FR2873874A1 - Filtre passe-bas a composants uniquement passifs destine au decouplage de voies basse frequence et haute frequence - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un filtre passe-bas (60) à composants uniquement passifs destiné à être relié à un système de traitement de signaux basse fréquence et à une ligne bifilaire délivrant lesdits signaux basse fréquence et des signaux haute fréquence, ledit filtre comportant au moins une cellule (60A, 60B) comprenant un élément inductif (L1A, 11B) en série avec un élément résistif (R1A, R1B), et comprenant un élément capacitif (C2A, C2B) en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif.
Description
FILTRE PASSE-BAS A COMPOSANTS UNIQUEMENT PASSIFS DESTINE AU
DECOUPLAGE DE VOIES BASSE FREQUENCE ET HAUTE FREQUENCE
Domaine de l'invention La présente invention concerne un filtre passe-bas à composants uniquement passifs pour la séparation de signaux basse fréquence de signaux haute fréquence transmis sur une ligne bifilaire.
Exposé de l'art antérieur La présente invention trouve application dans le cadre de procédés DSL, acronyme anglais pour Digital Subscriber Line et correspondant à l'expression française Ligne d'Abonné Numérique.
Les procédés DSL permettent la transmission de signaux numériques modulés dans une bande haute, ou signaux haute fréquence, sur une ligne téléphonique d'usager, appelée également boucle locale, avec un débit atteignant ou dépassant le mégabits par seconde. Le procédé DSL actuellement le plus répandu est l'ADSL, acronyme anglais pour Asynchronous Digital Subscriber Line et correspondant à l'expression Ligne d'Abonné Numérique à débit Asymétrique. Le procédé ADSL tire son nom du fait que le débit descendant, c'est-à-dire vers l'usager, est très supérieur au débit montant, c'est-à-dire depuis l'usager.
Les procédés DSL utilisent la ligne téléphonique de l'usager qui comprend généralement une paire de fils de cuivre torsadés sur laquelle transitent à la fois des signaux modulés en bande de base, ou signaux basse fréquence, et les signaux haute fréquence utilisés par les procédés DSL.
La largeur de la bande de base dépend du système de télécoiianunication relié à la ligne téléphonique. Il existe principalement deux systèmes de télécommunication qui utilisent les signaux transmis sur la ligne téléphonique dans la bande de base. Le premier système est appelé POTS, acronyme anglais pour Plain Old Transmission System, ce qui correspond à l'expression Système Ancien de Télécommunication. Dans ce cas, les signaux transmis en bande de base sont des signaux analogiques modulés qui ont des fréquences variant de façon typique entre 200 et 4000 Hz. Toutefois, certains signaux modulés particuliers, par exemple les signaux de taxation, peuvent avoir des fréquences dites supra vocales entre 12 et 22 KHz.
Le second système est appelé ISDN, acronyme anglais pour Integrated Services Digital Network, ce qui correspond à l'acronyme français RNIS pour Réseau Numérique à Intégration de Services. Dans ce cas, les signaux transmis en bande de base sont des signaux numériques modulés qui ont des fréquences variant de façon typique entre 0 à 80 KHz.
Pour les deux systèmes précédents, la bande haute s'étale depuis la limite supérieure de la bande de base jusqu'à 1 MHz environ. En pratique, la bande haute s'étale de 30 KHz à 1,1 MHz pour la bande de base associée au système POTS, et de 150 KHz à 1,1 MHz pour la bande de base associée au système ISDN. La bande de base permet en général seulement une transmission à faible débit (actuellement limité à 56 Kbits/s pour les modems analogiques et à 64 Kbits/s pour les modems numériques) comparé à un haut débit (8 mégabits/s maximum théo- rique) pour la bande haute. De façon générale, la bande de base sert pour la transmission de parole et la bande haute sert pour la transmission de données, notamment pour la consultation de sites internet. Toutefois, la bande de base peut aussi servir, à la transmission de données, notamment par l'utilisation de modems analogiques, alors que la bande haute peut servir à assurer des communications phoniques, par exemple des communications téléphoniques sur internet.
