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IC-EMC

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Mes Enseignements / Teaching activities

 

Enseignements effectués à l'INSA de Toulouse :

Electromagnetic Compatibility of Integrated Circuits (Master ESECA)

The course of electromagnetic compatibility (EMC) of integrated circuits (IC) proposes: a general introduction of the evolution of IC technologies and its consequence on EMC, the parasitic emission and interference mechanisms, the basic measurement methods to characterize EMC issues at IC level, and basic guidelines to improve EMC of ICs.

The course is illustrated through real case studies and measurements. Labs and a project based on the freeware IC-EMC are proposed.

 

contact : Etienne Sicard, Alexandre Boyer

 

Comprendre et améliorer la CEM des circuits imprimés (Formation continue INSA de Toulouse)

La compatibilité électromagnétique (CEM) est un enjeu majeur pour les concepteurs d'équipements électroniques, pour garantir un fonctionnement nominal et sûr. Les problèmes liés à l'émission électromagnétique et à la susceptibilité aux interférences électromagnétiques doivent être bien compris, notamment par les concepteurs de circuits imprimés. Un placement et un routage adéquat améliore très significativement la CEM. Cependant, appliquer les règles adéquates nécessite une bonne connaissance des problèmes sous-jacents, sans quoi les modifications apportées sur le circuit imprimé risquerait d'être inefficace.

Cette formation s'adresse aux techniciens, ingénieurs, chercheurs en électronique, impliqués dans la conception de circuits imprimés, voulant mieux comprendre l'origine des problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) au niveau d'une carte électronique et apprendre à les corriger. Aucunes connaissances préalables en CEM et en électromagnétisme ne sont requises. Des connaissances sur les technologies de fabrication de cartes, de montage de composants, de flot de conception sont nécessaires, ainsi que des notions de base en électronique.

L'objectif de cette formation est double :

  • Mieux comprendre les problèmes de CEM présents au niveau d'une carte électronique (clarifier les concepts de base nécessaire en CEM, expliquer l'origine des problèmes de CEM, évaluer et observer leurs effets sur une carte électronique, présenter des outils de diagnostic simples)
  • Présenter les principales techniques de placement et routage et de sélection de composants permettant de résoudre les problèmes de CEM au niveau carte électronique, ainsi que des méthodes pour prendre en compte la CEM efficacement lors de la conception

L'ensemble des concepts présentés sera illustré par des exercices simulables sous le logiciel gratuit IC-EMC, des démonstrations matérielles et l'analyse de cas concrets.

contact : Alexandre Boyer

Plus d'informations

 

Mise à niveau Signal (3e année FISA)

L'enseignement est organisé en 4 séances de "cours", 2 séances de TD et 1 séance de TP. Le cours est organisé de la manière suivante :

  • Introduction ; notions de signal, traitement de signal, réponse d'un système, filtrage.
  • La seconde partie est dédiée à la définition des propriétés des systèmes linéaires à temps invariants (LTI), des concepts d’excitation et de réponse. Un préalable au calcul de la réponse d’un système est la recherche de type d’excitations qui facilite cette tache. Nous mettrons en évidence deux types de familles d’excitation : exponentielle complexe et impulsionnelle. Elles permettront de définir deux manières complémentaires de modéliser un système : dans le domaine temporel par la réponse impulsionnelle, et dans le domaine fréquentiel par la fonction de transfert.
  • La troisième partie est consacrée à la transformée de Laplace. Cet outil, qui transforme une fonction mathématique temporelle en une nouvelle fonction exprimée dans le domaine des fréquences complexes, fournit un moyen très efficace pour calculer la réponse transitoire des systèmes LTI, quelle que soit l’excitation appliquée en entrée.
  • La quatrième partie présente la décomposition d’un signal périodique en une série de termes (co)sinusoïdaux, appelée série de Fourier. Celle-ci forme la base de l’analyse fréquentielle du signal. Après une description des différentes formes prises par la série, les principales propriétés des séries de Fourier sont présentées. Plusieurs exemples de décomposition de signaux en série de Fourier sont donnés. Une représentation du signal en spectre de raies est aussi introduite, fournissant un outil d’analyse graphique puissant.
  • Les séries de Fourier constituent un formidable outil pour l’analyse des signaux, mais ils sont limités aux signaux périodiques. La transformée de Fourier constitue une extension pour une classe de signaux non-périodiques. La cinquième partie est dédiée à la présentation de la transformée de Fourier et son application. Le chapitre montre aussi que la transformée de Fourier est un cas particulier de la transformée de Laplace.

