Essais & Simulations n° 131

MESURES DOSSIER CEM

MESURES DOSSIER CEM Rohde & Schwarz dévoile ses nouveaux moyens d’essai en CEM Rohde & Schwarz, à travers sa division Test & Measurement, fournit depuis plus de cinquante ans des instruments de mesure où, qualité, précision et innovation apportent une aide précieuse dans la réalisation des essais CEM, obligatoire pour tout domaine, où l’électronique assume les fonctions voulues, des plus simples jusqu’aux plus complexes, et ce indépendamment de leur degré de sécurité. Les solutions Rohde & Schwarz, via des systèmes de test, sont aujourd’hui reconnues dans les domaines du wireless, de l’automobile, du militaire et du spatial, de l’industrie et de la recherche. Vincent LASCOSTE Après avoir obtenu une licence Système électronique informatisé en 1994 à l’université Paris-Sud, il intègre la société ACCYS en 1994. En 1995, il rejoint Rohde & Schwarz France en tant que chef de projet systèmes de test, pour, en 2004, devenir responsable des produits CEM chez Rohde & Schwarz France. Fig 1 : Compatibilité des seuils EMI et EMS LES TESTS EMI Pour ce faire, tous les moyens de couplage du DUT doivent être testés suivant des normes génériques ou produits dont les principaux (en Europe) restent les IEC61000-4-3 et -6 pour l’EMS et les CISPR16 et dérivés pour les EMI. Garantir aujourd’hui un produit conforme par son marquage CE, vous amène à appliquer un nombre de directives ou standards de plus en plus élevé, et ce, avec des signaux toujours plus complexes, dans le seul but d’une certitude totale sur le bon fonctionnement de l’équipement (DUT). C’est en garantissant à la fois un niveau d’émission (EMI) ainsi qu’un niveau de susceptibilité (EMS) qu’il devient possible d’en garantir le comportement. Fig 2a : Exemple de système EMI en conduit et rayonné 46 IESSAIS & SIMULATIONS • N°131 • Décembre 2017

MESURES DOSSIER CEM Fig 2b : Exemple de système EMS en conduit Le niveau d’intégration de nos produits est un deuxième facteur à prendre en compte. En perpétuelle progression, il devient nécessaire de faire cohabiter des signaux de natures extrêmement différentes dans une combinaison de très nombreux sous-ensembles. Par exemple, l’automobile voit aujourd’hui cohabiter des signaux multimédia & broadcast (quelques µVolt pour un signal d’antenne) avec ceux des systèmes de motion électrique (avoisinant le KV). Il devient alors évident que les notions de perturbateur, souvent d’origine électrique (moteurs, électronique de puissance), deviennent un risque d’incompatibilité. Pour l’évaluation de celui-ci, il est nécessaire de tester en profondeur tous ces signaux via des récepteurs toujours plus rapides et plus performants dans la représentation et l’analyse des EMI. L’EXEMPLE DE LA FONCTION « REAL TIME SPECTRUM » Ici, l’application va-être, au-delà de la mesure normative, de comprendre et d’identifier le perturbateur. Pour se faire, l’idéal serait de voir le signal en 3D, c’est-à-dire en fréquence / amplitude / et temporel, et ce sans perte d’évènement. Ce principe de « Temps Réel » repose sur une analyse spectrale (sweep), faite sur la base d’une capture temporelle, dans laquelle chaque échantillon est pondéré en fonction de sa probabilité d’apparition durant la capture (historique temporel). Une fois la capture temporelle terminée, le segment spectral est calculé par FFT puis affiché. Ce travail est répété sur le segment spectral suivant, jusqu’à la fréquence maximale du sweep. Fig 3: Synoptique fonctionnel d’un récepteur avec Real Time Il est donc important de comprendre, que sur le même segment spectral (avec un OL fixe en fréquence), cette mesure, dite temps réel, permet, sur la bande passante instantanée disponible, de voir tout évènement, même unitaire ou apériodique, grâce à des représentations comme le spectrogramme ou la persistance. De plus, l’historique temporel permet d’identifier un signal d’amplitude moindre caché par un signal plus fort. Fig 4 : Exemple de spectrogramme et persistance Les derniers amendements normatifs offrent, à ce jour, des tests de conformité en mode FFT, permettant une augmentation du nombre de test pour un coût équivalent. C’est ainsi que Rohde & Schwarz propose sur ses récepteurs CEM (R&S ESR et R&S ESW) un mode de balayage appelé « Time Domain Scan » permettant de réaliser tout test civil ou militaire en conformité avec les standards en vigueur. SUR LA MÊME BASE DE HARDWARE, QUEL AVANTAGE AU « TIME DOMAIN SCAN » ? Le « Time Domain Scan » utilise le même hardware que celui du « Real Time Spectrum » (voir fig 4). Avec des réglages différents sur le recouvrement temporel, la vitesse d’acquisition et la résolution FFT, il est possible de balayer, en un temps record, de longues plages de fréquences (jusqu’à 40 GHz), tout en découpant le spectre par sous-bandes. Ces dernières seront chacune traitées en conformité avec les standards EMI, en commençant par le CISPR. Par conséquent, nous obtenons un gain de temps considérable entre un balayage par pas classique et un balayage avec FFT, tout en respectant les temps de mesure attendus qui s’appliquent désormais à l’ensemble de la sous-bande instantanée et non à chaque point de fréquence. Ceci est l’origine du gain de temps du « Time Domain Scan ». Pour les militaires, cette fonction « Time Domain Scan » reste la solution permettant le test EMI jusqu’à 40 GHz selon la MilSTD 461 par exemple. Le temps de balayage (une seule passe) devient alors compatible au temps de fonctionnement du DUT, qui peut, par exemple, être un missile dont la durée de vie en exercice reste limitée. Fig 5a: Table temps de test FFT en standard civil Fig 5b: Table temps de test FFT en standard militaire Enfin, les nouvelles technologies radio en drones, objets connectés (la 5G à venir), apportent de nouveaux types de signaux, exigeant toujours plus d’intérêt pour ESSAIS & SIMULATIONS • N°131 • Décembre 2017 I47