La figure 1 représente, de façon schématique, un système de transmission de données sur une ligne téléphonique 1. La ligne téléphonique 1 est composée d'une paire de fils et relie un système de traitement de signaux côté abonné 2 à un système de traitement de signaux côté opérateur de téléphonie 3. Le système de traitement de signaux côté abonné 2 comprend un séparateur 4 (correspondant au terme anglais splitter) qui relie la ligne téléphonique 1 à un module de traitement de signaux basse fréquence 5, de façon typique un téléphone analogique, et à un module de traitement de signaux haute fréquence 6, de façon typique un modem ADSL, lui-même relié à un ordinateur. Le système de traitement de signaux côté opérateur de téléphonie 3 comprend un séparateur 7 qui relie la ligne téléphonique 1 à un module de traitement de signaux basse fréquence 8, de façon typique un connutateur de circuits, et à un module de traitement de signaux haute fréquence 9. Le module de traitement de signaux haute fréquence 9 est, de façon typique, un modem DSLAM (acro- nyme anglais pour Digital Subscriber Line Access Multiplexer correspondant à l'expression Multiplexeur d'Accès de Ligne d'Abonné Numérique) reliant la ligne téléphonique 1 (en pratique, plusieurs lignes téléphoniques de différents abonnés) à un réseau de transmission de données numériques à haut débit (non représenté).
La figure 2 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation classique des séparateurs 4 et 7. Le séparateur 4, 7 comprend deux bornes 12, 14 reliées aux fils de la ligne téléphonique 1, deux bornes 16, 18 reliées au module de traitement de signaux basse fréquence 5, 8 et deux bornes 20, 22 reliées au module de traitement de signaux haute fréquence 6, 9.
Le rôle principal du séparateur 4, 7 est de séparer les signaux basse fréquence et les signaux haute fréquence. Le séparateur 4, 7 doit, en outre, protéger le module de traitement de signaux basse fréquence 5, 8 contre des interférences dues à la trans- mission de signaux haute fréquence sur la ligne téléphonique 1. De façon analogue, le séparateur 4, 7 doit protéger la transmission de signaux haute fréquence contre des phénomènes transitoires se produisant lors du fonctionnement du module de traitement de signaux basse fréquence 5, 8. Lorsque le module de traitement de signaux basse fréquence 5 correspond à un télé-phone analogique, les phénomènes transitoires correspondent, par exemple, à la composition d'un numéro de téléphone, à l'activation de la sonnerie du téléphone, ou à l'arrêt de la sonnerie.
De plus, le séparateur 4 doit permettre le bon fonctionnement du module de traitement de signaux haute fréquence 6 lors de fluctuations d'impédances dues à un changement d'état du module de traitement de signaux basse fréquence 5 (par exemple, lorsque l'on décroche ou raccroche le combiné du téléphone).
Pour ce faire, le séparateur 4, 7 comprend typiquement un filtre passebas 24 (BF) entre les bornes 12, 14 et les bornes 16, 18 et un filtre passe-haut 26 (HF) entre les bornes 12, 14 et les bornes 20, 22. En pratique, le filtre passe-haut 26 peut être prévu directement au niveau du module de traitement de signaux haute fréquence 6, 9. Dans ce cas, le séparateur 4, 7 comprend, entre les bornes 12, 14 et les bornes 20, 22, des condensateurs pour empêcher le passage, vers le module de traitement de signaux haute fréquence 6, 9, d'un courant continu qui peut circuler sur la ligne téléphonique 1.
La conception du filtre passe-bas 24 est particulièrement délicate. En effet, le filtre passe-bas 24 doit satisfaire à de nombreuses contraintes parmi lesquelles on distingue principalement: - le facteur de perte par insertion dans la bande de base, noté PI, correspondant au terme anglais Insertion Loss, qui mesure la perte de transmission occasionnée par la mise en série sur la ligne du filtre passe-bas. De façon générale, le facteur de perte par insertion doit être inférieur à 1 dB à 1 kHz; - la distorsion de perte d'insertion qui caractérise la différence entre la perte d'insertion à une fréquence et celle à 1 KHz. Cette distorsion doit, en général, être inférieure à 1 dB; - le gain en bande haute, appelé atténuation haute fréquence qui, suivant les normes, doit être inférieur à -45 dB ou -65 dB; et - le facteur de perte par réflexion, noté RL, correspondant au terme anglais Return Loss, qui caractérise la transparence électrique du filtre vis-à-vis des équipements terminaux. Suivant les normes existantes, le facteur de perte par réflexion RL doit être supérieur à une valeur variant entre 12 et 18 dB dans la bande de base (300-3400 Hz pour un système POTS, et 1-80 KHz pour un système ISDN).
