 de matière plastique chargé de particules de carbone, lui-même isolé extérieurement par un isolant 76 et entouré d'un blindage 77. Le tube absorbant 75 et le blindage de polarisation 77 sont séparés par un isolant 76 et peuvent être portés à des potentiels différents de manière à polariser les isolants 72, 73 et 76 d'au moins une dizaine à une centaine de volt. A titre d'exemple non limitatif, les fils 71 et 74 peuvent avoir un diamètre de 0,5 mm, le tube absorbant un diamètre extérieur de 7 mm et une épaisseur de 1 mm, l'isolant 76 une épaisseur de 0,5 mm et le blindage 77 pourra être réalisé en fil de cuivre nu de diamètre 0,3 mm tressé. Il est à noter que l'on peut aussi prévoir que le blindage de polarisation 77 soit isolé du tube absorbant 75 par l'utilisation de fils isolés individuellement.
La figure 9 montre comment on réalisera de manière avantageuse un câble de puissance 9 selon l'invention, en branchant en parallèle plusieurs fils de cuivre 91-98 recouverts chacun d'émail 101-108 déposé à chaud, disposés dans un tube isolant 75 de matière plastique chargé de particules de carbone. Les fils peuvent être arrangés en configuration dite "fil de Litz" de manière à réduire l'effet de peau. A titre d'exemple non limitatif, les fils peuvent être au nombre de 10 et peuvent avoir un diamètre de 0,5 mm, le tube absorbant un diamètre extérieur de 7 mm et une épaisseur de 1 mm.
On peut également réaliser un câble de puissance blindé comme l'illustre la figure 10. Ce câble de puissance blindé 10 peut présenter une structure interne équivalente à celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 8, et être en outre pourvu d'un blindage de polarisation 77 séparé du tube absorbant 75 par une couche d'isolant 76 ou par utilisation de fils isolés individuellement.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (25)

  1. Câble électrique à faible distorsion de l'effet de mémoire 7, 8, 9, 10) pour la transmission de signaux audio, comprenant un ou plusieurs conducteur(s) (71, 74; 91-98) protégés de l'adsorption de molécules présentes dans l'air, caractérisé en ce que ces conducteurs sont disposés dans un tube (75) réalisé dans un matériau présentant des propriétés d'absorption, ledit matériau présentant une résistivité intermédiaire entre celle des conducteurs et celle des isolants.
  2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistivité est comprise entre 10-1 et 10+1 Ωcm.
  3. Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conducteurs sont protégés de l'adsorption par un traitement de surface.
  4. Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conducteurs sont réalisés avec un matériau intrinsèquement peu adsorbant.
  5. Câble (7, 8, 9, 10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conducteurs (71, 74; 91-98) sont entourés chacun d'un isolant (72, 73; 101-108) les protégeant de l'adsorption.
  6. Câble (7, 8, 9, 10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les isolants (72, 73; 101-108) entourant les conducteurs (71, 74; 91-98) présentent des caractéristiques de mémoire faible et sensiblement linéaires.
  7. Câble (7, 8, 9, 10) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le ou les conducteur(s) (71, 74; 91-98) sont réalisés avec un ou plusieurs fils de cuivre émaillé.
  8. Câble (7, 8, 9, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube absorbant (75) est réalisé avec une matière plastique chargée de particules conductrices.
  9. Câble (7, 8, 9, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube absorbant est porté à un premier potentiel prédéterminé.
  10. Câble (8, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube absorbant (75) est isolé extérieurement par un revêtement isolant (76).
  11. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tube absorbant est isolé extérieurement par utilisation de fils isolés individuellement.
  12. Câble (8, 10) selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le tube absorbant ainsi isolé est lui-même entouré d'un blindage de polarisation (77).
  13. Câble (8) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ce blindage (77) est porté à un second potentiel prédéterminé.
  14. Câble de modulation (7, 8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux conducteurs (71, 74) à l'intérieur du même tube absorbant (75).
  15. Câble de puissance (9, 10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur d'un même tube absorbant (75) plusieurs conducteurs (91-98) branchés en parallèle.
  16. Câble de puissance (9, 10) selon la revendication 15, caractérisé en ce que les conducteurs branchés en parallèle (91-98) sont torsadés ensemble.
  17. Procédé pour réaliser un câble de modulation (7, 8) selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on dispose dans un tube absorbant (75) en matière plastique chargé de particules conductrices au moins deux fils conducteurs (71, 74) préalablement recouverts chacun d'une couche d'émail (72, 73) déposé à chaud.
  18. Procédé selon la revendication 17, pour réaliser un câble de modulation blindé (8), caractérisé en ce qu'on dispose autour du tube absorbant (75) un blindage (77) réalisé en fil conducteur tressé.
  19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'on recouvre préalablement le tube absorbant (75) d'une couche d'isolant.
  20. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'on utilise des fils isolés individuellement pour isoler le blindage du tube absorbant.
  21. Procédé pour réaliser un câble de puissance (9, 10) selon l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu'on dispose dans un tube absorbant (75) en matière plastique chargé de particules conductrices plusieurs fils conducteurs (91-98) préalablement recouverts chacun d'une couche d'émail (101-108) déposée à chaud et branchés en parallèle.
  22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que les fils conducteurs (91-98) sont préalablement arrangés en configuration dite de fils de Litz.
  23. Procédé selon l'une des revendications 21 ou 22, pour réaliser un câble de puissance blindé (10), caractérisé en ce qu'on dispose autour du tube absorbant (75) un blindage (77) réalisé en fil conducteur tressé.
  24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le tube absorbant est préalablement recouvert d'une couche d'isolant pour isoler le blindage par rapport audit tube absorbant.
  25. Procédé selon la revendication 23, caractérisé par l'utilisation de fils isolés individuellement pour isoler le blindage par rapport audit tube isolant.
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