Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Une intégrité de signal contrôlée permet d'améliorer les caractéristiques de CEM de la carte électronique et par conséquent celles du produit qui englobe la carte. Quels sont les phénomènes physiques qui se manifestent, quels sont leurs impacts sur le fonctionnement des cartes, et quelles sont les solutions à disposition des ingénieurs leur permettant de maîtriser l'intégrité de signal et la CEM des cartes qu'ils conçoivent ? Cet article se veut un recueil des principaux thèmes que doit aborder l'ingénieur responsable de l'intégrité de signal et de la CEM des cartes électroniques.
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The two disciplines signal integrity and EMC are strongly linked. Well-controlled, managed signal integrity definitely improves EMC board characteristics and consequently those of the product containing the board. In this context, what are the physical phenomena that take place, what are their impacts on the board functions and what are the solutions for electronic board designers? This article presents a set of major topics that should be addressed by any designer responsible for the signal integrity and the EMC of electronic boards.
Auteur(s)
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Saverio LEROSE : Docteur en sciences des matériaux - Responsable ingénierie développement électronique - Thales Corporate Engineering, Vélizy, France
INTRODUCTION
Les produits et systèmes électroniques ayant des besoins en performance et en compacité toujours plus importants, cela pousse les concepteurs à recourir à l’électronique numérique, de plus en plus rapide et à la mixité plus grande avec l’électronique analogique et RF. Cette tendance conduit à l’émergence d’une nouvelle discipline dans la conception des cartes électroniques, l’Intégrité de Signal (IS) dont le but est de garantir la compatibilité entre les composants de la carte du point de vue de leur échange de signaux, en tenant compte des caractéristiques des circuits imprimés.
Par ailleurs, le fonctionnement de la carte peut être impacté par l’environnement électromagnétique ambiant et peut parfois conférer à la carte un caractère de source de rayonnement parasite. Cela fait que la Compatibilité ElectroMagnétique (CEM) d’une carte doit être prise en compte par le concepteur de cette carte qui doit non seulement respecter les exigences fonctionnelles mais aussi les exigences normalisées en termes d’émission et de susceptibilité électromagnétiques, ces dernières étant parfois soumises à une réglementation stricte comme par exemple le marquage CE en Europe (directive CEM).
Les deux disciplines, intégrité de signal et CEM, ne sont absolument pas disjointes et une forte adhérence naturelle les relie. Une intégrité de signal maîtrisée et contrôlée améliore inévitablement les caractéristiques de CEM de la carte et, par conséquent, celles du produit qui englobe cette carte.
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KEYWORDS
signal integrity | EMC at PCB level
DOI (Digital Object Identifier)
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Positionnement du problème6. Conclusion
Lintégrité de signal n’est pas une discipline récente. Dès le début de l’électronique numérique, les ingénieurs se sont heurtés aux problèmes de bruits de commutation et de phénomènes de lignes de transmission. Collatéralement les ingénieurs chargés de garantir la CEM des produits se sont également intéressés aux aspects liés aux rayonnements des cartes. Les spécialistes des deux disciplines sont peu nombreux, ce qui risque d’évoluer, car l’accroissement permanent du besoin en produits électroniques, fortement numériques, et la montée en fréquence font que l’intégrité de signal (incluant l’intégrité de puissance et la CEM) devient une discipline incontournable.
Son impact sur la conception de la carte est tel que la conception numérique doit intégrer des principes connus et utilisés dans le monde analogique et RF.
L’évolution vers des fréquences plus élevées, une densification et une mixité technologique plus fortes fait que le recours à des outils spécifiques d’analyse et de simulation s’impose aux ingénieurs qui développent les cartes électroniques.
Cet article s’est fixé pour ambition de poser la problématique de l’IS/IP et de la CEM des cartes et de donner aux jeunes ingénieurs qui en auront la charge un aperçu du domaine qu’ils ne manqueront pas d’approfondir pour traiter les cas concrets qui se présenteront à eux.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - NATIONAL SEMICONDUCTOR - Ttransmission lien rapide signer opération and applications guide - . Application note 905 (2000).
-
(2) - WALKER (C. S.) - Capacitance, Inductance and Crosstalk Analysis - . Artech House (1990).
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(3) - JOHNSON (H.) - High speed design, a handbook of black magic - . Prentice-Hall (1993).
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(4) - ARCHAMBEAULT (B. R.) - PCB design for real-world EMI control - . Kluwer Academic Publishers (2002).
-
(5) - MONTROSE (M. I.) - Printed circuit board design techniques for EMC compliance. - IEEE Press (1996).
-
(6) - GROVER (F.W.) - Inductance calculations - . Dover Publications, NY, 1946.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Electronique impulsionnelle
-
Bases de l’électromagnétisme
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Simulation électromagnétique – Outils de conception
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Méthodologie de design CEM – Couche équipement
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Décharges électrostatiques – Application à l’industrie électronique
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NORMES
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Produits pour cartes imprimées équipées – Données descriptives de fabrication et méthodologie de transfert – Partie 2-2 : Exigences intermédiaires pour la mise en œuvre de cartes imprimées – Description des données de fabrication - CEI 61182-2-2 - 2012
-
Cartes imprimées et cartes imprimées équipées – Conception et utilisation – Partie 1-2 : Prescriptions génériques – Impédance contrôlée - CEI 61188-1-2 - 1998
-
Circuits intégrés – Mesure des émissions électromagnétiques, 150 kHz à 1 GHz – Partie 2 : mesure des émissions rayonnées – Méthode de cellule TEM et cellule TEM à large bande - CEI 61967-2 - 2007
-
- CEI 61967-3 -
-
Automatisation de la conception – Bibliothèques – Partie 1 : spécifications des informations en entrée/sortie des circuits tampon (IBIS version 3.2) - CEI 62014-1 - 2001
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- CEI 62014-3 -
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...
ANNEXES
La CEM est soumise à une législation européenne à travers la directive CEM, intégrée à la directive du marquage CE qui réglemente l’introduction des produits sur le marché européen. La carte conçue pour être intégrée à un produit et qui n’est pas elle-même un produit mis en circulation sur le marché européen n’est pas soumise à l’obligation du marquage CE, et donc pas strictement soumise aux exigences de la directive CEM. Elle doit toutefois être conçue et fabriquée suivant les règles de l’art qui permettent d’assurer la conformité aux exigences essentielles de la CEM au niveau du produit qui la contient.
La directive marquage CE (Directive 93/68/EC) et la directive CEM (Directive 2004/108/EC) sont consultables sur le site officiel de l’Union européenne (rubrique « Législation de l’Union européenne ») http://europa.eu/.
HAUT DE PAGE
Fabricants de composants électroniques (non exhaustif)
Texas Instruments : http://www.ti.com
Linear Technology : http://www.linear.com
Intel : http://www.intel.com
Xilinx : http://www.xilinx.com
Altera : http://www.altera.com
Murata : http://www.murata.com
Éditeurs...
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