WO2019068979A1 - Dispositif électronique à module de traitement agissant de façon paramétrable sur une fréquence de résonance d'une boucle de masse. - Google Patents

Dispositif électronique à module de traitement agissant de façon paramétrable sur une fréquence de résonance d'une boucle de masse. Download PDF

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WO2019068979A1
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Alexis Marty
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    • H05K2201/10196—Variable component, e.g. variable resistor

Definitions

  • the invention relates to electronic devices comprising an electronic card coupled to an electrical equipment via a shielded electrical cable and to an element defining a reference ground via an electrical connection or parasitic capacitance.
  • the electronic card is provided with a main zone and an auxiliary zone which are electrically and physically separated from each other.
  • This main zone is intended to be coupled to the element which defines the reference ground, via an electrical connection or parasitic capacitance, and to electrical equipment, via an electric cable provided with a shield and constituting, for example and not limitingly, an LVDS ("Low Voltage Differential Signaling"), Ethernet or A2B® ("Automotive Audio Bus®” interface of the company Analog Device).
  • this auxiliary zone contains a ground plane to which the shielding of the electric cable must be connected.
  • the shielding of the electric cable, the element defining the reference ground (for example a chassis of a motor vehicle), the electrical connection (or parasitic capacitance) coupling the electronic card and this element, and a parasitic capacitance (or another electrical connection) coupling the electrical equipment and this element together form a so-called ground loop in which circulates a parasitic current having a frequency that can resonate with at least one so-called resonance frequency.
  • the circulation of this parasitic current in the ground loop generates radiation that induces electromagnetic disturbances penalizing for certain functions, such as for example the reception of radio waves.
  • the abovementioned resonance frequency may vary according to various parameters of the considered system, such as, for example, the lengths of the shielded electrical cable and the electrical ground connections, the geometrical layout of the shielded electrical cable and the electrical ground connections, and the dimensions. and the impedance of the ground loop. Consequently, certain frequency bands (for example critical for the reception of radio waves) can be more or less impacted from one system to another or from a declination of a system to another variation of this same system.
  • This disadvantage is particularly troublesome when it is difficult, if not impossible, to modify the environment of an electronic device or equipment, and / or to move an electronic device or equipment, and / or to change the length of the electric cable. shielded and / or the lengths of the electrical connections of mass, and / or to modify the electronic card.
  • the invention is therefore particularly intended to improve the situation.
  • an electronic device comprising an electronic card equipped, on the one hand, with a main zone adapted to be coupled to an element defining a reference mass and to an electrical equipment, via an electric cable provided with a shield and in which circulates a parasitic current resonating at at least one resonant frequency, and, secondly, an auxiliary zone containing a separate ground plane which is adapted to be connected this shield.
  • This electronic device is characterized by the fact: its electronic card also comprises a processing module interconnecting the main and auxiliary zones and configurable according to a received parameter control in order to induce a shift of the resonance frequency in a frequency band; which is selected from at least two predefined frequency bands and / or attenuation of an intensity of the parasitic current for the resonance frequency which is selected from at least two predefined attenuations, and
  • control means generating a parameter control associated with one of the predefined frequency bands and / or one of the predefined attenuations as a function of at least one frequency band to be protected.
  • Each offset and / or each parameterizable attenuation (s) makes it possible (tent) to minimize the electromagnetic disturbances for each frequency band to be protected at the moment considered, and therefore not to (or almost not) penalize the function that uses this frequency band.
  • the electronic device according to the invention may comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular:
  • control means can determine each parameterization command adapted to each frequency band to be protected in a correspondence table establishing a correspondence between the frequency bands to be protected, the predefined frequency bands and / or the predefined attenuations, and commands setting;
  • the processing module may comprise at least one resistive component of variable resistance, or at least two resistive components of different resistances and selected individually, or an inductive component of variable inductance, or at least two inductive components of different inductances and selectable individually, or a first group of at least two components coupled together and selected from a variable resistance resistive component, an inductive variable inductance component and a capacitive variable capacitance component, or still a second group of at least four components of at least two different types, coupled together and selected from at least two different resistance resistive components and individually selectable, at least two inductive components of different inductors and individually selectable, and at least two capacitive components of different capacities and individually selectable;
  • the auxiliary zone may comprise a portion interposed between the ground plane and the main zone and comprising at least one electrical connection defining connection terminals for at least one component of the treatment module or for connection to the ground plane or to a controlled switch.
  • its electronic card comprises at least one other link defining another connection terminal for one of the components of the processing module and interconnecting the part intercalated with the main zone directly or via a controlled switch;
  • the interposed part of the auxiliary zone may also comprise at least one other controlled switch coupled to at least two electrical connections in order to interconnect them or not to interconnect them according to the received parameterization command;
  • - his card can be a printed circuit board
  • the invention also proposes a vehicle, possibly of automobile type, and comprising an element defining a reference mass, at least one electrical equipment connected to an electric cable provided with a shield and in which circulates a parasitic current having at least one frequency resonance, and at least one electronic device of the type shown above, which is coupled to this electric cable and coupled to this element.
