Règles pour le matériel de test et la réduction des émissions

À l'université, l'un de mes cours était si difficile que le professeur avait pour habitude de nous donner les questions de l'examen une semaine à l'avance. Cela n'empêchait pas de nombreux étudiants d'échouer alors qu'ils savaient très bien ce qu'il fallait étudier avant l'examen. Il en va de même pour l'analyse des émissions conduites pour la compatibilité électromagnétique (CEM). Les appareils doivent être testés pour savoir s'ils créent trop d'interférences dans le réseau via leur bloc d'alimentation. Autrement, la FCC (« Commission fédérale des communications ») croira que vous perturbez le réseau public d'alimentation électrique. Il n'est pas difficile de tester au préalable les appareils pour les interférences électromagnétiques qu'ils injectent dans la source d'alimentation via leur bloc d'alimentation. Cependant, beaucoup de produits échouent toujours quand vient le temps d'effectuer le contrôle final. Cet échec final peut vous faire perdre beaucoup de temps et d'argent. Mais, celui-ci peut être évité en vous préparant grâce à un matériel adapté et en réalisant des essais de conformité préalables. Il peut aussi être utile d'étudier la conception de votre circuit imprimé et son alimentation pour essayer d'éradiquer les problèmes de conduction à la source.

Avantage des essais de conformité préalables

À cette époque, nous avions également plusieurs cours dont les examens se faisaient à livre ouvert. Beaucoup d'étudiants n'étudiaient pas au préalable, car ils pensaient qu'ils ne pouvaient pas échouer si la consultation de leurs livres était autorisée. Ils avaient tort, et beaucoup d'entre eux ont échoué. Beaucoup de gens pensent à tort que la partie des émissions par conduction de la CEM est simple par rapport aux émissions par rayonnement, mais celles-ci entraînent autant d'échecs.

Si vous échouez aux tests finaux d'émissions par conduction. Vous devrez alors repasser ces tests, ce qui peut vous coûter des milliers de dollars. L'échec à un examen à l'université n'est pas chose enviable, mais une bourde lors de ces essais peut être considérée comme un échec dans un module universitaire complet. Le matériel permettant de réaliser des essais de conformité préalables est coûteux, mais pas autant que de devoir subir à nouveau des tests de certification. L'échec d'une évaluation de la CEM peut également retarder la mise sur le marché de votre produit. Si vous devez appliquer des correctifs importants, cela peut retarder considérablement votre projet. Il vaut mieux donc détecter les problèmes en amont lorsqu'ils sont relativement faciles à résoudre.

Et vous pensiez que les examens universitaires étaient difficiles.
 

Matériel de conformité préalable

Le matériel dont vous aurez besoin pour les émissions par conduction est relativement similaire à celui requis pour les émissions par rayonnement. Un kit de ce type vous coûtera plusieurs milliers de dollars.

• Analyseur de spectre (obligatoire)  : cet appareil est le pilier des essais de conformité préalables. Il vous permettra d'analyser toutes les interférences électromagnétiques qui sortent de votre carte. Avec un coût pouvant atteindre 1000 $, cet appareil représentera une grande part de votre budget.

• Logiciel (Obligatoire) : un examen à livre ouvert n'est pas utile si vous ne savez pas comment lire. C'est la même chose pour un analyseur de spectre sans logiciel. Certains analyseurs de spectre intègrent un logiciel. Si tel n'est pas le cas pour le vôtre, veuillez choisir un analyseur compatible avec des programmes gratuits.

• RSIL (Réseau de stabilisation d'impédance de ligne) -LISN : cet appareil est utile pour les émissions par conduction, alors qu'il ne l'est pas pour les émissions rayonnées. Un RSIL isole votre appareil des perturbations pouvant déjà exister sur le réseau d'alimentation et stabilise l'impédance de sorte que votre analyseur de spectre puisse fonctionner avec précision. Si vous voulez que vos essais soient vraiment précis, nous vous conseillons d'utiliser deux de ces appareils.

• Préamplificateur (facultatif)  : un préamplificateur décuplera tous les signaux provenant de votre appareil afin de les rendre plus faciles à lire. Ce n'est pas forcément obligatoire, mais cela peut être une bonne idée.

Une mise à la masse et un routage soignés vous permettront d'éviter les interférences électromagnétiques par conduction.

Problèmes possibles

Maintenant que vous avez tout votre matériel, le temps est venu de tester votre produit. Si tout se passe bien, vous risquez de m'en vouloir de vous avoir incité à réaliser des essais de conformité préalables. Mais, c'est tout aussi bien ainsi. En revanche, si un problème se produit, il est probable que la cause se trouve dans votre source d'alimentation ou votre circuit imprimé. Par exemple, les phénomènes de diaphonie et les boucles de terre peuvent amplifier les interférences dans votre circuit, qui peuvent ensuite être reconduites via votre bloc d'alimentation.

Bien que votre bloc d'alimentation puisse déjà être conforme aux normes, la réalité peut être bien différente. Un bloc spécifique peut avoir été fabriqué dans un mauvais lot. Les blocs d'alimentation sont également parfois uniquement testés pour le courant continu, et les interférences du courant alternatif provenant de votre circuit peuvent nuire à leur conformité. Quelle que soit la raison, si votre bloc d'alimentation n'est pas conforme, il est fort probable que votre appareil ne le sera pas non plus. Les essais de conformité préalables peuvent vous aider à savoir si vous avez choisi le bon type d'alimentation ou si vous devez effectuer des modifications avant de finaliser vos conceptions.

Le phénomène de diaphonie se produit lorsque les signaux de votre carte sont dirigés dans la mauvaise direction. La diaphonie peut avoir plusieurs causes, notamment : des signaux AC/DC mixtes, un mauvais routage des paires différentielles et un mauvais routage à haute vitesse. De façon générale, nous vous conseillons de garder les signaux à interférence aussi éloignés que possible des autres circuits. Nous vous conseillons également d'utiliser des pistes aussi courtes que possible afin de les empêcher d'émettre des interférences électromagnétiques comme les antennes.

Les plans de masse et d'alimentation peuvent aussi être des sources de problèmes pour votre circuit imprimé. En général, ces plans permettent d'atténuer les interférences électromagnétiques. Mais, si vous créez des boucles de masse ou d'alimentation dans ces plans, vous risquez de créer des problèmes. Pour éviter cela, vous devez concevoir vos plans de masse avec précaution.

Vous devez toujours essayer de passer les tests de certification CEM la première fois. La répétition de ces évaluations vous coûtera du temps et de l'argent, et celles-ci peuvent être facilement évitées. Pour ce faire, il vous suffit d'effectuer les tests vous-même et d'identifier les problèmes dès le début. Mieux encore, vous pouvez prévenir davantage les problèmes en concevant un circuit imprimé pour la réduction des interférences électromagnétiques. Essayez de réduire la diaphonie et d'éliminer les boucles de masse afin que votre circuit passe le test initial.

C'est bien beau toute cette théorie sur conception des circuits imprimés pour la CEM, mais dans la pratique les choses peuvent être différentes. D'excellents logiciels de conception de circuits imprimés comme CircuitStudio peuvent vous aider à mettre en pratique tous ces principes. Ce logiciel intègre notamment un grand nombre d'outils avancés qui feront de votre travail un véritable jeu d'enfant.

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