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LABORATOIRE CEM

Jean Claude PERRIN

MESURES CEM

SUR LES CIRCUITS

INTÉGRÉS

MICROWAVE & RF 2016

F.2.E. – Route de Valbonne

06330 ROQUEFORT Les PINS

Tel : +33(0)493 777 500

Site : http://www.F2Esystem.com

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Jean Claude PERRIN

• CIRCUITS INTÉGRÉS ET DIRECTIVES

• POURQUOI FAIRE DES MESURES CEM ?

• COMMENT FAIRE LES MESURES ?

• MESURES EN CHAMP PROCHE

• NORMALISATION DES MESURES

• MESURES EN SUSCEPTIBILITÉ

• CONCLUSION

MESURES CEM

SUR LES CIRCUITS INTÉGRÉS



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LES CIRCUITS INTÉGRÉS

ET

LES DIRECTIVES

EUROPÉENNES

?

MICROWAVE & RF 2016



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DIRECTIVES EUROPEENNES ET COMPOSANTS

UN CIRCUIT INTÉGRÉ:

• n’ exécute pas directement une fonction

• n’est pas destiné à être mis sur le marché en tant

qu’utilisation finale

CIRCUIT INTÉGRÉ = COMPOSANT ( CE DEFINITION)

PAS CONCERNE PAR LES DIRECTIVES

Seule obligation: les instructions d’utilisation



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POURQUOI FAIRE DES MESURES CEM

SUR LES CIRCUITS INTÉGRÉS ?

« DEBUG » Dans les cas critiques, ou le Circuits est suspecté d’ être à

l’origine des phénomènes CEM.

CHOIX D’UN CIRCUIT : Pour sélectionner un circuit en fonctionnement

et de l’environnement ou de l’application.

SYSTEM OPTIMISATION: Firmware, design, composants, PCB ..

TRAÇABILITÉ : Pendant la production, suivi technologique.



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PARCE QUE SOUVENT A LA SOURCE DE PROBLEMES CEM

PARCE QU’IL VAUT MIEUX INTERVENIR A LA SOURCE

QUAND le faire?

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LES CAUSES LOGIQUE CAPACITIVE ET TRANSITIONS DE COURANT

“Shoot-through”

Current

Load

Current

Input

Voltage

Output

Voltage

current

spikes

C

Q1

Q2



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PROPAGATION DE L’ENERGIE

I

V



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MICROWAVE & RF 2016

Comment faire les mesures ?

CHAMP ÉLECTROMAGNÉTIQUE

CHAMP ÉLECTRIQUE

CHAMP MAGNÉTIQUE



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PROPAGATION ÉLECTROMAGNÉTIQUE

ONDES PLANES

CHAMP PROCHE

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H

E Q

dQ/dt

H E

DOMAINE “ capacitif

Inductif”

DOMAINE “propagation

ondes planes”

DOMAINE “Quasi Static”

2π 40

PROPAGATION , NOTION DE CHAMP PROCHE

I



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CHAMP ÉLECTRIQUE, CHAMP MAGNÉTIQUE

IMPEDANCE

i

i

Antenne

Boucle



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MESURES

EN CHAMP PROCHE

CAPTEUR DE PROXIMITÉ,BOUCLE MAGNÉTIQUE

SCANNER ÉLECTROMAGNÉTIQUE

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CAPTEURS DE PROXIMITÉ

Circuit

Intégré

Couplage

magnétique

Sondes

commerciales

Capteurs

« maison »



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PRÉCISION DE LA SONDE MANUELLE

Activité

max



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ÉLECTROMAGNÉTIC SCAN IEC 61967-3



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TYPE DE SONDE DE PRÉCISION POUR SCANNER



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CAPTEUR BOUCLE DE COURANT

DÉTECTION DU SENS DE PASSAGE DU COURANT SUR LA PUCE



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MICROWAVE & RF 2016

NORMALISATION

DES MESURES SUR CIRCUITS INTÉGRÉS

Les mesures normalisées

Cellule TEM (Transverse Electromagnétique )