  • FIG. 1 diagrammatically and functionally illustrates an example of an electronic device according to the invention coupled to an element defining a ground plane and to an electrical equipment
  • FIG. 2 schematically illustrates, in a perspective view, a portion of a first exemplary embodiment of an electronic device according to the invention to which is coupled the shielding of an electric cable,
  • FIG. 3 schematically and functionally illustrates, in a view from above, a portion of a second exemplary embodiment of an electronic card of an electronic device according to the invention
  • FIG. 4 schematically illustrates, in a diagram, the evolution of the emission level (in dB) of a parasitic current as a function of frequency (in Hz) in the absence of a processing module (c1 ), in the presence of a first example of a processing module (c2), and in the presence of a second example of a processing module (c3).
  • the object of the invention is notably to propose an electronic device DE, on the one hand, comprising an electronic card CE intended to be coupled to an electrical equipment EE, via a shielded electric cable CA, and to an element EM defining a mass of reference, and, secondly, able to act parametrically on a parasitic current to reduce as much as possible the electromagnetic disturbances it induces.
  • the electronic device DE, the electrical equipment EE and the element EM form part of a motor vehicle, for example a car.
  • the invention is not limited to this application.
  • the electronic device DE, the electrical equipment EE and the element EM can be part of any system, including a vehicle (land, sea (or fluvial) or air), an installation (possibly industrial type), a device (possibly for the general public), or a building.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an example of an electronic device DE according to the invention, coupled with a EM element defining a ground plane and EE electrical equipment.
  • the EM element may be a part of the chassis
  • the electronic device DE may be an electronic computer or a radio wave receiver (possibly a car radio)
  • the EE electrical equipment can be another electronic calculator.
  • an electronic device DE comprises an electronic card CE coupled, on the one hand, to an electrical equipment EE, via an electric cable CA provided with a shielding BC, and, on the other hand, to an EM element.
  • this electronic card CE may be a printed circuit board.
  • the electronic card CE is coupled to the element EM via a first electrical connection L1
  • the electrical equipment EE is coupled to the element EM by a parasitic capacitance CP .
  • EE electrical equipment is here "floating" (that is to say having the mass of the shielded cable CA).
  • This first electrical connection L1 may, for example, be an electrical wire provided with an insulating sheath, as in the example illustrated in FIG. 1, or a small metal column provided with screws, as in the example illustrated in FIG. 2.
  • the electronic card CE could be coupled to the element EM via a first electrical connection L1, and the electrical equipment EE could be coupled to the element EM by another electrical connection.
  • the electronic card CE could be coupled to the element EM via a parasitic capacitance CP, and the electrical equipment EE could be coupled to the element EM by the first electrical connection L1.
  • this second variant opposite to that illustrated, it is now the electronic device DE which is floating.
  • the electronic card CE of an electronic device DE according to the invention, is provided with a main zone ZP and an auxiliary zone ZA which are electrically and physically separated from each other. the other, but intended to be coupled via a processing module MT described later.
  • the main zone ZP is coupled to the element EM, which defines a reference mass in order to be placed at a zero reference voltage (0 V), here via the first electrical connection L1, and to the electrical equipment EE via the shielded AC power cable.
  • the auxiliary zone ZA contains a separate PM ground plane to which the BC shielding of the AC electrical cable is connected via an LC coupling link.
  • the latter LC can, for example, be welded and / or screwed.
  • the first electrical connection L1, the element EM, the shielding BC of the electric cable CA, the parasitic capacitance CP and the possible other electrical connection together form a ground loop in which circulates a parasitic current resonating at least once. resonance frequency and on which we want to act parametrically so that it disturbs as little as possible at least one frequency band to protect bpk.
  • the index k here denotes the different frequency bands that can be protected and whose number can take any value greater than or equal to one (1).
  • a frequency band to be protected bpk may be a band comprising a radio frequency which has been selected by the user of a radio communication receiver.
  • the electronic card CE also comprises a processing module MT, which interconnects the main ZP and auxiliary ZA zones, and MC control means.
  • This processing module MT can be parameterized according to a received parameter control in order to induce an offset of the (each) resonance frequency in a frequency band which is chosen from at least two predefined frequency bands bfn and / or an attenuation of the intensity of the parasitic current, for the (each) resonant frequency, which is chosen from at least two predefined attenuations a m .
  • the index n denotes here the different frequency bands in which a resonance frequency can be shifted by the action of the processing module MT and whose number can take any value greater than or equal to two (2).
  • the index m denotes here the different attenuations that can be applied to the parasitic current by the action of the MT processing module and whose number can take any value greater than or equal to two (2).
  • the control means MC are arranged to generate the different commands for setting the processing module MT as needed.
  • Each parameter command is associated with one of the predefined frequency bands bf n and / or with one of the predefined attenuations a m as a function of at least one frequency band to be protected bpk.
  • the electromagnetic disturbances become minimal for each frequency band to protect bpk, and therefore the function that uses the latter (bpk) is not, or almost not, penalized.
  • the function consists of the reception of radio waves
  • the quality of reception is not, or almost not, degraded, even when the user changes reception frequency band (by selecting another type of reception). radio waves or another radio station or another band of communication frequencies).
  • control means MC can store a correspondence table establishing a correspondence between the different frequency bands to be protected bpk, the different predefined frequency bands bf n and / or the different predefined attenuations a m , and parameter commands.
  • control means MC may be arranged to determine each parameterization command adapted to each frequency band to be protected bpk in this stored correspondence table.
