II.4. Calibrage de sondes en immunité
II.4.3. Illustration du calibrage avec une sonde
Nous avons fait deux démonstrations de calibrage de sondes d’immunité. L’une avec une boucle magnétique, l’autre avec une SkateProbe.
II.4.3.1. Exemple de la boucle magnétique
A l’aide d’une cartographie en champ proche de la boucle magnétique utilisée, on peut construire une cartographie du calibrage de cette sonde lorsqu’elle est utilisée en immunité. Toutes les mesures sont faites avec la puissance du signal source : 0 dBm. Pour chaque altitude de mesure, on fait varier la fréquence du signal de fmin, à fmax. Pour chaque fréquence,
on fait une cartographie de la sonde d’immunité en utilisant une autre sonde de champ proche. Nos mesures ont été faites manuellement. Ainsi, nous avons limité le nombre de points de mesure. Uniquement trois altitudes ont été caractérisées, à savoir 100µm, 1 et 3 mm. Chaque cartographie ne comporte que des matrices de 5*5. Il est donc difficile d’en extraire les formes des surfaces d’illumination.
La cartographie de la Figure II–52 est le résultat obtenu avec une boucle magnétique.
3 1 0.1 0.01 1 10 100 1000 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 Fréquence (MHz) Altitude (mm) (dBm)
Figure II–52 : Cartographie de calibrage de la boucle magnétique.
On remarque bien que le signal capturé est très important très près de la boucle et à haute fréquence.
II.4.3.2. Exemple d’une SkateProbe
La cartographie de la Figure II–52 est le résultat obtenu avec une SkateProbe adaptée à l’agression d’un circuit intégré.
3 1 0.1 0.01 1 10 100 1000 Fréquence (MHz) altitude (mm) -100 -90 -80 -70 -60 (dBm)
Figure II–53 : Cartographie de calibrage de la SkateProbe adaptée à un circuit intégré.
On remarque que cette cartographie est semblable à celle de la boucle magnétique. Ici, le signal capturé augmente moins vite avec la fréquence et diminue mois vite avec l’altitude.
On remarque également que la valeur du champ magnétique capturé en un point est supérieure avec la boucle magnétique. Cette observation est normale car le champ est réparti sur une surface plus grande.
II.5. Conclusion
Notre travail se focalise sur l’étude de l’émission, de l’immunité et du couplage en champ proche des circuits intégrés. Dans le chapitre I, nous avons vu qu’il existe plusieurs méthodes de caractérisation de l’émission et de l’immunité des circuits intégrés. Nous avons montré l’intérêt du champ proche parmi toutes ces méthodes. Cela nous a amené à décrire plus précisément les moyens utilisés pour parvenir à caractériser correctement l’émission et l’immunité des composants. Le scanner champ proche est au centre de cette technique de mesure et est l'objet principal de ce chapitre. De plus, il est complété par l’utilisation de sondes de champ proche, pour la mesure du champ magnétique et du champ électrique. L’utilisation de ces sondes nécessite de définir correctement les conditions d’utilisation. Le champ capturé ou bien encore le champ rayonné par une sonde champ proche dépend de ces dimensions et de la fréquence du signal utile. Pour cela, avant d’être utilisée, une sonde doit être calibrée. En ce qui concerne particulièrement la mesure de l’immunité des composants, une caractérisation en champ proche est très longue et complexe. Une réflexion a été menée sur une optimisation de cette mesure. A cet effet, nous avons travaillé sur de nouvelles sondes d’immunité dont l’objectif est de produire du champ magnétique ou électrique constant sur une large surface. Ainsi, on peut caractériser en une mesure, l’immunité globale d’un circuit intégré à une agression champ proche. Nous avons nommé ces sondes SkateProbe.
II.6. Références
[AKUE05] S. Akue Boulingui, "Caractérisation et modélisation du couplage CEM sur structure intégrée hybride de puissance", rapport de master, Juin 2005.
[BAUD05] D. Baudry, "Conception, validation et exploitation d’un dispositif de mesure de champs électromagnétiques proches : Application CEM", thèse de l’université de Rouen, avril 2005.
[FEKO] FEKO, EM Software & Systems-S.A. (Pty) Ltd, website: www.feko.info.
[IEC05] IEC 61967-3: "Integrated Circuits, Measurement of Electromagnetic Emissions, 150 kHz to 1 GHz – Part 3: Measurement of Radiated Emissions – Surface Scan Method", Draft Technical Report, IEC, June 2005.
[IEC06] IEC 62132-4: "Integrated circuits – Measurement of electromagnetic immunity 150 kHz to 1 GHz – Part 4: Direct RF power injection method", Technical report, IEC, February 2006.
[IEC07] IEC 61967-2, "Integrated circuits - Measurement of electromagnetic emissions, 150 kHz to 1 GHz –Part 2: Measurement of radiated emissions, TEM-cell method and wideband TEM-cell method (150 kHz to 8 GHz)", Draft Technical Report, IEC, November 2007.
[KORB07] B. Körber, "IC-Stripline - A new proposal for susceptibility and emission testing of ICs", EMC COMPO, pp.125-129, Torino, 2007.
[KRIS04] Krishna Srinivasan, Hideki, Madhavan Swaminathan, Rao Tummala "Calibration of Near Field Measuments using Microstrip Line for Noise Predictions", 2004 Electronic Components and Technology Conference.
[LABU05] C. Labussière, A. Boyer, O. Pigaglio, J. W. Tao, E. Sicard, C. Lochot "Calibrage de sondes miniatures pour la caractérisation en champ proche du rayonnement des composants", XIV JMN 2005.
[LAMO05] E. Lamoureux, L. Saissi, C. Huet, E. Sicard, O. Maurice, "Proposal of a New Tool to Characterize Large ICs Immunity in High Frequencies", proceedings of the 2nd International Conference on Electromagnetic Near-Field Characterization & Imaging (ICONIC 2005), ISBN 84-95999-72-2, pp 359-364, Barcelona, June 2005.
[GPIB04a] IEC 60488-1, "Higher Performance Protocol for the Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation - Part 1: General", 2004.
[GPIB04b] IEC 60488-2, "Standard digital interface for programmable instrumentation - Part 2: Codes, formats, protocols and common commands", 2004.
[BOYE07] A. Boyer, "Méthode de Prédiction de la Compatibilité Electromagnétique des Systèmes en Boîtier", thèse soutenue à l’INSA de Toulouse, 2007.
Chapitre III :
Méthodologie de conception de
la SkateProbe
Dans ce chapitre, nous développons la méthodologie de conception de la SkateProbe. Dans un premier temps, nous allons justifier l’intérêt de cette sonde en introduisant l’étude du couplage puce à puce dans un système électronique. Ensuite nous décrirons la technique de l’émulation de l’émission d’un circuit intégré. Enfin, nous présentons la méthodologie de l’étude du couplage entre deux circuits intégré en faisant intervenir la SkateProbe.