Présentation de cours :

Travaux pratiques :

contact : Alexandre Boyer

 

Programmation faible énergie pour l'IoT (5e année ESPE)

La contrainte de faible consommation énergétique est incontournable dans la conception de toutes les applications autonomes en énergie fonctionnant sur batterie. Les noeuds IoT font partie de cette classe d'application. Ils font appel à des microcontrôleurs qualifiés de Ultra Low Power, en raison des nombreuses spécificités matérielles disponibles pour réduire drastiquement leur consommation énergétique et atteindre des autonomies de plusieurs années. Une compréhension fine de ces multiples mécanismes est requise pour les exploiter au mieux et optimiser l'autonomie énergétique.

Le but de cet enseignement est triple :

  • comprendre les techniques matérielles et logicielles dites "Low Power" existantes dans les microcontrôleurs actuels
  • mettre en oeuvre ces différentes techniques sur une cible matérielle (STM32L476RG) : comparaison des différents modes Run et Low Power, voltage scaling, clock gating, influence des oscillateurs, utilisation du RTC comme source de réveil périodique, utilisation des registres de backup
  • Expérimenter et mesurer la réduction de consommation apportée par ces différentes techniques à travers un programme de démonstration développé par les étudiants.

Cet enseignement se compose de deux séances de ocurs, suivis de cinq séances de travaux pratiques et d'une séance de caractérisation et de validation du programme de démonstration.

Planches du cours

Lien vers le sujet de TP

contact : Alexandre Boyer

 

Assemblage et caractérisation d’un système embarqué autonome - Essais CEM - 5e année ESPE

Dans cet enseignement, différents tests usuels faits sur carte électronique pour vérifier ses performances sont réalisés (consommation d'énergie, rendement, CEM, tenue aux ESD, adaptation sur terminaux RF...). L'influence des choix de conception est illustrée sur une carte de test commune. Cette partie, effectuée sur deux séances de TP, s'intéresse aux essais de compatibilité électromagnétique (CEM). Les objectifs sont triples :

  • Comprendre les notions fondamentales pour la CEM des équipements électroniques
  • Réaliser des tests CEM et radio typiques sur des équipements électroniques (selon les standards applicables)
  • Se familiariser avec le matériel de mesure et leurs configurations
  • Evaluer et analyser l’influence de choix de conception (composants, placement & routage) sur la CEM

contact : Alexandre Boyer

Planches du cours

 

Cours de remise à niveau en électronique - 3e année MIC

Le cours aborde les concepts vus durant le cours d'électronique pour les communications de 2MIC qui sont essentiels pour la 3MIC et la filière IR : connaissance générale des circuits électroniques qui constituent le coeur des systèmes numériques, caractéristiques physiques et limitations, moyens d'analyse. Il revient aussi sur certains des outils mathématiques vus dans l'UF Systèmes logiques et l'UF Analyse et signaux en montrant l'intérêt pour l'analyse des circuits électroniques. Concepts abordés :