  • This correspondence table can, for example, be determined beforehand in the factory or in the laboratory during a testing phase of the system concerned (for example a motor vehicle).
  • the ground loop can be represented by a theoretical model which serves to determine by calculation (by means of software) each resonance frequency that it will induce.
  • This theoretical model notably comprises the respective physical dimensions and characteristics of the constituents of the ground loop, including each parasitic capacitance CP. Then, for the theoretical ground loop model, the various predefined frequency bands bfn and / or the different predefined attenuations a m for each frequency band to be protected bpk are determined by calculation.
  • the processing module MT may comprise:
  • At least one resistive component C2 of variable resistance by means of at least one other electronic component controllable by a command), or
  • At least one inductive component C1 of variable inductance (by means of at least one other electronic component controllable by a command), or
  • the processing module MT comprises a resistive component C2 of variable resistance and a capacitive component C3 of variable capacitance, which are connected in series and define an RC circuit.
  • the latter may comprise at least one second electrical connection L2 and at least one third electrical connection L3, as illustrated in non-limiting manner in FIGS.
  • the auxiliary zone ZA may comprise a buffer portion PZ interposed between the ground plane PM and the main zone ZP and comprising at least a second electrical connection L2 defining connection terminals for at least one component Cj of the processing module.
  • MT or for a connection to the ground plane PM or to a controlled switch 11 and the electronic card CE may comprise at least a third link L3 interconnecting this portion PZ to the main zone ZP, directly or via a controlled switch 12, and defining another connection terminal for one of the components Cj of the processing module MT.
  • the buffer portion PZ of the auxiliary zone ZA may also comprise at least one other controlled switch coupled to at least two second electrical connections L2 in order to Interconnect them or do not interconnect them according to the received configuration command.
  • This option is intended to allow the temporary realization (as needed) of different combinations of components Ci.
  • the processing module MT comprises a resistive component C2, of variable resistance, an inductive component C1, of variable inductance, and a capacitive component C3, of variable capacitance, which are connected in series, with the interposition of switches 11 and 12, in order to define as required either an RLC circuit (parameterization illustrated) or an RL circuit (parameterization not shown).
  • each component Cj of the processing module MT is soldered to a terminal of at least one of the second electrical connections L2 and that a component Cj (here C2) of this processing module MT is soldered to a terminal of the one of the second electrical connections L2 and a terminal of a third electrical connection L3.
  • second (s) L2 and third (s) L3 electrical connections may be printed circuits, although this is not mandatory.
  • control means MC may be part of the electronic card CE, as illustrated in non-limiting manner in FIGS. 1 to 3. But this is not mandatory. Indeed, they could be installed in a computer, or include a computer, installed in the system in question and coupled to the electronic card CE. Therefore, the control means MC can be made in the form of software modules (or "software”) or a combination of circuits or electronic components (or “hardware”) and software modules.
  • FIG. 4 diagrammatically illustrates an evolution diagram of the emission level (in dB) of a parasitic current as a function of frequency (in Hz).
  • Three curves d to c3 are present in this diagram.
  • the first curve d corresponds to an electronic device of the prior art, that is to say devoid of processing module MT.
  • the second curve c2 corresponds to an electronic device DE, according to the invention, comprising (and using) a processing module MT comprising an inductive component C1 and a capacitive component C3 connected in series and defining an LC circuit.
  • the third curve c3 corresponds to an electronic device DE, according to the invention, comprising (and using) a processing module MT comprising only a resistive component C2, or a resistive component C2 and a capacitive component C3 connected in series and defining a RC circuit.
  • the resonance frequency of the parasitic current is both slightly shifted to the right of the latter (bpk) and greatly attenuated by the use of a processing module MT comprising a resistive component C2 or defining an RC circuit (see c3), for the relevant configuration of the system.
  • the invention offers several advantages, among which:

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Abstract

Un dispositif électronique (DE) comprend une carte électronique (CE) munie : - d'une zone principale couplée à un élément (EM) définissant une masse de référence et à un équipement électrique, via un câble électrique (CA) blindé et dans lequel circule un courant parasite entrant en résonance à une fréquence de résonance, - d'une zone auxiliaire (ZA) contenant un plan de masse (PM) séparé et connecté au blindage, - d'un module de traitement (MT) interconnectant entre elles les zones principale (ZP) et auxiliaire (ZA) et paramétrable afin d'induire un décalage de la fréquence de résonance dans une bande de fréquences choisie parmi plusieurs et/ou une atténuation de l'intensité du courant parasite choisie parmi plusieurs, et - de moyens de commande (MC) générant une commande de paramétrage associée à la bande de fréquence choisie et/ou à l'atténuation choisie en fonction d'une bande de fréquences à protéger.

Description

DISPOSITIF ÉLECTRONIQUE À MODULE DE TRAITEMENT AGISSANT DE FAÇON PARAMÉTRABLE SUR UNE FRÉQUENCE DE RÉSONANCE
D'UNE BOUCLE DE MASSE.
L'invention concerne les dispositifs électroniques comprenant une carte électronique couplée à un équipement électrique via un câble électrique blindé et à un élément définissant une masse de référence via une liaison électrique ou une capacité parasite.
