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Méthodologie de design CEM - Couche équipement

Article de référence | Réf : E3455 v1

Intégrité de signal et compatibilité électromagnétique (CEM) des cartes électroniques

Auteur(s) : Saverio LEROSE

Date de publication : 10 mai 2015

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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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ABSTRACT

Signal integrity and electromagnetic compatibility (EMC) of electronic boards

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)

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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MOTS-CLÉS

intégrité de signal | CEM des cartes électroniques

KEYWORDS

signal integrity | EMC at PCB level

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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).
(3) - JOHNSON (H.) - High speed design, a handbook of black magic - . Prentice-Hall (1993).
(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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Electronique impulsionnelle
Bases de l’électromagnétisme
Simulation électromagnétique – Outils de conception
Méthodologie de design CEM – Couche équipement
Notions de CEM des composants
Décharges électrostatiques – Application à l’industrie électronique

NORMES

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
- CEI 62014-3 -

1 Réglementation

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/.

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