Toutes ces contraintes se traduisent par des gabarits à respecter dépendant de la fréquence et des 3 impédances terminales (les ports) vues par le filtre passe-bas 24: la ligne téléphonique 1, le module de traitement de signaux basse fréquence 5, 8 (coilinutateur de circuits ou poste téléphonique), le module de traitement de signaux haute fréquence (DSLAM ou modem ADSL). Il existe plusieurs normes qui définissent des valeurs d'impédances différentes. A titre d'exemple, pour la ligne téléphonique, coexistent la norme européenne harmonisée, la nonne anglaise, la norme allemande, la norme française dite à 600 ohms.
Pour tenter de satisfaire à ces contraintes, il a été imaginé différents types de filtre, notamment des filtres actifs. Toutefois, l'utilisation de filtres actifs présente certains inconvénients. En effet, le fait que le filtre soit traversé par un courant continu est une contrainte importante. En outre, la plupart des filtres actifs nécessitent une alimentation distincte. Certaines normes imposant que le réseau télé- phonique continue à fonctionner normalement lors d'une panne du réseau d'alimentation électrique général, l'utilisation d'un filtre passe-bas à alimentation distincte n'est pas souhaitable.
La demande internationale WO 02/084867 déposée au nom du Laboratoire Européen ADSL décrit un filtre passe-bas à composants uniquement passifs pour une connexion à une ligne bifilaire. Toutefois, le filtre décrit comporte un nombre élevé de composants (au moins quinze) et présente donc un encombrement relativement important. Ceci n'est pas souhaitable, en particulier au niveau du système de traitement de signaux côté opérateur de téléphonie 3 pour lequel l'encombrement du séparateur 7 doit être minimum.
Résumé de l'invention La présente invention vise un filtre passe-bas à composants uniquement passifs, destiné à la séparation des voies basse fréquence et haute fréquence dans une transmission de type ligne bifilaire qui permet de satisfaire à toutes les contraintes imposées par les normes de télécommunications actuelles et qui présente un encombrement réduit.
La présente invention vise également un filtre passe-bas à faible coût.
Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un filtre passebas à composants uniquement passifs destiné à être relié à un système de traitement de signaux basse fréquence et à une ligne bifilaire délivrant lesdits signaux basse fréquence et des signaux haute fréquence, ledit filtre comportant au moins une cellule comprenant un élément inductif en série avec un élément résistif, et comprenant un élément capacitif en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'élément inductif correspond à une inductance ayant une résis- tance interne, l'élément résistif correspondant à ladite résistance interne de l'inductance.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le filtre comprend en outre un élément résistif supplémentaire en parallèle audit élément capacitif.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la cellule comprend deux branches de transmission et un condensateur en parallèle entre les deux branches de transmission.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la cellule comprend, sur chaque branche, un élément inductif en série avec un élément résistif, et comprend un élément capacitif en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif, les inductances des deux branches étant bobinées sur un même noyau.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la cellule est symétrique.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le filtre comprend des première, deuxième et troisième cellules quadripôles en cascade, chacune des première, deuxième et troi- sième cellules comprenant deux branches, et, sur chaque branche, un élément inductif en série avec un élément résistif, les première et deuxième cellules comprenant chacune, en outre, sur chaque branche, un élément capacitif en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif, la deuxième cellule comprenant en outre, sur chaque branche, un élément résistif supplémentaire en parallèle audit élément capacitif.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les première, seconde et troisième cellules comprennent chacune 25 un condensateur reliant les deux branches.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le filtre comprend des première, deuxième, troisième et quatrième cellules quadripôles en cascade comprenant chacune deux branches et comprenant chacune, sur chaque branche, un élément inductif en série avec un élément résistif, la troisième cellule comprenant, en outre, sur chaque branche, un élément capacitif en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les deuxième, troisième et quatrième cellules comprennent chacune un condensateur reliant les deux branches.
Brève description des dessins
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'exemples de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1, précédemment décrite, représente un système de transmission de signaux basse fréquence et haute fréquence sur une ligne téléphonique; la figure 2, précédemment décrite, représente plus en détails les composants d'un séparateur de voie; la figure 3 représente un premier exemple de réalisation d'une cellule de base d'un filtre passe-bas selon la présente invention; la figure 4 représente un second exemple de réalisation d'une cellule de base d'un filtre passe-bas selon la 20 présente invention; la figure 5 représente les étapes d'un exemple de réalisation du procédé de détermination d'un filtre passe-bas selon la présente invention; la figure 6 représente un premier exemple de réali-25 sation d'un filtre passe-bas selon l'invention; et la figure 7 représente un second exemple de réalisation d'un filtre passe-bas selon l'invention.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés 30 par de mêmes références aux différentes figures.
