FORMATION : Conception CEM des équipements électroniques : du PCB au système

OBJECTIFS

Comprendre les perturbations CEM qui sont possibles sur les cartes électroniques analogiques et numériques (dont les logiques rapides) et à découpage. Elles sont analysées et leurs remèdes discutés. Les règles de bonne conception sont méthodiquement étudiées.
Ce stage permettra d’optimiser l’implantation et le tracé des cartes. Enfin, les règles de blindage, de filtrage, de câblage, d’interconnexion et de mise à la masse sont clairement exposées.

PROGRAMME sur 2,5 jours

Définitions
• Un peu d’histoire…
• La CEM est un objectif fonctionnel
• Méthode d’analyse de la CEM
• Mode commun / Mode différentiel
• Table de conversion en décibels
• Conversion temps – fréquence
• Propagation des champs électromagnétiques
• Rayonnement du doublet de Hertz
• Rayonnement d’un doublet magnétique
• Champ proche / champ lointain
• Réciprocité des couplages

Réglementation européenne
• Eléments d’une directive
• Conformité aux exigences essentielles
• Normes harmonisées
• Interprétation du JOUE
• Eléments de la déclaration de conformité
• Exemple de déclaration de conformité
• Documentation technique
• Notice technique
• Marquage CE
• Directive européenne CEM – Exigences essentielles
• Directive européenne CEM – Domaine d’application
• Directive européenne CEM – Classification
• Directive européenne CEM – Procédure d’évaluation
• Directive européenne CEM – Normes harmonisées
• Exemple de norme CEM – Définition des tests

Directive 2014/53/UE : Domaine d’application
• Directive 2014/53/UE : Exigences essentielles
• Directive 2014/53/UE : Evaluation de la conformité
• Directive 2014/53/UE : Documentation technique
• Directive 2014/53/UE : Déclaration de conformité

Circuits actifs
• Détection d’enveloppe
• Caractérisation de l’étage d’entrée d’un ampli OP
• Détection d’enveloppe des amplificateurs
• Impédance de sortie d’ampli op.
• Courant de sortie
• Caractérisation de l’étage de sortie d’un ampli OP
• Marge de bruit en tension
• Marges statiques des logiques courantes
• Forme d’onde des logiques courantes
• Surconsommation de transition
• Résumé des problèmes numériques

Circuits de Commutation
• Convertisseurs statiques
• Mode commun d’une alimentation à découpage
• Filtrage du mode commun
• Mode commun d’entrée à sortie
• Les 3 cas de mode commun entrée à sortie
• Réduction du Mode Commun Entrée à Sortie
• Mode différentiel d’alimentation à découpage
• Filtrage du mode différentiel
• Filtre de mode commun + différentiel
• Réduction de la surface des boucles
• Résumé des problèmes de découpage

Impédance Commune
• Couplage par impédance commune sur une carte
• Couplage par impédance commune dans un câble
• Impédance d’un plan de masse
• Calcul de l’impédance par maille
• Impédance d’un plan de cuivre
• Fente dans un plan de masse
• Impédance des conducteurs
• Impédance des pistes et conducteurs en HF
• Intérêt et risques du câblage en étoile
• Chaînage des masses en analogique
• Comparaison analogique / numérique
• Calcul du bruit d’alimentation
• Impédance des condensateurs non polarisés
• Principe de découplage
• Cartes mixtes analogiques / numériques
• Carte mixte : placement et alimentations
• Répartition optimale des couches de CIP
• Impédances « cachées » d’un connecteur
• Résumé des problèmes d’impédance commune

Couplage carte à châssis
• Couplage capacitif carte à châssis
• Capacité totale entre carte et plan de masse
• Effet de masque par proximité
• Capacité d’une piste isolée
• Masse mécanique / masse électrique
• Raccordement du 0V au châssis
• Utilisation d’écrans électrostatiques
• Résumé des problèmes « d’effets de main »

Couplage piste à piste
• Diaphonie capacitive et Diaphonie inductive sur CIP
• Diaphonie entre deux circuits
• Diaphonie capacitive piste à piste
• Diaphonie inductive piste à piste
• Capacité totale C12 entre paires
• Inductance mutuelle totale M12 entre paires
• Réduction de la diaphonie par plan de masse
• Résumé des problèmes de diaphonie

Couplage champ à système
• Tension de boucle
• Calcul de la tension de boucle
• Torsade des conducteurs
• Courant d’antenne
• Réduction du champ par plan de masse
• Résumé des problèmes champ à fil

Rayonnement des électroniques
• Spectre d’un train trapézoïdal
• Rayonnement d’une petite boucle
• Spectre rayonné en mode différentiel
• Pourquoi se méfier des horloges ?
• Surfaces rayonnantes
• Réduction du rayonnement à la source
• Rayonnement d’un petit fouet
• Origines du courant de mode commun
• Spectre rayonné en mode commun
• Rayonnement carte / Fond de panier
• Techniques de réduction du rayonnement M.C.
• Résumé des problèmes de rayonnement de M.C.

Lignes en impulsion
• Qu’est-ce qu’une logique rapide ?
• Qu’est-ce qu’une ligne de transmission ?
• Paramètres linéiques
• Impédance caractéristique
• Propagation dans une ligne sans perte
• Lignes en impulsion : réflexion des fronts
• Forme des signaux
• Désadaptation de la charge - Adaptation du générateur
• Topologies des lignes
• Quand doit-on adapter une ligne ?
• Désadaptation d’une ligne
• Résumé des problèmes de lignes

Protection en conduction
• Parasurtensions
• Dimensionnement d’une varistance
• Dimensionnement d’un Transzorb
• Les 3 méthodes de protection en MC HF
• Différentes structures de filtres
• Les 3 règles de montage des filtres secteur
• Implantation et routage des filtres
• Selfs de mode commun
• Impédance de tores de ferrite
• Impédance en fonction du nombre de spires

Câbles blindés
• Câbles blindés et coaxiaux
• Impédance de transfert : définition
• Zt des câbles courants
• Principe de l’effet réducteur
• Relation entre Zt et effet réducteur
• Terminaison des blindages
• Raccordement des connecteurs blindés
• Effet réducteur d’une paire blindée
• Raccordement des écrans de câbles blindés
• Résumé des problèmes de câbles blindés

Blindage
• Mode de fonctionnement d’un écran
• Réflexion
• Impédance de barrière
• Absorption
• Effet de peau
• Efficacité de blindage
• Nécessité des ouvertures
• Fente dans un blindage
• Quelques joints conducteurs
• Blindage des plastiques par métallisation
• Etapes de mise au point d’un blindage

Conclusion
• Résumé des problèmes de CEM
• Acronymes en CEM
• Bibliographie CEM française
• Quelques sites Internet intéressants

INFORMATIONS PRATIQUES

Prérequis : Notions de base en électricité et en électronique. Aucune connaissance de base en compatibilité électromagnétique et en mathématique n’est indispensable.

Personnes concernées : Ce stage intensif s’adresse à tous les implanteurs de circuits imprimés et à tous les utilisateurs de C.A.O. et aux techniciens et ingénieurs en charge de la conception et/ou de l’installation d’un système électronique.

Date et lieu :
 Du 23 au 24 juin 2020 - de 09h00 à 12h30 et de 13h30 à 17h00
 Du 25 juin de 09h00 à 12h30
 FORMATION A DISTANCE

Prix : 1 200 €HT
Pour les adhérents CAP’TRONIC 950 €HT.
Remarque : Cette formation est éligible au financement par votre Opérateur de Compétences (OPCO) hors CPF.