Filtres EMI-RFI

Filtre à trois sections composé de deux inductances connectées en série entre les bornes d'entrée et de sortie, avec un condensateur de traversée entre elles de la ligne à la masse. Le filtre en T est généralement symétrique (éléments inductifs identiques), mais les circonstances justifient parfois l'utilisation de circuits asymétriques. Un filtre en T a des caractéristiques d'atténuation qui augmentent de 60 dB depuis sa fréquence de coupure jusqu'à la fréquence où il présente une atténuation minimale de 60 dB.

Les filtres en T sont le choix idéal lorsque les impédances d'entrée et de sortie sont faibles.

Deux éléments : un condensateur de traversée de la ligne à la masse et une inductance connectée en série entre les bornes d'entrée et de sortie.

L'élément capacitif peut être placé du côté de la ligne ou de la charge du filtre, ce qui en fait une entrée capacitive ou inductive. Son atténuation augmente de 40 dB par décade depuis sa fréquence de coupure jusqu'à la fréquence où il présente une atténuation minimale de 70 dB. Il maintient ce niveau à des fréquences plus élevées. Ils sont communément appelés filtres L :

• L1 indique que l'élément inductif se trouve à l'extrémité avec le col de montage fileté.
• L2 indique que l'élément capacitif se trouve à l'extrémité avec le col de montage fileté. Les filtres en L seulement ou LL sont utilisés lorsque la différence entre l'impédance de la ligne et celle de la charge est importante.

Il est préférable de placer l'élément inductif face à l'impédance la plus faible.

Il est constitué d'un seul élément : un condensateur de la ligne à la masse, avec un fil traversant reliant l'entrée à la sortie. Il présente des caractéristiques d'atténuation qui augmentent de 20 dB par décennie depuis sa fréquence de coupure jusqu'à la fréquence où il présente une atténuation minimale de 60 dB. Il conserve cette atténuation à des fréquences plus élevées. Un filtre à condensateur de traversée est généralement le meilleur choix pour filtrer les lignes qui présentent une impédance très élevée. Dans ce site web, un condensateur de traversée sera appelé filtre C.

Les filtres C uniquement sont le meilleur choix pour les lignes à très haute impédance.

Filtre à trois sections composé de deux condensateurs de traversée à la masse et d'une inductance en série entre eux. Le filtre Pi est généralement symétrique, comme tous les filtres Pi de ce catalogue, mais les circonstances justifient parfois l'utilisation de circuits Pi asymétriques. Un filtre Pi a des caractéristiques d'atténuation qui augmentent de 60 dB par décennie depuis sa fréquence de coupure jusqu'à la fréquence où il présente une atténuation minimale de 80 dB. Il maintient ce niveau à des fréquences plus élevées.

Les filtres Pi-Only sont le choix idéal lorsque des niveaux élevés d'atténuation sont nécessaires et que les impédances d'entrée et de sortie sont similaires.

Les filtres antiparasites agissent en général par désadaptation d’impédance dans une gamme de fréquences données.
 

L’affaiblissement d’insertion d’un filtre, dans un circuit d’alimentation ou de transmission, est défini comme le rapport des tensions apparaissant
aux bornes de la ligne immédiatement après le point d’insertion, avant et après insertion.

Différentes normes définissent les conditions de mesure d’atténuation asymétrique (mode commun) ou symétrique (mode différentiel), sur circuit à vide ou en charge.

On peut citer :

• Norme GAM T 21
• Norme MIL STD 220 C
• Norme CISPR

Les performances d’affaiblissement d’insertion sont généralement indiquées, mesurées suivant normes GAM T 21 ou MIL STD 220 C à vide sous impédance de 50. Cette mesure permet de vérifier la conformité de lot de fabrication et de comparer certains filtres.

L’efficacité réelle d’un filtre sur un matériel ne peut être obtenue que par des mesures de niveau de perturbation tenant compte des impédances
de source et d’utilisation.

Pour des filtres de SIGNAUX ou transmissions de données généralement définis en impédances adaptées, l’affaiblissement dans la bande passante est mesuré suivant la norme MIL 18327 E.

Plusieurs types de solutions filtrantes sont proposées à l’instar des cellules C, L, Pi et T. En lien avec des performances recherchées, 14 spécifications ont été conçues d’un filtre de diamètre 30 à 100. Plusieurs variantes sont disponibles pour configurer les composants internes, le boitier (or, acier, Kovar), le filetage, l’obturation et les terminaisons.

Ces produits ont été créés pour être montés sur un PCB. Ils sont clairement basés sur la même construction que les filtres tubulaires de traversée mais avec un boîtier rectangulaire relié à la masse. 4 spécifications sont proposées dans le spatial (les cellules C, L, Pi et T avec un diamètre 35).

La valeur ajoutée d’Exxelia est de pouvoir répondre à chaque exigence client grâce à son service mécanique de précision pour optimiser l’implémentation de filtres de traversée multivoies.

Exxelia fabrique des filtres EMI miniatures à base de condensateurs céramiques et parfois d’inductances ferrite dans le but d’empêcher des
perturbations générées par un appareil ou alors protéger des applications sensibles contre ces interférences.
Les filtres Exxelia sont réputés pour leur fiabilité, robustesse et performance. De plus, ils atteignent les exigences ESCC et sont référencés dans l’ESA EPPL depuis des années.

Le montage est déterminant pour garantir les performances du filtre.
 

Nous conseillons de toujours privilégier le montage en traversée de paroi qui permet d’éviter le couplage en haute fréquence entre les câbles d’entrée et de sortie.

La surface d’assise sur laquelle repose le filtre doit être conductrice, décapée, munie d’un revêtement conducteur qui fait partie de la masse de référence du matériel.
Aucune contrainte ne doit être exercée sur les corps des filtres tubulaires ou sur les connexions en cuivre ou laiton. Les couples de serrage des fixations et raccordements doivent être respectés.

À éviter :

• Bouclage des câbles entrée-sortie.
• Cheminement contigu des câbles énergie et des câbles bas niveau.
• Mauvais sens de montage pour les structures en L.
• Tresse de mise à la masse trop longue.

La fonction d’un filtre antiparasites est de réduire le niveau des perturbations à une valeur admissible pour le respect de différentes normes, ou diminuer la sensibilité d’un matériel (susceptibilité) dans un spectre de fréquence déterminé.

Pour certaines applications (IEMN - Foudre), une protection contre les surtensions est intégrée ou associée au filtre.

Les filtres antiparasites sont du type “passe-bas” non adaptés, sauf applications particulières pour des circuits téléphoniques, ou de transmission de données où ils peuvent être adaptés en impédance de 50, 75, 100,120 ou 600 Ohms dans leur bande passante.
Ces filtres agissent par désadaptation d’impédance dans la gamme de fréquences pour laquelle on souhaite leur efficacité appelée “affaiblissement d’insertion”.

Le choix de la structure d’un filtre doit donc s’effectuer en tenant compte des impédances de source et de charge supposées, dans la gamme de fréquences pour laquelle on veut réduire le niveau des perturbations

En complément des produits, Exxelia propose des gammes de filtres et protections CEM pour des applications telles que :

• filtres EMI/RFI pour fortes puissances,
• filtres pour servitude et signaux faibles,
• filtres TEMPEST pour la sécurisation des communications,
• protection IEMN-HA pour la sauvegarde de l’électronique contre les effets d’une explosion nucléaire à haute altitude.