Le principe de la présente invention consiste à réaliser un filtre passebas comportant au moins une cellule de base ayant une structure particulièrement originale associant un élément résistif en série avec un élément inductif, l'ensemble constitué de l'élément inductif et de l'élément résistif étant monté en parallèle à un élément capacitif. Une telle structure originale permet de réaliser un filtre passe-bas adapté à un séparateur de voies relié à une ligne bifilaire. Pour obtenir un filtre passe-bas satisfaisant à des contraintes encore plus sévères, on prévoit, en outre, l'ajout d'un élément résistif en parallèle à l'élément capacitif.
La figure 3 représente un premier exemple de réalisation d'une cellule de base 25 utilisée pour la réalisation d'un filtre passe-bas selon la présente invention. La cellule de base 25 comprend deux bornes d'entrée 26, 27, chaque borne 26, 27 étant reliée à une borne de sortie 28, 29 par une branche 30, 31. Les bornes de sortie 28, 29 sont reliées par un condensateur C1. Chaque branche 30, 31 comprend une inductance L1 en série avec une résistance Ri, le tout en parallèle avec un condensateur C2, lui-même en parallèle avec une résistance R2.
La figure 4 représente un second exemple de réalisation d'une cellule de base 35 utilisée pour la réalisation d'un filtre passe-bas selon la présente invention. La cellule 35 comporte, couune pour le premier exemple de réalisation, deux bornes d'entrée 26, 27, chaque borne d'entrée étant reliée à une borne de sortie 28, 29 par une branche 30, 31. Les bornes de sortie 28, 29 sont reliées par un condensateur C3. Chaque branche 30, 31 comprend une inductance L2 en série avec une résistance R3, le tout en parallèle avec un condensateur C4.
La détermination de la structure complète d'un filtre passe-bas ainsi que de la valeur des composants met en oeuvre un processus complexe de modélisation, de dimensionnement et d'optimisation.
La figure 5 représente schématiquement les étapes du 30 processus sur un exemple de réalisation d'un filtre passe-bas selon l'invention.
A la première étape 40, on définit les différentes contraintes auxquelles doit satisfaire le filtre passe-bas. Pour ce faire, on se réfère notamment aux normes existantes. A titre d'exemple, la spécification technique ST/FTR&D/6958 définit les contraintes auxquelles doit satisfaire le filtre passe-bas d'un séparateur utilisé avec un système POTS sur une ligne française, la norme européenne ESTI TS 101 952-1-1 définit les contraintes auxquelles doit satisfaire un filtre passe-bas d'un séparateur utilisé avec un système POTS sur une ligne européenne et la norme européenne ESTI TS 101 952-1-3 définit les contraintes auxquelles doit satisfaire un filtre passe-bas d'un séparateur utilisé avec un système ISDN sur une ligne européenne.
Des exemples de contraintes sont repris ci-dessous: - la perte d'insertion à 1 KHz est inférieure à 1 dB; - la distorsion de perte d'insertion entre 300 et 3400 Hz est inférieure à 1 dB; - l'atténuation en bande haute doit être inférieure à -45 dB ou -55 dB suivant la fréquence; - le facteur de perte par réflexion, RL, doit être supérieur à 14 dB entre 200 et 500 Hz ainsi qu'entre 2 et 3.4 KHz, et supérieur à 18 dB entre 500 et 2000 Hz; le filtre doit pouvoir être traversé par un courant continu de valeur 100 mA sur la ligne téléphonique, un tel courant permettant, par exemple, l'alimentation d'un terminal téléphonique ne comportant pas d'alimentation électrique distincte; et - le filtre doit avoir un affaiblissement de conversion longitudinale supérieur à 30 ou 50 dB suivant les bandes de fréquences. En pratique, ceci est obtenu en réalisant un filtre passe-bas symétrique.
En définitive, le cahier des charges définit un ensemble de gabarits à respecter qui s'exprime mathématiquement sous la forme d'un ensemble d'inégalités.
