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RÉSUMÉ
Cet article a pour objectif de rappeler et de fournir les fondamentaux théoriques et pratiques sur la compatibilité électromagnétique (CEM). Sont ainsi abordées les définitions et les descriptions des principales interactions électromagnétiques, depuis les interactions conduites, de champ proche, aux interactions rayonnées en champ lointain. Les mécanismes fondamentaux à la base des interactions entre des particules chargées et des composants, ainsi que les mécanismes de base qui permettent de comprendre les bruits engendrés par les circuits électroniques numériques de grandes tailles, sont détaillés.
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Olivier MAURICE : Directeur de la recherche et du laboratoire - ESIGELEC – IRSEEM EA4353, Saint-Étienne du Rouvray, France
INTRODUCTION
Cet article a pour objet le rappel de notions fondamentales pour la CEM, qui pourront être utilisées dans l’ensemble des articles traitant de la CEM de projets. Des renvois sont effectués lorsque les notions rejoignent celles des cours d’électromagnétisme pour l’ingénieur. On s’attache ici à rappeler des notions plus spécifiques au métier de la compatibilité électromagnétique. On aborde tout d’abord les principes qui prévalent aux interactions conduites ou de champs proches (interactions électrostatiques, magnétostatiques). Puis on aborde les interactions d’ondes guidées ou rayonnées. Une méthode de calcul dite « méthode de Kron » est présentée dans le paragraphe 3, qui permet de calculer rapidement de nombreux problèmes et d’une façon très efficace. Cette méthode permettra à tout ingénieur d’évaluer des problèmes de CEM déjà complexes et qui ne seraient pas, ou très difficilement, calculables par l’intermédiaire des outils disponibles sur le marché. Comme la méthode est utilisée dans divers paragraphes comme exemple et support d’exercices, nous la présentons en premier. Enfin nous abordons les effets des particules sur les composants et les approches « CEM » de ces derniers. Il faut bien discerner l’exercice de simulation d’un problème de CEM, qui exploite des schémas numériques s’appuyant sur des maillages et réalisant par là des expériences virtuelles, de l’exercice d’analyse théorique du problème qui s’appuie sur une description faite par l’ingénieur du système traité. La notion de démonstration se raccroche à l’accord entre une prédiction théorique et une expérience, qu’elle soit réelle ou virtuelle, dès lors que les schémas employés dans l’expérience virtuelle sont en adéquation avec la précision et la pertinence recherchées vis-à-vis du problème réel et de la maîtrise que l’on a de ses paramètres et phénomènes physiques.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2011 par Olivier MAURICE, Alain REINEIX, Etienne SICARD, Guillaume HUBERT
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Phénomènes électrostatiquesArticle inclus dans l'offre
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10. Glossaire
CEM ; EMC
Compatibilité électromagnétique. Science qui aborde les inter-actions électromagnétiques entre des électroniques ou des électroniques et leur environnement naturel.
Triboélectricité ; tribo-electricity
Phénomène de création de charges sur un matériau après frottement sur un autre matériau.
Électrostatique ; electrostatic
Interactions entre des charges considérées comme statiques par l’intermédiaire d’une force de Coulomb.
Coaxial ; coaxial
Câble électrique constitué d’une âme centrée dans une gaine métallique appelée blindage du câble.
Magnétostatique ; magnetostatic
Interactions au champ magnétique considéré comme statique issu d’aimant ou de courants continus.
Connectivité ; connectivity
Matrice issue des relations entre un courant d’une branche et des courants de mailles dans le cadre d’un changement d’espace.
Onde guidée ; guided wave
Onde électromagnétique couplée avec des courants dans une structure conductrice, les deux cheminant ensemble sous forme de modes. Des structures d’ondes guidées sont les lignes, les guides, des antennes, des plaques métalliques, etc.
Bruit ; noise
Signal involontaire, non contrôlé par le concepteur de l’électronique et issu de phénomènes d’agitation thermique des porteurs de charges, de phénomènes quantiques, etc.
IA ; IA (internal activity)
Source de bruit dans les circuits intégrés.
PDN ; PDN (Passive Description Network)
Réseau de composants passifs assurant l’interface entre le monde extérieur à un circuit intégré et ses circuits internes.
LET ; LET (Linear Energy Transfer)
Transfert de l’énergie d’une particule dans le cristal d’un composant.
Section efficace d’interaction ; effective section of interaction
Traduit la probabilité qu’a une particule d’interagir avec de la matière. La section efficace d’interaction est donnée en mètres carrés.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KRON - Tensorial Analysis of Networks - (1939).
-
(2) - MAURICE (O.) - La compatibilité électromagnétique des systèmes complexes. - Hermès-Lavoisier (2007).
-
(3) - ANGOT (A.) - Compléments de mathématiques pour l'ingénieur. - Masson (1957).
-
(4) - * - http://www.scilab.org
-
(5) - NOUGIER (J.P.) - Méthode de calcul numérique. - Hermès-Lavoisier (2001).
-
(6) - PAUL (C.R.) - Electromagnetics for Engineer, - Wiley ( ).
-
(7) - VABRE...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Ibis Spécifications des différentes normes IBIS sur http://www.eda.org/ibis/home/specs/specs.htm (page consultée le 28/10/10)
IEC Spécifications des différentes normes modélisation composants (projet IEC 62433), méthodes de mesure en émission (IEC 61967) et immunité (IEC 62132) sur http://www.iec.ch. Voir détails dans la section « Normes et standards » ci-après (page consultée le 28/10/10)
ITRS The International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), http://www.itrs.net, version 2009 (page consultée le 28/10/10)
HAUT DE PAGE
International Electrotechnical Commission IEC http://www.iec.ch/
IEC 62433 ((2010)), EMC IC modelling – Part 1 : General modelling framework IEC 62 433-1 47A/840/DTS.
IEC 61967-1 ((2002-03)), Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions, 150 kHz to 1 GHz – Part 1 : General conditions and definitions IEC 61967-1
IEC 61967-1-1 ((2010)), Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions – Part 1-1 : General conditions and definitions – Near-field scan data exchange format IEC/TR 61967-1-1
IEC 61967-1-1 ((2005)), Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions,...
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