Contrôles des chaînes de mesures CEM & incertitudes

Objectif principal :

A l’issue de cette formation, le stagiaire sera capable de proposer, de réaliser, et contrôler des chaines de mesure pour essais de validation et d’investigation CEM en maitrisant tous les maillons dont les antennes, amplificateurs, sites de mesures, réglages des appareils conformément aux normes ou à des demandes particulières.

Objectif pédagogique :

Le but de cette formation est de :

• Savoir mesurer / vérifier les caractéristiques des antennes utilisées en CEM.
• Savoir mesurer/ vérifier les caractéristiques des transducteurs utilisés en CEM
• Savoir identifier et résoudre les difficultés en fréquentiel et en temporel, effets du bruit, des non-linéarités et tous les sources d’erreur déterminant les incertitudes de mesure.
• Concevoir des protocoles de validation de chaines de mesure et de logiciels de mesure en CEM.
• Maitriser l’évaluation des incertitudes de mesures des essais de CEM pour rédiger les documents exigés par les normes.

1 – Rappels des paramètres des chaines de mesure

Références documentaires : Normes CISPR 16 XXX

Analyseurs de spectre : Facteur de bruit, dynamique, détecteurs, filtres RBW…

Récepteur de mesure : Facteur de bruit, dynamique, détecteurs, filtres RBW

Préamplificateurs : Bande, Facteur de bruit, Température de bruit, non-linéarités

Paramètres d’adaptation : ROS, RL, S11, S22

Paramètres de transmission : Gain / pertes, S21, S12

Rappels sur les non-linéarités en RF & CEM Harmoniques, intermodulations

Antennes : Gain, facteur d’antenne, impédance, diagramme de rayonnement…

Câbles : Affaiblissement, impédance, Impédance de transfert

Synthétiseurs de signaux : Fréquence, niveau, bruit de phase, modulation,

Amplificateurs de puissance : Bande, distorsion harmonique, intermodulations.

Cage de Faraday : Affaiblissement normalisé de site, efficacité de blindage

Site de mesure espace libre : Affaiblissement normalisé de site

2 – Appareils de vérification des chaines de mesure

Étalons de fréquence

Atténuateurs étalons / charges coaxiales

Générateurs de signaux synthétisés

Analyseurs de spectre

Récepteurs de mesure

Générateur de poursuite des analyseurs de spectre

Analyseurs de réseau ou vectoriels

Wattmètres à diodes, bolomètres.

Sites de mesure en espace libre.

Antennes dipôle accordables

Calibrateurs de champ

Sources pour inter-comparaisons de laboratoires

3 – Procédures de vérification des chaines de mesure

Références documentaires ; normalisation

Validation de logiciels de mesures et essais CEM

Vérification des capteurs de perturbations conduites

Vérification des R.S.I.L

Vérification des réseaux de couplage/ découplage

Vérification des sondes de courant

Calcul d’un capteur de courant à tore coupé

Vérification des sondes de tension

Distinguo : Fonction de transfert et perte d’insertion

Vérification des filtres et réseaux de découplage

Vérification des coupleurs directifs

Vérification des préamplificateurs

Points d’interception du 2ème ordre et 3ème ordre

Amplitudes des produits de distorsion

Produits d’intermodulation du 3ème ordre

Mesure pratique des PI2 et PI3

Méthode des 2 tons

Calcul des produits d’intermodulation d’ordre 3

Vérification des amplificateurs large bande de puissance

Vérification des câbles et connecteurs

Vérification / étalonnage des antennes

Vérification de l’affaiblissement normalisé des sites de mesures

Vérification des cages de Faraday

Vérification des cages de Faraday à brassage de modes

Mesure d’effet réducteur de câble ; impédance de transfert, efficacité de blindage

4 – Incertitudes de mesures

Rappels de terminologie

Guide pour l’expression de l’incertitude GUM

Rappels de statistiques et probabilités

Analyse des sources d’incertitude en CEM

Incertitudes liées au ROS

Erreur maximale de mesure

ROS et facteur de réflexion (RL)

Perte de puissance par ROS / RL

Incertitudes d’un étalonnage

Loi de propagation de l’incertitude

Incertitude type/composée/élargie

Evaluation d’incertitudes de mesure en perturbations conduites

Evaluation d’incertitudes de mesure en perturbations rayonnées

Evaluation d’incertitudes de mesure en immunité conduite

Evaluation d’incertitudes de mesure en immunité rayonnée

Essais d’inter-comparaison entre laboratoires

Critères de jugement : les 4 cas

5 – Accessoires, montages d’aide, astuces

Logiciels gratuits pour adaptation d’impédance

Logiciels gratuits pour du filtrage

Utilisation de LTspice : Conversion MC / Mdiff

Problèmes de mesure au RSIL

Séparateur monophasé MC / MD

Mesure d’un bruit de masse

Mesure pratique de l’impédance d’une ligne

Choix des connecteurs coaxiaux

Construire une sonde de courant à tore coupé

Construire des coupleurs directifs

Construire des sondes très large bande 1/10

Construire des boitiers écrêteurs de surtensions

Construire une antenne en champ E active

Construire un atténuateur de puissance

Impédance de transfert / mesure

Mesure de dissymétrie de paire

Coupleur directif / Vérification

Analyseur vectoriel (de réseau)

Perte d’insertion / Paramètres S

Amélioration du ROS par atténuateur

Mesure d’atténuation de blindage avec récepteur radio sur clef USB

Mesure d’atténuation de blindage avec générateur d’harmoniques

Mesure d’atténuation de blindage avec Smartphone

Vérification rapide de modulations avec l’outil AdalmPluto

Autres réseaux de couplage CEI

RSIL 5μH aéronautique

Applications sur smartphones pour les RF & CEM

6 – Précautions pour l’exposition humaine

Exposition humaine aux courants induits BF

Exposition humaine au champ électrique BF

Exposition à l’induction magnétique BF

Résumé des niveaux déclenchant l’action

Effet biologique d’une impulsion brève

7 – Conclusions

Récapitulatif des sites Web intéressants

Récapitulatif des logiciels utiles

Bibliographie

Ingénieurs et techniciens de laboratoire impliqués dans la mise en place et la maintenance de chaines de mesure en CEM.
Ingénieurs et techniciens impliqués dans le développement de logiciel de mesures et essais CEM.
Responsables de laboratoires d’essais.

Les stagiaires sont supposés avoir une expérience de mesures de CEM en laboratoire ou avoir suivi le module « Mesures CEM civiles » ou « Mesures CEM Aéronautiques et Militaires »

Action de formation :
• Support de cours
• Exercices pratiques
• Démonstrations pratiques si possible
Evaluation des acquis :
• QCM en fin de session

Formation d’adaptation et de développement des compétences dispensée en présentiel
Programme adaptable en durée et contenu en intra entreprise
Attestation de fin de formation

Formateur et consultant terrain de plus de 10 ans d’expérience