A l'étape 42, à partir de l'analyse de ces gabarits, on définit la structure du filtre. Cela consiste à choisir une cellule de base, par exemple, selon le premier exemple de réalisation représenté en figure 3, ainsi que le nombre de cellules de base à disposer en cascade sur la ligne. Deux types de considérations ont guidé l'élaboration de la structure: des propriétés rela- tives aux quadripôles passifs et une réflexion concernant la forme des fonctions de transfert envisageables. La demanderesse a montré que les PI sont indépendantes du sens de traversée. D'autre part, sous certaines conditions réalistes, les RL sont également indépendantes du sens de traversée et d'autres relations lient les PI et les RL. La demanderesse a ainsi orienté ses recherches vers un filtre à très faibles pertes, aussi symétrique que possible et d'impédance caractéristique proche de l'impédance de charge, ce qui a facilité la conception. Des études de fonctions de transfert ont été menées pour les PI afin de déterminer quelles étaient les formes les plus simples qui permettent de respecter les gabarits, en se limitant à des fonctions standards (Butterworth, elliptique, Tchébycheff). La prise en compte des contraintes de RL a pu amener à augmenter le nombre de cellules d'une unité. En final, plusieurs topologies se prêtent à la réalisation du filtre mais des considérations annexes amènent à en écarter certaines.
A l'étape 44, on définit le système d'équations décrivant le comportement électrique du filtre. Le filtre est décrit dans un logiciel de calcul formel. Ce logiciel permet de générer symboliquement les expressions de toutes les caractéristiques du filtre à contraindre (PI, RL, impédances, etc) pour toutes les configurations d'utilisation du filtre (émission, réception, ports chargés ou à vide, etc). Ce logiciel calcule également symboliquement les dérivées partielles de toutes ces expressions par rapport aux constituants du filtre (condensateurs, inductances, résistances). Toutes ces expressions symboliques sont ensuite programmées de façon à créer un logiciel qui calcule chaque caractéristique par rapport à chaque constituant ainsi que la sensibilité de chaque caractéristique par rapport à chaque constituant. Tout ceci définit un modèle comportemental du filtre.
A l'étape 46, un procédé itératif détermine la valeur de chaque composant du filtre. Le modèle créé précédemment est relié à un algorithme d'optimisation sous contraintes. On affecte les contraintes d'égalités et/ou d'inégalités à tous les constituants du modèle, c'est à dire les paramètres de construction (condensateurs, inductances, résistances) ainsi que les performances (gains, Return Loss, etc). En fait, on plaque le cahier des charges à satisfaire sur la structure de filtre choisie. Grâce au calcul formel des performances et des sensibilités de celles-ci aux différents paramètres, l'algorithme d'optimisation balaye une partie importante de l'espace de solutions. Si l'algorithme ne trouve pas de solution satisfaisant la totalité des contraintes, il est capable de trouver plusieurs compromis différents, ou complémentaires, proches de la solution idéale. Cette approche, sans offrir de garantie absolue, permet d'augmenter considérablement la probabilité de trouver des solutions performantes.
La demanderesse a mis en évidence que la cellule de base selon le premier exemple de réalisation peut être utilisée pour l'obtention d'un filtre passe-bas en accord avec les normes française ST/FTR&D/6958 et européenne ESTI TS 101 952-1-1 et que la cellule de base selon le second exemple de réalisation peut être utilisée pour l'obtention d'un filtre passe-bas en accord avec la norme européenne ESTI TS 101 952-1-3.
La figure 6 représente un premier exemple de réalisation de filtre passebas selon l'invention obtenu à partir de la cellule de base selon le premier exemple de réalisation, représenté en figure 3, et satisfaisant aux contraintes définies par la norme française ST/F1R&D/6958.
Le filtre 60 se compose de trois cellules de base suc- cessives 60A, 60B, 60C, montées en série. Par la suite, le suffixe "A", "B" ou "C" est ajouté à une référence de composant électrique associé respectivement à la cellule de base 60A, 60B ou 60C. La cellule 60A est destinée à être reliée au module de traitement de signaux en bande de base 5, 8 et la cellule 60C est destinée à être reliée à la ligne bifilaire 1. Seule la cellule 60B est complète et comporte tous les composants tels que représentés en figure 3. La cellule 60A comporte seulement, pour chaque branche, l'inductance LIA en série avec la résistance RIA, le tout en parallèle avec le condensateur C2A, les deux branches étant reliées par le condensateur C1A. La cellule de base 60C comporte seulement, pour chaque branche, l'induc- tance L1C en série avec la résistance R1C, les deux branches étant reliées par le condensateur C1C.
