MESURES CEM SUR LES CIRCUITS INTÉGRÉS
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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
MESURES CEM
SUR LES CIRCUITS INTÉGRÉS
MICROWAVE & RF 2016
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• 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
?
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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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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 Ω/150 Ω direct coupling method 4-1 - TR 1 Ω/150 Ω 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 probecurrent probe IC
under test
Idisturbance IC control
DUTm on i t o r
BUS
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
DCBlo ck
5 0 Oh m c oa x
DUT
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
510
15
202530
3540
4550
10 100 1000Frequency in MHz
Leve
l in d
BµV 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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