Dans les dispositifs électroniques définis ci-avant, il arrive fréquemment que la carte électronique soit munie d'une zone principale et d'une zone auxiliaire qui sont séparées électriquement et physiquement l'une de l'autre. Cette zone principale est destinée à être couplée à l'élément qui définit la masse de référence, via une liaison électrique ou une capacité parasite, et à un équipement électrique, via un câble électrique muni d'un blindage et constituant, par exemple et non limitativement, une interface LVDS ( « Low Voltage Différentiel Signaling » - signalisation différentielle basse-tension), Ethernet ou A2B® (« Automotive Audio Bus® » de la société Analog Device). Par ailleurs, cette zone auxiliaire contient un plan de masse auquel le blindage du câble électrique doit être connecté.
Dans de nombreuses situations, le blindage du câble électrique, l'élément définissant la masse de référence (par exemple un châssis d'un véhicule automobile), la liaison électrique (ou la capacité parasite) couplant la carte électronique et cet élément, et une capacité parasite (ou une autre liaison électrique) couplant l'équipement électrique et cet élément forment ensemble une boucle dite de masse dans laquelle circule un courant parasite ayant une fréquence pouvant entrer en résonance avec au moins une fréquence dite de résonance.
Comme le sait l'homme de l'art, la circulation de ce courant parasite dans la boucle de masse engendre un rayonnement qui induit des perturbations électromagnétiques pénalisantes pour certaines fonctions, comme par exemple la réception d'ondes radioélectriques. La fréquence de résonance précitée peut varier en fonction de différents paramètres du système considéré, comme par exemple les longueurs du câble électrique blindé et des liaisons électriques de masse, l'implantation géométrique du câble électrique blindé et des liaisons électriques de masse, et les dimensions et l'impédance de la boucle de masse. Par conséquent, certaines bandes de fréquences (par exemple critiques pour la réception d'ondes radioélectriques) peuvent être plus ou moins impactées d'un système à un autre ou d'une déclinaison d'un système à une autre déclinaison de ce même système.
Cet inconvénient s'avère particulièrement ennuyeux lorsqu'il est difficile, voire impossible, de modifier l'environnement d'un dispositif ou équipement électronique, et/ou de déplacer un dispositif ou équipement électronique, et/ou de changer la longueur du câble électrique blindé et/ou les longueurs des liaisons électriques de masse, et/ou de modifier la carte électronique.
Il a certes été proposé dans le document brevet DE 10201 1087910 d'agir au niveau de la source des perturbations électromagnétiques en décalant la fréquence d'horloge du microcontrôleur (ou la fréquence de découpage d'un convertisseur DC/DC) qui les engendre en fonction de la fréquence radio qui a été sélectionnée par l'usager d'un récepteur de radiocommunication. Cependant il n'est pas toujours possible de décaler la fréquence d'horloge d'un microcontrôleur (notamment en temps réel). En outre, cette solution est inapplicable lorsqu'il est impossible d'agir sur la source des perturbations électromagnétiques.
L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un dispositif électronique comprenant une carte électronique munie, d'une part, d'une zone principale propre à être couplée à un élément définissant une masse de référence et à un équipement électrique, via un câble électrique muni d'un blindage et dans lequel circule un courant parasite entrant en résonance à au moins une fréquence de résonance, et, d'autre part, d'une zone auxiliaire contenant un plan de masse séparé auquel est propre à être connecté ce blindage.
Ce dispositif électronique se caractérise par le fait : - que sa carte électronique comprend également un module de traitement interconnectant entre elles les zones principale et auxiliaire et paramétrable en fonction d'une commande de paramétrage reçue afin d'induire un décalage de la/d'une fréquence de résonance dans une bande de fréquences qui est choisie parmi au moins deux bandes de fréquences prédéfinies et/ou une atténuation d'une intensité du/d'un courant parasite pour la/une fréquence de résonance qui est choisie parmi au moins deux atténuations prédéfinies, et
- qu'il comprend également des moyens de commande générant une commande de paramétrage associée à l'une des bandes de fréquences prédéfinies et/ou à l'une des atténuations prédéfinies en fonction d'au moins une bande de fréquences à protéger.
Chaque décalage et/ou chaque atténuation paramétrable(s) permet(tent) de rendre minimales les perturbations électromagnétiques pour chaque bande de fréquences à protéger à l'instant considéré, et donc de ne pas (ou quasiment pas) pénaliser la fonction qui utilise cette bande de fréquences.