Cellule GTEM (Gigahertz Transverse

Electromagnétique)



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Measurement of Electromagnetic Emission

of ICs up to 1 GHz [IEC 61967 series]

1 - General and definitions

2 - TEM-cell method

3 - Surface scan method [TS]

4 - 1 W/150 W direct coupling method

4-1 - TR 1 W/150 W direct coupling method

5 - Workbench Faraday Cage method

6 - Magnetic probe method

7 - Mode Stirred Chamber method

8 - Micro Strip-line

Commission de Normalisation UF 47 A

Circuits Intégrés Measurement of Electromagnetic Immunity

of ICs up to 1 GHz [IEC 62132 series]

1 - General and definitions

2 - TEM cell method

3 - Bulk Current Injection (BCI) method

4 - Direct RF Power Injection method

5 - Workbench Faraday Cage method

6 - LIHA

7 - Mode Stirred Chamber method

8 - Micro Strip-line

9 - Near Field scan immunity method



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WWW.AFNOR.ORG

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MESURE EN CELLULE TEM

( SAE J1753/3 – IEC 61 967-2)



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MESURE EN CELLULE TEM

( SAE J1753/3 – IEC 61 967-2)



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Circuit Intégré

sous test

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EXTENSION GTEM (jusqu’à 20 GHz )

PCB

Composants

GTEM

Circuit

en test

ANALYSEUR

DE SPECTRE



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MESURES EN SUSCEPTIBILITE

INJECTION DIRECTE

Injection de courant, de tension

Injection signal RF

INJECTION INDUITE

Rayonnement (TEM)

Extension (GTEM)



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INJECTION DIRECTE

current monitoring

power injection

load

injection probe

current probeIC

under test

Idisturbance IC control

D U Tm on i t o r

B U S

RF g e ne r a to r

Am p l i f i e r

DC s u p p l y

RF Po we r m et e r s

d i re c t i v i t y c o u p le r

Pfor Prev

d e c ou p l i n gn e tw or k

D CB lo c k

5 0 Oh m c oa x

D U T

o p t i o n a l :c o n t r o . PC

=



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Bulk Current Injection

(BCI) method IEC 62132-3

RF Signal injection

IEC 62132-4

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TEM /GTEM TEST METHOD

IEC 62 132 -2

Ampli Générateur

RF TEM

Détection de

défauts

Circuit sous

test

Détection de

défauts

Générateur

RF Ampli

Circuit sous

test

TEM ( MAX 1GHz) GTEM ( Jusqu’à 20GHz)

TEST D’IMMUNITÉ



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MESURES CEM SUR LES CIRCUITS INTÉGRÉS

CONCLUSION

EN MODE DEBUG ( boucle de courant)

Recherche de causes directement liées à l’activité des Circuits Intégrés .

Optimisation du design ( software, PCB lay-out )

Optimisation du filtrage des alimentations

UTILISATION DES STANDARDS ( AFNOR / UF 47A)

Caractérisation les Circuits Intégrés de façon reproductible ( signature EM)

Résultats de mesures facilement échangeables entre les opérateurs

Suivre l’ évolution technologique d’un composant électronique pendant la

durée de vie d’un équipement.

POUR ALLER A LA SOURCE DES PROBLÈMES

DEUX NIVEAUX



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EXEMPLE DE MESURES

Circuit

A

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

10 100 1000Frequency in MHz

Level in

dB

µV 25 dB

Circuit

B

TEM

Cell

MESURES COMPARATIVES SUR DEUX CIRCUITS

CHOIX D ’UN COMPOSANT POUR UN ENVIRONNEMENT CRITIQUE



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EXEMPLE DE MESURES

IMPACT D’UN CHANGEMENT DE BOITIER EN COURS DE COMMERCIALISATION

BOITIER A Boitier B

Fréquence de

résonnance

60% DE REJETS DUS A LA CORRUPTION DE LA BANDE GSM



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MESURES CEM

SUR LES CIRCUITS INTEGRES

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MERCI DE VOTRE ATTENTION

AVEZ-VOUS DES QUESTIONS ?

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