Conception CEM des équipements (module 1)

Objectifs

Les objectifs de la formation Conception CEM des équipements (module 1) :

A l’issue de cette formation, le stagiaire aura approfondi des solutions concrètes de protections CEM et d’intégrité de signal des entrées/sorties avec les câbles associés et de certaines fonctions internes au niveau des cartes et systèmes électroniques. Le stage permettra d’enrichir la connaissance du comportement CEM des composants et des recommandations des routages associés.

Le but de cette formation est de :

• Apprendre à identifier et solutionner les problèmes potentiels en analogique, numérique et circuits de commutation


• Etre capable d'analyser et de maîtriser les mécanismes de couplages


• Pouvoir concevoir et mettre en oeuvre les remèdes en conduction et rayonnement


• Pouvoir appréhender les besoins et mettre en oeuvre les solutions de blindage

Programme

1/ Introduction
• Méthode d’analyse de la CEM
• Mode commun et mode différentiel
• Utilisation des décibels
• Conversion temps - fréquence


2/ Réglementation et tests CEM
• Directive européenne
• Normes harmonisées
• DO160 / MIL STD
• Émission conduite & rayonnée
• Immunité conduite & rayonnée
• Plan qualification CEM


3/ CEM des composants actifs
• Rapport signal / bruit
• Bande passante et vitesse de balayage
• Impédance et courant de sortie
• Détection d’enveloppe
• Marge de bruit statique et dynamique
• Forme d’onde et fréquence équivalente
• Surconsommation de transition


4/ Circuits de commutation
• MD et MC d’une alimentation à découpage
• Calcul et filtrage du mode commun
• Calcul et filtrage du mode différentiel
• Mode Commun entrée à sortie


5/ Couplage par impédance commune
• Principe du couplage par impédance commune
• Impédance d’un plan de cuivre
• Impédance des pistes et des fils
• Alimentation en étoile
• Comparaison analogique / numérique
• Plans de masse et d’alimentation
• Solution optimale des couches de CIP


6/ Couplage carte à châssis
• Couplage capacitif carte à châssis
• Capacité entre carte et masse
• Capacité d’une piste
• Écran électrostatique et anneau de garde
• Exemple de tracé
• Masse mécanique / masse électrique
• Raccordement du 0 V au châssis


7/ Couplage par diaphonie
• Capacité linéique piste à piste et fil à fil
• Couplage inductif fil à fil
• Exemple de diaphonie piste à piste
• Diaphonie des câbles plats
• Réduction de la diaphonie par plan de masse


8/ Couplage champ à boucle
• Calcul de la tension de boucle
• Exemple de susceptibilité
• Cas du champ magnétique
• Torsade des conducteurs


9/ Couplage champ à fil
• Antennes fouet et dipôle
• Calcul du courant induit
• Réduction du champ par plan de masse


10/ Rayonnement de mode différentiel
• Spectre d’un train trapézoïdal
• Rayonnement d’une petite boucle
• Exemple de rayonnement d’une horloge
• Réduction des surfaces de boucles
• Réduction du rayonnement de M.D


11/ Rayonnement de mode commun
• Rayonnement d’un petit fouet
• Origines du courant de mode commun
• Spectre rayonné en mode commun
• Alerte avant la mesure du rayonnement
• Réduction du rayonnement de M.C.


12/ Protections en conduction
• Méthodes de protection BF
• Liaisons non symétriques ou différentielles
• Isolement galvanique
• Éclateurs, varistances, transzorb
• Méthodes de protection HF
• Choix de la structure d’un filtre
• Les 3 règles de montage des filtres secteur
• Filtrage des entrées à bas-niveaux
• Les tores de ferrite, choix du nombre de spires


13/ Câbles blindés
• Câbles blindés et coaxiaux
• Impédance de transfert
• Effet réducteur d’une paire blindée
• Ou raccorder un câble blindé
• Mise en œuvre des câbles blindés


14/ Blindage
• Champ proche / champ lointain
• Pertes par réflexion et par absorption
• Efficacité de blindage
• Choix du matériau de blindage
• Nécessité des ouvertures
• Ouverture dans un blindage
• Couples électrochimiques
• Joints conducteurs et doigts ressorts
• Métallisation des plastiques


15/ Revue de conception
• Accompagnement CEM d’un projet
• Maîtrise des choix initiaux
• Les revues CEM