Le dispositif électronique selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- les moyens de commande peuvent déterminer chaque commande de paramétrage adaptée à chaque bande de fréquences à protéger dans une table de correspondance établissant une correspondance entre les bandes de fréquences à protéger, les bandes de fréquences prédéfinies et/ou les atténuations prédéfinies, et des commandes de paramétrage ;
- le module de traitement peut comporter au moins un composant résistif de résistance variable, ou au moins deux composants résistifs de résistances différentes et sélectionnâmes individuellement, ou un composant inductif d'inductance variable, ou au moins deux composants inductifs d'inductances différentes et sélectionnâmes individuellement, ou un premier groupe d'au moins deux composants couplés entre eux et choisis parmi un composant résistif de résistance variable, un composant inductif d'inductance variable et un composant capacitif de capacité variable, ou encore un second groupe d'au moins quatre composants d'au moins deux types différents, couplés entre eux et choisis parmi au moins deux composants résistifs de résistances différentes et sélectionnables individuellement, au moins deux composants inductifs d'inductances différentes et sélectionnables individuellement, et au moins deux composants capacitifs de capacités différentes et sélectionnables individuellement ;
> la zone auxiliaire peut comprendre une partie intercalée entre le plan de masse et la zone principale et comprenant au moins une liaison électrique définissant des bornes de connexion pour au moins un composant du module de traitement ou pour une connexion au plan de masse ou à un interrupteur commandé. Dans ce cas, sa carte électronique comprend au moins une autre liaison définissant une autre borne de connexion pour l'un des composants du module de traitement et interconnectant la partie intercalée à la zone principale directement ou via un interrupteur commandé ;
• la partie intercalée de la zone auxiliaire peut aussi comprendre au moins un autre interrupteur commandé couplé à au moins deux liaisons électriques afin de les interconnecter ou de ne pas les interconnecter selon la commande de paramétrage reçue ;
• les liaisons électriques peuvent être des circuits imprimés ;
- sa carte peut être une carte à circuits imprimés ;
- ses moyens de commande peuvent faire partie de la carte électronique ;
- il peut, par exemple, constituer un calculateur (électronique) ou un récepteur d'ondes radioélectriques.
L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un élément définissant une masse de référence, au moins un équipement électrique connecté à un câble électrique muni d'un blindage et dans lequel circule un courant parasite ayant au moins une fréquence de résonance, et au moins un dispositif électronique du type de celui présenté ci-avant, auquel est couplé ce câble électrique et couplé à cet élément. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de dispositif électronique selon l'invention couplé à un élément définissant un plan de masse et à un équipement électrique,
- la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif électronique selon l'invention auquel est couplé le blindage d'un câble électrique,
- la figure 3 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue du dessus, une partie d'un second exemple de réalisation d'une carte électronique d'un dispositif électronique selon l'invention, et
- la figure 4 illustre schématiquement au sein d'un diagramme l'évolution du niveau d'émission (en dB) d'un courant parasite en fonction de la fréquence (en Hz) en l'absence d'un module de traitement (c1 ), en présence d'un premier exemple de module de traitement (c2), et en présence d'un second exemple de module de traitement (c3).
L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif électronique DE, d'une part, comprenant une carte électronique CE destinée à être couplée à un équipement électrique EE, via un câble électrique blindé CA, et à un élément EM définissant une masse de référence, et, d'autre part, capable d'agir de façon paramétrable sur un courant parasite pour réduire autant que possible les perturbations électromagnétiques qu'il induit.
On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le dispositif électronique DE, l'équipement électrique EE et l'élément EM font partie d'un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, le dispositif électronique DE, l'équipement électrique EE et l'élément EM peuvent faire partie de tout système, et notamment d'un véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial) ou aérien), d'une installation (éventuellement de type industriel), d'un appareil (éventuellement grand public), ou d'un bâtiment.
Sur la figure 1 se trouve schématiquement et fonctionnellement illustré un exemple de dispositif électronique DE selon l'invention, couplé à un élément EM définissant un plan de masse et à un équipement électrique EE.
A titre d'exemple, lorsque le système est un véhicule automobile, l'élément EM peut être une partie du châssis, le dispositif électronique DE peut être un calculateur électronique ou un récepteur d'ondes radioélectriques (éventuellement un autoradio), et l'équipement électrique EE peut être un autre calculateur électronique.
Comme illustré, un dispositif électronique DE, selon l'invention, comprend une carte électronique CE couplée, d'une part, à un équipement électrique EE, via un câble électrique CA muni d'un blindage BC, et, d'autre part, à un élément EM. Par exemple, cette carte électronique CE peut être une carte à circuits imprimés.
Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la carte électronique CE est couplée à l'élément EM via une première liaison électrique L1 , et l'équipement électrique EE est couplé à l'élément EM par une capacité parasite CP. L'équipement électrique EE est donc ici « flottant » (c'est-à-dire ayant pour masse celle du câble blindé CA). Cette première liaison électrique L1 peut, par exemple, être un fil électrique muni d'une gaine isolante, comme dans l'exemple illustré sur la figure 1 , ou une petite colonne métallique munie de vis, comme dans l'exemple illustré sur la figure 2.
On notera que dans une première variante de réalisation, la carte électronique CE pourrait être couplée à l'élément EM via une première liaison électrique L1 , et l'équipement électrique EE pourrait être couplé à l'élément EM par une autre liaison électrique. Dans une seconde variante de réalisation, la carte électronique CE pourrait être couplée à l'élément EM via une capacité parasite CP, et l'équipement électrique EE pourrait être couplé à l'élément EM par la première liaison électrique L1 . Dans cette seconde variante (opposée de celle illustrée), c'est désormais le dispositif électronique DE qui est flottant.
Comme cela est illustré sur la figure 2, la carte électronique CE, d'un dispositif électronique DE selon l'invention, est munie d'une zone principale ZP et d'une zone auxiliaire ZA qui sont séparées électriquement et physiquement l'une de l'autre, mais destinées à être couplées via un module de traitement MT décrit plus loin. La zone principale ZP est couplée à l'élément EM, qui définit une masse de référence afin d'être placée à une tension de référence nulle (0 V), ici via la première liaison électrique L1 , et à l'équipement électrique EE via le câble électrique CA blindé.
