Difficultés de mesure CEM

Objectif principal :

A l’issue de cette formation, le stagiaire sera capable de résoudre les difficultés de mesures en CEM tant dans le domaine fréquentiel que temporel.

Objectif pédagogique :

Le but de cette formation est de :

• Accéder à une connaissance approfondie des principes de mesure CEM,
• Connaitre et maitriser les capteurs, transducteurs et antennes
• Pouvoir exploiter au maximum les appareils de mesure
• Connaitre et maitriser les difficultés de mesures temporelles et fréquentielles
• De pouvoir accumuler de l’expérience pour ensuite concevoir et mettre au point des chaines de mesure CEM, les contrôler, les vérifier et estimer les incertitudes de mesures.

 

1 – INTRODUCTION – RAPPELS

Unités et acronymes

L‘échelle des décibels

Rappel sur les chaines de mesure en CEM

Essais normalisés de validation et essais d’investigation

Mesures pilotées par logiciel et mesures manuelles

Généralités sur les transducteurs utilisés en CEM

2 – Transducteurs ANTENNES

Applet Java Falstad : Electromagnétisme, antennes et propagation

Rappels sur les types d’antennes

Antennes actives et passives

Paramètres des antennes

Effet de la distance de mesure

Effet de la polarisation

Champ couplé /Plan de phase

Paramètres des antennes

Gain, directivité et aire équivalente

Facteur d’antenne

Antennes du type ligne de transmission

Antennes du type cavité résonante

Antennes cadre ou de Van Veen

Champmètre large bande E / H

Capteur E ou H / préampli associé

Sondes de champ proche

Problèmes de mesure du champ E

3 – Autres transducteurs utilisés en CEM

Principe des sondes de tension passives et précautions

Principe des sondes de tension actives et précautions

Principe des sondes de tension différentielles et précautions

Pourquoi mesurer plutôt des courants que des tensions

Principe des sondes de courant passives et précautions

Principe des sondes de courant actives et précautions

Principe des sondes de courant de Rogowski

Principe des pinces d’injection et précautions

Utilisation de RSIL comme dispositifs d’injection

Principe des cages de Faraday à brassage de mode

Problèmes de mesure avec pince de courant

4 – Difficultés en mesures temporelles

Principes à respecter

Bande passante et forme d’onde

Mesure d’un temps de transition

Bande passante d’échantillonnage

Théorème de l’échantillonnage

Mesure d’impulsion très courte

Rapport signal sur bruit après échantillonnage

Taux de distorsion : La THD et le FD

Mesures de tension en flottant

Chaîne de mesure à fibre optique

Valeur redressée moyenne / efficace vraie

Problèmes des mesures électriques

Erreurs fréquentes d’analyse temporelle

5 – Difficultés en mesures fréquentielles

Principes à respecter

Distinguo analyseurs de spectre analogiques et FFT

Relations entre les paramètres de la FFT

Principe des analyseurs de spectre FFT

Fenêtrage temporel (« time windowing »)

Choix des fenêtrages pour les analyses FFT

Analyseur de spectre FFT en temps réel

Analyse de spectre analogique de signaux sinusoïdaux 1 MHz

Analyse de spectre analogique de signaux impulsifs

Analyse FFT basse fréquence par carte son de PC SpectrumLab

Utilisation des analyseurs de spectre vectoriels

Utilisation de la fonctionnalité «SPAN 0»

«Span 0» pour contrôle de modulation

Utilisation des fonctionnalités «Trigger»

Identification du rayonnement four micro-ondes par «Trigger»

Générateur poursuite et analyseur de réseau scalaire

Ajustage d’un générateur de poursuite

Bande étroite / bande large

Réponses des détecteurs CISPR : «Peak», «QP», «RMS», «AVG»

Spectre et densité spectrale

Cohérence d’un bruit

RBW (IF BW) normalisées

Bruit gaussien

Mesure de bruit bande large selon le détecteur

Simulations d’analyse spectrale par LTSpice

Facteur de bruit des analyseurs de spectre

Bruit de deux étages en cascade

Bruit selon le mode de détection

Bruit de phase

Passage d’une perturbation BE en LB

Impulsions rectangulaires répétitives

Impulsions RF répétitives

Filtrage par VBW d’impulsions «smoothing»

Filtrage post-détection de signaux impulsifs

Durée d’un balayage selon le « dwell »

Les 3 modes en conduction

Signal résultant de la somme de 2 signaux

Erreur de niveau par un signal faible (bruit)

Erreurs fréquentes au récepteur de mesures

Erreurs fréquentes à l’analyseur de spectre

Erreurs fréquentes d’analyse fréquentielle

6 – Essais d’immunité

Essais d’immunité en aéronautique selon DO160

Impulsion sinus / cosinus amortie

Tests aéronautiques courant foudre

Composantes foudre A, B et C

DO160 – 6 Formes d’ondes foudre

Multiple burst / multiple strokes

Transitoires induits selon D0160

Immunité « BF » de l’alimentation

Susceptibilité aux signaux induits

Détecteur à diode : Effet de la Modulation d’Amplitude

Problèmes des amplis large bande

Simulation par LTSpice de tests BCI

Immunité à la pince (BCI)

Chambre réverbérante / brasseur

Cellule TEM (de Crawford)

Problèmes des tests d’immunité avec RCD

Comparaison de l’immunité 61000-4 3 / 61000-4 2

Problèmes des tests d’immunité

7 – Conclusions

Récapitulatif des sites Web intéressants

Récapitulatif des logiciels utiles

Bibliographie

Ingénieurs et techniciens de laboratoire impliqués dans les mesures de CEM
Ingénieurs et techniciens de laboratoire impliqués dans la mise au point CEM
Concepteurs et intégrateurs de systèmes
Planificateurs de campagnes d’essais CEM
Gestionnaires de parcs d’appareils de mesures CEM

Avoir déjà réalisé des campagnes d’essais CEM et avoir un niveau de connaissance correspondant aux stages de mesures CEM civiles et/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