Université Abdelmalek Essaâdi Ecole Nationale des Sciences Appliquées -Tanger MSCEE1 Année universitaire 2019-2020 LMOH Anass , TAYEBI Hamza , Ait Dahmad Hayat, Abdelkarim Dehbi Filiére : MSC2E1 TP6 : Etudes CEM-Exemple 1 Introduction : La compatibilité électromagnétique ou CEM (en anglais, electromagnetic compatibility ou EMC) est l'aptitude d'un appareil ou d'un système électrique, ou électronique, à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante, sans produire lui-même des perturbations électromagnétiques gênantes pour tout ce qui se trouve dans cet environnement. 1 Plusieurs paramètres se mette enjeu à fin d’établir un routage compatible et qui ne génère pas des problèmes dans le circuit Dans cette exemple on va discuter trois majeurs problèmes qui engendre chaque routage et qu’il faut les respecter afin d’avoir une compatibilité EM , qui sont : • Existence des circuit haut vitesse entre des connecteur extérieure. • Le problème de découplage. • Les longues pistes de connections. • Le chemin de retour du signal acoustique I. Présentation du circuit étudié La figure suivante montre le circuit qu’on va traiter sa compatibilité électromagnétique : Figure 1 Circuit étudié dans l'exemple 1. 1 Definition d’après Wikepedia. • Le circuit est constitué de 3 connecteurs extérieure, un pour l’alimentation, l’autre pour une entrée acoustique et le dernier la sortie numérique. • Des composants qui fonctionne à 64 MHz (haute vitesse de fonctionnement). • Des capacités dites de découplage. II. Problèmes liés à la CEM dans le circuit 1. Circuit à haute vitesse qui se trouve entre les connecteurs extérieurs Comme illustre la figure 1, il y a des connecteur dans les 2 côtés de la carte et entre eux on trouve deux composants qui fonctionnent à 64 MHz, l’existence de ses composants haute vitesses génère une différence de potentiel entre les connecteurs. En effet la règle dit que si les circuits entre les connecteurs à des courants d’ordre de mA qui fonctionnent à des fréquences de quelque MHz, ça produit une différence de potentiel de quelques mV. Cette différence de potentiel permet aux câbles liés au connecteur de créer des radiations inattendues. Solution La solution possible pour le problème de composants entre connecteurs c’est de placer les composants dans un seul côté, ce qui permet de facilement maintenir le même potentiel de référence, ceci est très important pour la carte de hautes fréquences, la solution est faite dans la figure 2 , changer l’emplacement des connecteur et les mettre dans un seul côté, et aussi l’emplacement des composants à haute vitesse. Figure 2 Déplacement des connecteurs pour résoudre le premier problème. Remarque Quelques designs nécessitent la présence des connecteurs dans plusieurs côtés, dans ce cas on évite de mettre les composants haute fréquence entre les connecteurs. si c’est inévitable de placer les composants entre les connecteurs, un boîtier métallique et un filtrage à la masse du châssis sont généralement nécessaires pour empêcher la carte d'être en mesure de conduire des courants mode commun sur les câbles connectés. 2. Problème de découplage La présence des capacités de découplage dans les sorties des circuits est évidente, ils luttent contre les fluctuations du signal entre le Vcc et le GND ce qui affecte la bonne opération du composant et qui peu aussi générer les radiations. La figure ci-dessous illustre l’intérêt de l’ajout d’un condensateur de découplage, le signal bleu représente le signal d’entrée sans condensateur de découplage, la fluctuation inattendue peut générer un problème au niveau di circuit, alors que li signal rouge représente l’allure après l’ajout du condensateur de découplage. Figure 3 Comparaison entre la présence et l'absence du Cap de découplage. Solution La solution pour éviter les fluctuations, c’est d’ajouter des condensateurs de découplage dans les broches de d’alimentation cela garantie la stabilité et le bon fonctionnement du circuit, la chose importante c’est le choix de la valeur du condensateur de découplage qui est généralement en fonction du courant et de la fréquence du fonctionnement, et aussi de les mettre le plus proche possible de la broche du composant pour éviter la résistance due aux pistes des connections La figure ci-dessous montre l’ajout des condensateurs de découplage dans les différentes broches d’alimentation du circuit. 3. Pistes de retour du signal acoustique Revenons à la figure 1, le signal acoustique partage la même masse ( GND ) avec les signaux numérique de la carte, l et le chemin de retour du courant dépends alors de l’impédance de la piste, ce retour du courant pour les basses fréquences peut générer des problèmes de diaphonie du au couplage à impédance commune. La règle dit que les signaux basse fréquences ne doivent pas partager la même piste de retour que si on peut tolérer -60 dB de diaphonie, il faut alors créer une piste de retour pour le courant du signal acoustique pour assurer que ce dernier prend la piste de retour au lieu du plan de masse. Synthèse des solutions de compatibilité CEM . Après le traitement et l’étude des problèmes et les solutions apportées, on finalise le schéma compatible de la carte. • On a pu déplacer les connecteurs à un seul côté et d’éviter des mètres entourés par les composants à haute fréquence ce qui peut créer une différence de potentiel dans les connecteurs • L’ajout des condensateurs de découplage pour stabiliser la tension dans les broches d’alimentation. • Eviter les longues pistes qui génère des impédances inattendues dans le circuit. • Problème de la piste de retour du signal acoustique
