La CEM pour raison d’être

Les outils d’aide à la conception- Le mesure d’impédance -

Ed 1 | 03. 2004

Séminaire CEM

sebastien.serpaud@nexio.fr

24 Novembre 2011

EMC is our thing

Introduction

�Méthodes d’investigations

Mesures

Avantages:- Fiabilité (Normes)- Concret / palpable- Représentatif de l’application client

Simulations

Avantages:- Etudes paramétriques- Etudes large bande (DC � HF)- Avance de phase (pré-design)

2Nexio.frS. SERPAUD

- Représentatif de l’application client- Proche de la configuration produit

Inconvénients- Coût (moyens, compétences)- Temps- Configuration unique- Mise en œuvre (Reproductibilité,

HF,…)

- Avance de phase (pré-design)- Portabilité

Inconvénients- Représentabilité de la configuration- Obtention des paramètres d’entrée

(modèles, matériaux…)- Connaissance des méthodes

utilisées

EMC is our thing

Mesure d’impédance - Présentation

3Nexio.frS. SERPAUD

EMC is our thing

�La matrice de répartition ou « Scattering matrix »

Mesure d’impédance - Présentation

4Nexio.frS. SERPAUD

=

2

1

2221

1211

2

1 .a

a

SS

SS

b

b

S=

jportatinjectedPower

iportatmeasuredPower

a

bS

j

iij ==

EMC is our thing

�Mesure d’impédance�La matrice de répartition ou « Scattering matrix »

Avantages :�Relative facilité de mesure

- Pas de problème de mesure du courant de court-circuit et de tension en circuit ouvert en HF

Mesure d’impédance - Présentation

5Nexio.frS. SERPAUD

�Peut être utilisé pour extraire les paramètres de ligne- n paramètres et n inconnues

� Mesure rapide / large bande

Inconvénients :�Limitation pour les signaux transitoires (pb temps/fréquence)�La conversion dans le domaine temporel n’est pas trivial

- Difficulté avec les composantes non-linéaire- Source d’erreur

�Pas de possibilité de cascader directement les matrices (modélisation)�Besoin d’étalon fiable pour la calibration

EMC is our thing

Mesure d’impédance - Présentation

�Limitation

100

1000

Ince

rtitu

de

en %

Incertitude sur mesure S11Incertitude sur mesure S21 - Z parallèleIncertitude sur mesure S21 - Z série

6Nexio.frS. SERPAUD

1.103 0.01 0.1 1 10 100 1.103 1.104 1.105 1.1060.1

1

10

Impédance à mesurer en Ohms

Ince

rtitu

de

en %

EMC is our thing

Z=50 OpenShort

Inductif

Mesure d’impédance - Présentation

�Abaque de Smith

7Nexio.frS. SERPAUD

Capacitif

EMC is our thing

�Mesure d’impédance� Cascader les matrices

a1 a21211

SS

SSa1 a2

1211

SS

SS

Mesure d’impédance - Présentation

8Nexio.frS. SERPAUD

b1 b22221 SS

b1 b22221 SS

i1 i2

V1 V2

i1 i2

V1 V2

EMC is our thing

�Mesure d’impédance� La matrice chaine ou « ABCD matrix » or « T matrix »

i1 i2

DC

BAV1 V2

11

02

1

02

1

22 ==

==

==VI

ID

IC

I

VB

V

VA

VBAV

221

221

DICVI

BIAVV

+=+=

Mesure d’impédance - Présentation

9Nexio.frS. SERPAUD

DC

02

1

02

1

22 ==

==VI

I

ID

V

IC

=

2

2

1

1 .I

V

DC

BA

I

V

i1 i2

DC

BAV1 V2

i3

DC

BAV3

=

3

3

211

1 ..I

V

DC

BA

DC

BA

I

V

EMC is our thing

�Caractérisation PCB� Caractérisation des matériaux PCB

- Zc, Er

0.30.350.4

0.45S

11, M

agni

tude

1.76GHz 2.94GHzPeak=0.384

FTdF

Vp

F

C

r.

1

.===

ελ

Mesure d’impédance - Domaines d’application

10Nexio.frS. SERPAUD

00.050.1

0.150.2

0.25

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Frequency, GHz

S11

, Mag

nitu

de

LfTd

peaks ..2

1

∆= TdCr .=ε

Calcul du temps de propagation : Calcul de la permittivité :

EMC is our thing

Port 1

Référence P1

= 1211

SS

SSS

=DC

BAT

Mesure d’impédance - Domaines d’application

�Caractérisation PCB� Modélisation d’un via par la mesure « S-parameters »

11Nexio.frS. SERPAUD

Port 2

Référence P2

=2221 SS

S

=DC

T

Z1

Z3

Z2

VIH

EMC is our thing

�Caractérisation composant� Modélisation de composant passif

Mesure d’impédance - Domaines d’application

Transformateur VP1-0102-R 3:1

12Nexio.frS. SERPAUD

1 .103

1 .104

1 .105

1 .106

1 .107

1 .108

1 .109

1

10

100

1 .103

Simulation

Rs

LRp

Cp

EMC is our thing

�Caractérisation circuit numérique� ICEM-CE : Integrated Circuit Emission Model - Conducted Emission

Mesure d’impédance - Domaines d’application

Leadframe

BoundingLead die

Pad

13Nexio.frS. SERPAUD

RVdd3 LVdd3Vdd

3

RVdd4 LVdd4Vdd

4

RVdd2 LVdd2Vdd

2 RVdd1 LVdd1Vdd

1

RVss2 LVss2Vss2

RVss1 LVss1Vss1

RVss3 LVss3Vss3

IaCnet

RVddcLVddcVddc

Rsub

Creg

Cbal

K1 Lvdd1 Lvss1K2 Lvdd2 Lvss2K3 Lvdd3 Lvss3K4 Lvdd4 Lvddc

EMC is our thing

Merci de votre attention

14Nexio.frS. SERPAUD

Merci de votre attention

sebastien.serpaud@nexio.fr