La zone auxiliaire ZA contient un plan de masse PM séparé et auquel est connecté le blindage BC du câble électrique CA, via une liaison de couplage LC. Cette dernière (LC) peut, par exemple, être soudée et/ou vissée.
La première liaison électrique L1 , l'élément EM, le blindage BC du câble électrique CA, la capacité parasite CP et l'éventuelle autre liaison électrique forment ici ensemble une boucle de masse dans laquelle circule un courant parasite entrant en résonance à au moins une fréquence de résonance et sur lequel on veut agir de façon paramétrable pour qu'il perturbe le moins possible au moins une bande de fréquences à protéger bpk. L'indice k désigne ici les différentes bandes de fréquences pouvant être protégées et dont le nombre peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1 ). A titre d'exemple, une bande de fréquences à protéger bpk peut être une bande comprenant une fréquence radio qui a été sélectionnée par l'usager d'un récepteur de radiocommunication.
La carte électronique CE comprend également un module de traitement MT, qui interconnecte entre elles les zones principale ZP et auxiliaire ZA, et des moyens de commande MC.
Ce module de traitement MT est paramétrable en fonction d'une commande de paramétrage reçue afin d'induire un décalage de la (chaque) fréquence de résonance dans une bande de fréquences qui est choisie parmi au moins deux bandes de fréquences prédéfinies bfn et/ou une atténuation de l'intensité du courant parasite, pour la (chaque) fréquence de résonance, qui est choisie parmi au moins deux atténuations prédéfinies am. L'indice n désigne ici les différentes bandes de fréquences dans lesquelles une fréquence de résonance peut être décalée par l'action du module de traitement MT et dont le nombre peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à deux (2). L'indice m désigne ici les différentes atténuations pouvant être appliquées au courant parasite par l'action du module de traitement MT et dont le nombre peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à deux (2).
Les moyens de commande MC sont agencés de manière à générer les différentes commandes destinées à paramétrer le module de traitement MT en fonction des besoins. Chaque commande de paramétrage est associée à l'une des bandes de fréquences prédéfinies bfn et/ou à l'une des atténuations prédéfinies am en fonction d'au moins une bande de fréquences à protéger bpk.
On comprendra qu'en fonction des besoins, et plus précisément de la (des) bande(s) de fréquences à protéger bpk, la commande de paramétrage générée va :
- soit induire un paramétrage destiné à décaler la (chaque) fréquence de résonance dans une bande de fréquences prédéfinie bfn, différente de la (des) bande(s) de fréquences à protéger bpk,
- soit induire un paramétrage destiné à atténuer de façon prédéfinie (am) l'intensité du courant parasite pour que la (chaque) fréquence de résonance ne perturbe pas la (les) bande(s) de fréquences à protéger bpk,
- soit induire un paramétrage destiné non seulement à décaler la (chaque) fréquence de résonance dans une bande de fréquences prédéfinie bfn, différente de la (des) bande(s) de fréquences à protéger bpk, mais également à atténuer de façon prédéfinie (am) l'intensité du courant parasite pour que la (chaque) fréquence de résonance ne perturbe pas la (les) bande(s) de fréquences à protéger bpk.
Grâce à chaque décalage et/ou chaque atténuation, les perturbations électromagnétiques deviennent minimales pour chaque bande de fréquences à protéger bpk, et donc la fonction qui utilise cette dernière (bpk) n'est pas, ou quasiment pas, pénalisée. Par exemple, lorsque la fonction consiste en la réception d'ondes radioélectriques, la qualité de réception n'est pas, ou quasiment pas, dégradée, y compris lorsque l'usager change de bande de fréquences de réception (en sélectionnant un autre type d'ondes radioélectriques ou une autre station radiophonique ou encore une autre bande de fréquences de communication).
Par exemple, les moyens de commande MC peuvent stocker une table de correspondance établissant une correspondance entre les différentes bandes de fréquences à protéger bpk, les différentes bandes de fréquences prédéfinies bfn et/ou les différentes atténuations prédéfinies am, et des commandes de paramétrage. Dans ce cas, les moyens de commande MC peuvent être agencés de manière à déterminer chaque commande de paramétrage adaptée à chaque bande de fréquences à protéger bpk dans cette table de correspondance stockée.
Cette table de correspondance peut, par exemple, être préalablement déterminée en usine ou en laboratoire pendant une phase de tests du système concerné (par exemple un véhicule automobile). En variante, la boucle de masse peut être représentée par un modèle théorique qui sert à déterminer par le calcul (au moyen d'un logiciel) chaque fréquence de résonance qu'elle va induire. Ce modèle théorique comprend notamment les dimensions et caractéristiques physiques respectives des constituants de la boucle de masse, y compris de chaque capacité parasite CP. Puis, on détermine par le calcul, pour ce modèle théorique de boucle de masse, les différentes bandes de fréquences prédéfinies bfn et/ou les différentes atténuations prédéfinies am pour chaque bande de fréquences à protéger bpk. Enfin, on peut déterminer par le calcul le module de traitement MT permettant d'induire les différents décalages dans ces bandes de fréquences prédéfinies bfn et/ou ces différentes atténuations prédéfinies am pour chaque bande de fréquences à protéger bpk au sein du système considéré.