Un exemple détaillé de valeurs des composants du filtre 60 est le suivant:
Tableau 1
Nom Valeur Nom Valeur Nom Valeur C1A 22 nF C1B 12 nF C1C 6,2 nF C2A 12 nF C2B 100 nF L1C 2,16 mH LIA 1,12 mH L1B 8,19 mH R1C 4,32 S2 RIA 3,98) R1B 13,6 S2 R2B 66, 5 S2 La figure 7 représente un second exemple de réalisation d'un filtre passe-bas 70 obtenu à partir du second exemple de réalisation de cellule de base, représenté en figure 4, et satisfaisant aux contraintes définies par la norme européenne ESTI TS 101 952-1-3.
Le filtre 70 se compose de quatre cellules de base successives 70A, 70B, 70C et 70D montées en série. Par la suite, le suffixe "A", "B", "C" ou "D" est ajouté à une référence de composant électrique associé respectivement à la cellule de base 70A, 70B, 70C ou 70D. La cellule 70A est destinée à être reliée au module de traitement de signaux en bande de base 5, 8 et la cellule 70D est destinée à être reliée à la ligne bifilaire 1.
Seule la cellule 70B est complète et comporte tous les composants tels que représentés en figure 4. La cellule 70C comporte seulement, pour chaque branche, l'inductance L2C en série avec la résistance R3C, les deux branches étant reliées par le condensateur C3C. De même, la cellule 70D comporte seulement, pour chaque branche, l'inductance L2D en série avec la résistance R3D, les deux branches étant reliées par le condensateur C3D. La cellule 70A comporte seulement, pour chaque branche, l'inductance L2A en série avec la résistance R3A.
Un exemple détaillé de valeurs de composants du filtre 70 est le suivant:
Tableau 2
Nom Valeur Nom Valeur Nom Valeur Nom Valeur L2A 225 uH C3B 15 nF C3C 19 nF C3D 20 nF R3A 2,44 SZ C4B 3 nF L2C 508 uH L2D 325 uH L2B 380 uH R3C 2, 66 S2 R3D 1 S2 R3B 3,17 52 Pour les exemples de réalisation de filtre 60, 70 précédemment décrits, il est possible d'avoir avantageusement des performances très stables entre -25 C et +70 C par les choix technologiques pour les condensateurs et les composants magné-tiques permettent. Plus précisément, les condensateurs sont réalisés en film polypropylène. De tels condensateurs ont une capacité qui diminue légèrement en fonction de la température. Les composants magnétiques sont réalisés par des circuits en ferrite avec entrefer. De tels composants magnétiques ont une inductance qui augmente légèrement en fonction de la température. Les modifications du fonctionnement du filtre selon l'invention dues à la variation d'inductance sont compensées par les modifications du fonctionnement du filtre selon l'invention dues à la variation de capacité des condensateurs. En particulier, pour le filtre 70, il est avantageux qu'au moins les condensateurs C4B soient en film polypropylène et que les inductances L2B comprennent des circuits en ferrite avec entrefer car ce sont pour ces composants que les variations, respectivement, de capacité et d'inductance ont le plus d'influence sur les performances du circuit.
Pour les exemples de réalisation de filtres 60, 70, 30 précédemment décrits afin de réduire encore davantage la place occupée par les différents composants constituant le filtre passe-bas, les deux inductances de chaque cellule de base peuvent être réalisées de façon couplée, c'est-à-dire bobinées sur un même noyau ferromagnétique. On limite ainsi le nombre de noyaux fer- romagnétiques nécessaires pour la réalisation des filtres passe-bas 60, 70.
Selon une variante de la présente invention, dans le cas où le critère d'affaiblissement de conversion longitudinal n'est pas essentiel, il n'est pas nécessaire de prévoir un filtre à structure symétrique. Dans ce cas, pour les exemples de réalisation précédemment décrits, la branche du filtre destinée à être reliée au fil de référence de la voie bifilaire peut ne comporter aucun composant.
Selon une autre variante de la présente invention, les exemples de réalisation des filtres précédemment décrits peuvent être obtenus à partir d'une cellule de base correspondant à une structure duale des cellules debase représentées aux figures 3 et 4.
