SPICE & CEM

Objectif principal :

A l’issue de cette formation, le stagiaire sera capable d’adapter l’outil de simulation SPICE à la CEM et d’étendre l’utilisation de cet outil au delà de la simulation fonctionnelle

Objectif pédagogique :

Le but de cette formation est de :

• Maîtriser l’approche analytique élémentaire pour maîtriser les ordres de grandeur
• Connaître et maîtriser les bons réglages de l’outil pour la CEM
• Comprendre les bibliothèques des composants actifs et passifs
• Etre capable de comprendre et modéliser les couplages CEM et les effets non-linéaires
• Appréhender la technique de modélisation de capteurs, coupleurs, générateurs CEM, câbles blindés, filtres, varistances, TVS, …

1 – CEM : rappels

Caractérisation CEM des équipements

Méthode d’analyse de la CEM

Mode commun / Mode différentiel

Utilisation des décibels

Relation temporel / fréquentiel

Densité spectrale d’une impulsion

Enveloppe spectrale d’impulsions répétitives

Principe du couplage par impédance commune

Réciprocité des couplages en conduction

GIGO

 

2 – LT Spice : Principes         

Historique de Spice – LT Spice

L’interface et fonctions de LT Spice

Barres d’outils, schéma, bibliothèques, post-traitement

Pas de calculs

Ajout d’un composant dans une bibliothèque

Modélisation par directive

Simulations temporelles et AC sweep

Principes temporels et fréquentiels d’une FFT

Fuite spectrale minimale et maximale

Ondulation (« Ripple ») d’une FFT

Effet de la compression sur un spectre calculé

Spectre FFT d’une impulsion centrée et décentrée

Fenêtrage de Hann, Nutall, Blackmann – Harris, Tukey

Filtres flat top avec largeurs de bande normalisées

Génération de salves centrées dans la fenêtre

Simulation d’un générateur à bande large

Correction de bande étroite à bande large

Simulation d’un générateur d’impulsions asymétriques

Impulsions en fenêtre temporelle de 111 µs

Spectres d’impulsions bande large dans 9 kHz

Effet de la compression sur un spectre calculé

Calcul automatique de la THD

Simulation de distorsion par intermodulation

Création des gabarits normalisés

 

3 – Modélisation des composants passifs

Modélisation d’une résistance, condensateur, inductance

Réseau en échelle

Modélisation d’un condensateur électrochimique

Modélisation d’une inductance variable en fréquence

Comparaison mesure / simulation d’inductance de MC

Modélisation d’un transformateur d’impulsions

Composants magnétiques et ferrites absorbants

Modélisation des Varistance/Transzorb/Transil/Eclateur

Modèle de quartz (Cristal)

 

4 – Modélisation des composants actifs

Modélisation d’un ampli OP

Slew Rate suivant modèle

Modélisation PSRR, CMRR

Simulation de la détection d’enveloppe

Détection d’un étage d’entrée JFET

Effet de l’impédance de sortie

Simulation et effet de la distorsion de croisement

Attention à la structure des filtres actifs

Stabilité sur charge capacitive

Simulation des tensions de déchet

Simulation de densité spectrale de bruit incohérent

Modèle IBIS

Modélisation et recouvrement des diodes

Simulation paramétrique d’ampli à transconductance

 

5 – Intégrité du signal

Paramètres linéiques

Utilisation de QUCS pour calcul de lignes

Effet de stub d’un via en fréquence et fréquentiel

Diagramme de l’œil

Modélisation des pertes d’une ligne

 

6 – Diaphonie

Diaphonie capacitive et inductive sur CIP

Définition des impédances caractéristiques

Extraction capacité/mutuelle des broches de connecteur

Réduction de l’effet de bord d’un connecteur

Effets d’une bonne répartition des broches

Simulation de ligne pour modéliser la diaphonie

Diaphonie entre lignes naturelles et microstrips adaptées

Effets de l’augmentation des temps de transition

Diaphonie fonction de Zc

Diaphonie résonnante, cumulative

 

7 – Emission conduite

Principe et modélisation des perturbations en MD

Schéma et modélisation d’un RSIL

Simulation du Mode Différentiel en FFT et AC

Simulation SPICE d’un convertisseur en MD

Principe des perturbations en MC

Modélisation en MC primaire à châssis

Limitation des modèles de Mode Commun

Principe de filtrage théorique en MD et MC

Modélisation et perte d’insertion d’un filtre en MD et MC

Simulation de couplage par rayonnement d’un filtre

Etalement de spectre (SCC) : modulation triangulaire

Synthèse d’un générateur de fonction cuspide

 

8 – Modélisation des Couplages

Problèmes de l’émission rayonnée

Evaluation des courants de MC sur les câbles

Conversion de mode (dissymétrie)

Modèle simple d’un câble coaxial en MC + MD

Effet réducteur d’un câble coaxial en F et en T

Effet d’une queue de cochon en F et en T

Impédance d’un grillage (Fers à béton)

Calcul et simulation d’une surtension foudre

 

9 – Immunité conduite

Difficulté de modélisation des tests en mode commun

Générateur WF4 + WF5 selon MIL-STD 461G/DO-160

Simulation d’injection de WF4/WF5 sur un faisceau

Générateur d’onde de choc 61000-4-5 en MD et MC

Modélisation de pince d’injection BCI

Atténuateur en PI

Synthèse d’un filtre par QUCS

Définition des paramètres S d’un filtre

Mise au point d’un filtre avec les paramètres S

Concepteur et développeur en électronique
Techniciens d'investigation en CEM
Techniciens ou ingénieurs en simulation

Connaître l'utilisation élémentaire de Spice
Niveau technicien en électronique

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