A titre d'exemple, le module de traitement MT peut comporter :
- au moins un composant résistif C2 de résistance variable (au moyen d'au moins un autre composant électronique contrôlable par une commande), ou
- au moins deux composants résistifs C2 de résistances différentes et sélectionnâmes individuellement (au moyen d'au moins un interrupteur contrôlable par une commande), ou
- au moins un composant inductif C1 d'inductance variable (au moyen d'au moins un autre composant électronique contrôlable par une commande), ou
- au moins deux composants inductifs C1 d'inductances différentes et sélectionnables individuellement (au moyen d'au moins un interrupteur contrôlable par une commande), ou
- un premier groupe d'au moins deux composants Cj couplés entre eux et choisis parmi un composant résistif C2 (j = 2) de résistance variable, un composant inductif C1 (j = 1 ) d'inductance variable et un composant capacitif C3 (j = 3) de capacité variable, ou encore
- un second groupe d'au moins quatre composants Cj d'au moins deux types différents, couplés entre eux et choisis parmi au moins deux composants résistifs C2 (j = 2) de résistances différentes et sélectionnables individuellement, au moins deux composants inductifs C1 (j = 1 ) d'inductances différentes et sélectionnables individuellement, et au moins deux composants capacitifs C3 (j = 3) de capacités différentes et sélectionnables individuellement.
Dans le premier exemple illustré non limitativement sur la figure 2, le module de traitement MT comprend un composant résistif C2, de résistance variable, et un composant capacitif C3, de capacité variable, qui sont montés en série et définissent un circuit RC.
Afin de faciliter l'installation du module de traitement MT sur la carte électronique CE, cette dernière (CE) peut comporter au moins une deuxième liaison électrique L2 et au moins une troisième liaison électrique L3, comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3. Plus précisément, la zone auxiliaire ZA peut comprendre une partie tampon PZ intercalée entre le plan de masse PM et la zone principale ZP et comprenant au moins une deuxième liaison électrique L2 définissant des bornes de connexion pour au moins un composant Cj du module de traitement MT ou pour une connexion au plan de masse PM ou à un interrupteur commandé 11 , et la carte électronique CE peut comprendre au moins une troisième liaison L3 interconnectant cette partie PZ à la zone principale ZP, directement ou via un interrupteur commandé 12, et définissant une autre borne de connexion pour l'un des composants Cj du module de traitement MT.
En présence de la dernière option, la partie tampon PZ de la zone auxiliaire ZA peut aussi comprendre au moins un autre interrupteur commandé couplé à au moins deux deuxièmes liaisons électriques L2 afin de les interconnecter ou de ne pas les interconnecter selon la commande de paramétrage reçue. Cette option est destinée à permettre la réalisation temporaire (selon les besoins) de différentes combinaisons de composants Ci.
Cette option est illustrée, non limitativement dans le second exemple de la figure 3. Plus précisément, dans ce second exemple le module de traitement MT comprend un composant résistif C2, de résistance variable, un composant inductif C1 , d'inductance variable, et un composant capacitif C3, de capacité variable, qui sont montés en série, avec interposition d'interrupteurs 11 et 12, afin de définir selon les besoins soit un circuit RLC (paramétrage illustré), soit un circuit RL (paramétrage non illustré).
On comprendra que chaque composant Cj du module de traitement MT est soudé à une borne de l'une au moins des deuxièmes liaisons électriques L2 et qu'un composant Cj (ici C2) de ce module de traitement MT est soudé à une borne de l'une des deuxièmes liaisons électriques L2 et à une borne d'une troisième liaison électrique L3.
On notera également que les deuxième(s) L2 et troisième(s) L3 liaisons électriques peuvent être des circuits imprimés, bien que cela ne soit pas obligatoire.
On notera également que les moyens de commande MC peuvent faire partie de la carte électronique CE, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, ils pourraient être installés dans un calculateur, ou bien comprendre un calculateur, installé dans le système considéré et couplé à la carte électronique CE. Par conséquent, les moyens de commande MC peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou « software ») ou bien d'une combinaison de circuits ou composants électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.
On a schématiquement illustré sur la figure 4 un diagramme d'évolution du niveau d'émission (en dB) d'un courant parasite en fonction de la fréquence (en Hz). Trois courbes d à c3 sont présentes dans ce diagramme. La première courbe d correspond à un dispositif électronique de l'art antérieur, c'est-à-dire dépourvu de module de traitement MT. La deuxième courbe c2 correspond à un dispositif électronique DE, selon l'invention, comprenant (et utilisant) un module de traitement MT comportant un composant inductif C1 et un composant capacitif C3 montés en série et définissant un circuit LC. La troisième courbe c3 correspond à un dispositif électronique DE, selon l'invention, comprenant (et utilisant) un module de traitement MT comportant uniquement un composant résistif C2, ou bien un composant résistif C2 et un composant capacitif C3 montés en série et définissant un circuit RC.
En comparant les première c1 et deuxième c2 courbes on observe que la fréquence de résonance du courant parasite, initialement contenue dans la bande de fréquences à protéger bpk (voir c1 ), est décalée vers la droite en dehors de cette dernière (bpk) grâce à l'utilisation d'un module de traitement MT définissant un circuit LC (voir c2), pour la configuration considérée du système.