Selon une autre variante des exemples de réalisation précédemment décrits, chaque résistance R1A à R1C et R3A à R3D peut être réalisée en utilisant la résistance interne de l'inductance associée LIA à L1C et L2A à L2D. On évite alors l'utilisation d'un composant résistif discret, réduisant ainsi l'encombrement du filtre.
Selon une autre variante des exemples de réalisation précédemment décrits, les positions de certaines cellules du filtre peuvent être modifiées sans que les performances du filtre ne soient dégradées. A titre d'exemple, pour le filtre 60 représenté en figure 6, les positions des cellules 60A et 60B peuvent être inversées. De façon analogue, pour le filtre 70 représenté en figure 7, les positions des cellules 70B et 70C peuvent être inversées.
Claims (11)
1. Filtre passe-bas (60, 70) à composants uniquement passifs destiné à être relié à un système de traitement de signaux basse fréquence (5, 8) et à une ligne bifilaire (1) délivrant lesdits signaux basse fréquence et des signaux haute fréquence, ledit filtre comportant au moins une cellule (60A, 60B; 70C) comprenant un élément inductif (LIA, 11B; L2C) en série avec un élément résistif (R1A, RIB; R3C), et comprenant un élément capacitif (C2A, C2B; C4B) en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif.
2. Filtre passe-bas selon la revendication 1, dans lequel l'élément inductif correspond à une inductance (LIA, L1B; L2C) ayant une résistance interne, l'élément résistif (R1A, R1B; R3C) correspondant à ladite résistance interne de l'inductance.
3. Filtre passe-bas selon la revendication 1, comprenant en outre un élément résistif supplémentaire (R2B) en parallèle audit élément capacitif.
4. Filtre passe-bas selon la revendication 1, dans lequel la cellule (60A, 60B; 70C) comprend deux branches de transmission et un condensateur (C1A, C1B; C3C) en parallèle entre les deux branches de transmission.
5. Filtre passe-bas selon la revendication 4, dans lequel la cellule comprend, sur chaque branche, un élément inductif (LIA, 11B; L2C) en série avec un élément résistif (R1A, R1B; R3C), et comprenant un élément capacitif (C2A, C2B; C4B) en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif, et dans lequel les inductances (L1A, L1B; L2C) des deux branches sont bobinées sur un même noyau.
6. Filtre passe-bas selon la revendication 4, dans lequel la cellule (60A, 60B; 70C) est symétrique.
7. Filtre passe-bas selon la revendication 1, comprenant des première, deuxième et troisième cellules quadripôles en cascade, chacune des première, deuxième et troisième cellules comprenant deux branches, et, sur chaque branche, un élément inductif (LIA, L1B, L1C) en série avec un élément résistif (RIA, R1B, R1C), les première et deuxième cellules (60A, 60B) comprenant chacune, en outre, sur chaque branche, un élément capacitif (C2A, C2B) en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif et dudit élément résistif, la deuxième cellule (60B) comprenant en outre, sur chaque branche, un élément résistif supplémentaire (R2B) en parallèle audit élément capacitif.
8. Filtre passe-bas selon la revendication 7, dans lequel les première, seconde et troisième cellules (60A, 60B, 60C) comprennent chacune un condensateur (C1A, C1B, C1C) reliant les deux branches.
9. Filtre passe-bas selon la revendication 1, comprenant des première, deuxième, troisième et quatrième cellules (70A, 70B, 70C, 70D) quadripôles en cascade comprenant chacune deux branches et comprenant chacune, sur chaque branche, un élément inductif (L2A, L2B, L2C, L2D) en série avec un élément résistif (R3A, R3B, R3C, R3D), la troisième cellule (70C) comprenant, en outre, sur chaque branche, un élément capacitif (C4B) en parallèle à l'ensemble constitué dudit élément inductif (L2C) et dudit élément résistif (R3C).
10. Filtre passe-bas selon la revendication 9, dans lequel les deuxième, troisième et quatrième cellules (70B, 70C, 70D) comprennent chacune un condensateur (C3B, C3C, C3D) reliant les deux branches.
11. Filtre passe-bas selon la revendication 1, dans lequel ledit élément inductif (LIA, 11B; L2C) comprend un circuit en ferrite avec entrefer et dans lequel ledit élément capacitif (C2A, C2B; C4B) comprend un condensateur en film polypropylène.
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