Présentation
Auteur(s)
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Étienne SICARD : Professeur, INSA de Toulouse
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Frédéric LAFON : Senior Expert CEM - Responsable de l'activité d'expertise CEM à VALEO
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article, reprenant et mettant à jour les éléments publiés dans [E 2 475], comprend un approfondissement des notions de sources de bruit et de leur modélisation introduites dans [E 1 302]. L'évolution des technologies de fabrication vers les dimensions nanométriques est détaillée au paragraphe 1 du point de vue de différentes grandeurs physiques et électriques en lien direct avec la compatibilité électromagnétique (CEM) des composants. Nous dressons au paragraphe 2 un état de l'art des méthodes de mesure normalisées applicables aux composants, ainsi que des propositions de normes en matière de modélisation de l'émission et de l'immunité des circuits intégrés. Pour illustrer les aspects modélisation et simulation, nous détaillons aux paragraphes 3 et 4 des cas d'étude concernant l'émission conduite d'un microcontrôleur, l'émission rayonnée d'un amplificateur intégré, ainsi que l'immunité conduite d'un transistor discret et d'un régulateur de tension. L'étude de la susceptibilité présente aussi les notions de comportement « in-band », « out-band » et décrit les différents mécanismes de dégradation de comportement.
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- Version courante de mai 2016 par Frédéric LAFON
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2. Méthodes de mesure normalisées
Nous passons en revue dans ce paragraphe les différentes normes existantes ou en cours de standardisation traitant spécifiquement des mesures de compatibilité électromagnétique au niveau des composants. Ces normes résultent d'une demande de la part des utilisateurs de circuits intégrés (CI) de disposer de méthodes de caractérisation fiables et reproductibles, peu coûteuses de mise en œuvre, permettant de comparer les performances des composants selon différents fournisseurs, mais aussi de prédire les performances CEM à des niveaux plus élevés : circuit imprimé, sous-système voire système. Les fabricants de circuits intégrés mettent à la disposition des clients les résultats de mesure CEM utilisant les méthodes normalisées. L'IEC conduit quatre projets principaux listés ci-dessous :
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IEC 61967 : Méthodes de mesure de l'émission des composants ;
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IEC 62132 : Méthodes de mesure de la susceptibilité des composants ;
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IEC 62215 : Méthodes de mesure de la susceptibilité aux phénomènes transitoires ;
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IEC 62433 : Méthodes de modélisation CEM des composants.
2.1 Standards existants
Le tableau 4 dresse un état en 2011 des différents standards existants ou propositions de standard. On note des modifications importantes par rapport aux données publiées dans [E 2 475] en 2004, avec une augmentation significative du nombre de méthodes, l'ajout d'une nouvelle série de normes sur l'immunité aux phénomènes transitoires, et enfin l'abandon du projet initial IEC 62014 au profit d'un projet plus ambitieux et mieux structuré IEC 62433 abordant les différents aspects de la modélisation. L'ensemble des méthodes de mesure est utilisable jusqu'à 1 GHz. En émission, les méthodes les plus communes sont la cellule TEM et la méthode 1 Ω/150 Ω. En immunité, on retrouve principalement les méthodes BCI et DPI. Les approches par scan sont aussi très utilisées pour de l'investigation de « points chauds ».
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Méthodes de mesure normalisées
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SICARD (E.), BOYER (A.) - IC-EMC User's manual version 2.5. - ISBN 978-2-87649-056-7 INSA de Toulouse, France (2011).
-
(2) - BOYER (A.), BEN DHIA (S.), SICARD (E.) - Characterization of the electromagnetic susceptibility of integrated circuits using a near field scan. - Electronics Letters, the IEE society, vol. 43, Issue 1, p. 15-16 (2007).
-
(3) - LAFON (F.) - Développement de techniques et de méthodologies pour la prise en compte des contraintes CEM dans la conception d'équipements du domaine automobile. Étude de l'immunité du composant à l'équipement. - Mémoire de thèse de l'INSA, Rennes (2011).
-
(4) - BEN DHIA (S.), RAMDANI (M.), SICARD (E.) - EMC of Ics : techniques for low emission and susceptibility. - Springer, ISBN : 0-387-26600-3, USA (2006).
-
(5) - NDOYE (A.C.), SICARD (E.), LAFON (F.) - Méthodologie prédictive de l'immunité conduite d'un circuit intégré non linéaire. - Colloque CEM2010, Limoges (2010).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
INSA Toulouse, octobre 2011, IC-EMC (version pour Windows XP, 7), 135 Av. de Rangueil, 31077 Toulouse, France, logiciel en téléchargement libre sur http://www.ic-emc.org
Sigrity, Campbell, Californie, USA, Logiciel PowerSI, version 10, 2010 (version pour Windows XP), plus d'information sur http://www.sigrity.com
HAUT DE PAGE
Site de l'IEC (International Électrotechnical Commission) : http://www.iec.ch
On y trouve des spécifications des différentes normes modélisation composants (projet IEC 62433), méthodes de mesure en émission (IEC 61967) et immunité (IEC 62132). Voir détails dans la rubrique « Normes et standards » ci-après.
Site de l'ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors), version 2009 http://www.itrs.net
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Le workshop international EMC Compo a lieu tous les deux ans. Le workshop s'est tenu en novembre 2011 à Dubrovnik ...
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