De même, en comparant les première c1 et troisième c3 courbes on observe que la fréquence de résonance du courant parasite, initialement contenue dans la bande de fréquences à protéger bpk (voir c1 ), est à la fois légèrement décalée vers la droite de cette dernière (bpk) et fortement atténuée grâce à l'utilisation d'un module de traitement MT comprenant un composant résistif C2 ou définissant un circuit RC (voir c3), pour la configuration considérée du système.
L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels :
- la possibilité de remédier à une non-conformité pénalisant fortement au moins une fonction et découverte tardivement, alors même qu'il est trop tard pour modifier la carte électronique ou que la recherche et la mise en œuvre d'une solution palliative serait trop onéreuse et chronophage,
- la préservation de la qualité de réception radio sans utiliser des filtres coûteux. On ne supprime pas les courants parasites, mais on décale leur(s) fréquence(s) de résonance et/ou atténue leur intensité en fonction de la (chaque) bande de fréquences à protéger,
- elle offre une solution modulable et paramétrable de façon logicielle, en fonction des besoins à l'instant considéré,
- elle permet d'agir sur toute sorte de dispositif électronique (avec ou sans microcontrôleur), dès lors que les perturbations électromagnétiques résultent d'une boucle de masse qui rayonne,
la fourniture de leviers de mise au point lors des phases de validation des systèmes (comme par exemple des véhicules), afin d'obtenir la conformité électromagnétique initialement prévue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif électronique (DE) comprenant une carte électronique (CE) munie i) d'une zone principale (ZP) propre à être couplée à un élément (EM) définissant une masse de référence et à un équipement électrique (EE), via un câble électrique (CA) muni d'un blindage (BC) et dans lequel circule un courant parasite entrant en résonance à au moins une fréquence de résonance, et ii) d'une zone auxiliaire (ZA) contenant un plan de masse (PM) séparé et auquel est propre à être connecté ledit blindage (BC), caractérisé en ce que ladite carte électronique (CE) comprend en outre un module de traitement (MT) interconnectant entre elles lesdites zones principale (ZP) et auxiliaire (ZA) et paramétrable en fonction d'une commande de paramétrage reçue afin d'induire un décalage de ladite fréquence de résonance dans une bande de fréquences choisie parmi au moins deux bandes de fréquences prédéfinies et/ou une atténuation d'une intensité dudit courant parasite pour ladite fréquence de résonance choisie parmi au moins deux atténuations prédéfinies, et en ce qu'il comprend en outre des moyens de commande (MC) générant une commande de paramétrage associée à l'une desdites bandes de fréquences prédéfinies et/ou à l'une desdites atténuations prédéfinies en fonction d'au moins une bande de fréquences à protéger.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (MC) déterminent chaque commande de paramétrage adaptée à chaque bande de fréquences à protéger dans une table de correspondance établissant une correspondance entre lesdites bandes de fréquences à protéger, lesdites bandes de fréquences prédéfinies et/ou lesdites atténuations prédéfinies, et des commandes de paramétrage.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit module de traitement (MT) comporte au moins un composant résistif de résistance variable, ou au moins deux composants résistifs de résistances différentes et sélectionnâmes individuellement, ou un composant inductif d'inductance variable, ou au moins deux composants inductifs d'inductances différentes et sélectionnâmes individuellement, ou un premier groupe d'au moins deux composants (Cj) couplés entre eux et choisis parmi un composant résistif de résistance variable, un composant inductif d'inductance variable et un composant capacitif de capacité variable, ou un second groupe d'au moins quatre composants (Cj) d'au moins deux types différents, couplés entre eux et choisis parmi au moins deux composants résistifs de résistances différentes et sélectionnâmes individuellement, au moins deux composants inductifs d'inductances différentes et sélectionnâmes individuellement, et au moins deux composants capacitifs de capacités différentes et sélectionnâmes individuellement.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite zone auxiliaire (ZA) comprend une partie (PZ) intercalée entre ledit plan de masse (PM) et ladite zone principale (ZP) et comprenant au moins une liaison électrique (L2) définissant des bornes de connexion pour au moins un composant (Cj) dudit module de traitement (MT) ou pour une connexion audit plan de masse (PM) ou à un interrupteur commandé (11 ), et en ce que ladite carte électronique (CE) comprend au moins une autre liaison (L3) définissant une autre borne de connexion pour l'un desdits composants (Cj) dudit module de traitement (MT) et interconnectant ladite partie (PZ) à ladite zone principale (ZP) directement ou via un interrupteur commandé (12).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie (PZ) de la zone auxiliaire (ZA) comprend en outre au moins un autre interrupteur commandé couplé à au moins deux liaisons électriques (L2) afin de les interconnecter ou de ne pas les interconnecter selon ladite commande de paramétrage reçue.
6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdites liaisons électriques (L2, L3) sont des circuits imprimés.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite carte électronique (CE) est une carte à circuits imprimés.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (MC) font partie de ladite carte électronique (CE).
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il constitue un calculateur ou un récepteur d'ondes radioélectriques.
10. Véhicule comprenant un élément (EM) définissant une masse de référence et au moins un équipement électrique (EE) connecté à un câble électrique (CA) muni d'un blindage (BC) et dans lequel circule un courant parasite entrant en résonance à au moins une fréquence de résonance, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif électronique (DE) selon l'une des revendications précédentes, auquel est couplé ledit câble électrique (CA) et couplé audit élément (EM).
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