  • Concepts de base d'électricité pour l'analyse des circuits électroniques (tension, courant, impédance, loi d'Ohm, loi de Kirchoff, théorème de superposition)
  • Analyse temporelle et fréquentielle des circuits électroniques linéaires (rappel transformée de Fourier, intérêt analyse harmonique pour l'étude des circuits, transformée de Laplace)
  • Filtres et analyse de leurs réponses fréquentielles, diagramme de Bode
  • Différences entre électronique analogique et numérique, rappel représentation des nombres en codage binaire naturel
  • Chaine d'acquisition des signaux électriques, conversion analogique-numérique, quantification et codage, échantillonnage, théorème de Nyquist-Shannon
  • Bases circuits numériques (structure générale, synchrone vs. asynchrone, type d'états logiques, table de vérité), portes combinatoires et séquentiels de base
  • Caractéristiques physiques des circuits numériques (niveaux logiques, marges de bruit, temps de propagation, temps de stabilisation et de maintien, violation temporelle)
  • Circuits numériques simples (additionneur, multiplexeur, compteur, registre)
  • Mémoires

contact : Alexandre Boyer

Planches du cours

 

Prise en main du logiciel Altium Designer v19

Le logiciel Altium Designer est utilisé par les étudiants de 5e année ESPE de l'INSA de Toulouse, afin de concevoir les cartes électroniques de leur projet interdisciplinaire. Afin de faciliter l'apprentissage de cet outil, le document de prise en main suivant a été rédigé. Il est téléchargeable ici

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Bureau d'étude Dimensionnement d'interface radio pour réseaux mobiles - 4e année IR

Ce bureau d'étude intégrateur des différentes compétences en télécommunication acquises par les étudiants de 4IR a pour but l'étude et le dimensionnement de l’interface radio d’une technologie sans fil d'un réseau de capteur pour une application de type Internet of Things (IoT). Dans le cadre de ce bureau d'étude, les étudiants travaillent sur une technologie concrète : LoRa. Le principe de fonctionnement de l'interface radio, les réglementations radio associés, les principales propriétés du canal radioélectrique et leurs effets sur la couverture et la qualité de service, ainsi que les modèles courants de calcul de propagation dans différents typesd’environnement sont présentées dans le cadre de cet enseignement.

Le bureau d'étude est divisé en deux parties : la première, théorique, permet de comprendre le fonctionnement de l'interface radio LoRa et les règlementations radio associées. La seconde partie est une partie pratique dédiée à la caractérisation d'un module radio (PIRE, adaptation, sensibilité...), à la prédiction de la portée et du nombre de capteurs pouvant être déployés, à l'estimation des paramètres d'installation du réseau. Cette étude fait appel à une campagne de mesures sur terrain pour extraire un modèle de propagation empirique.

Le bureau d'étude est donné sous la forme d'un Apprentissage Par Projet (APP). Le bureau d'étude est évalué à travers une présentation du fonctionnement théorique du réseau LoRa et un article au format communication scientifique présentant les résultats de l'étude menées par les étudiants.

contact : Alexandre Boyer

Lien Zoom : https://zoom.us/j/9425779197

Système électronique pour les communications - 2e année MIC

L'objectif pédagogique de cet enseignement est de présenter les fondements des systèmes électroniques analogiques et numériques utilisés par l’ingénieur concepteur de systèmes électroniques de communications. Organisé de treize parties, l’objectif est de présenter les fonctions analogiques et numériques typique d’un système de télécommunication comme un téléphone portable. L’aspect conditionnement du signal est abordé avec la présentation des différentes structures de filtres analogiques, où les expressions canoniques sont démontrées. L’étude des montages à amplificateurs opérationnels est conduite en régime linéaire dans l’espace de Laplace puis en régime saturé. La seconde partie du cours aborde les concepts de l’électronique numérique : logique combinatoire et séquentielle, portes, bascules, registres, multiplexeurs, convertisseurs, mémoires. Le lien vers le traitement numérique du signal est présenté au travers des architectures de CAN et CNA. La problématique de communication et d’interfaçage entre différentes familles logiques est analysée en associant les notions de protocole de communication en fonction des modes de transmission (synchrone, asynchrone, duplex,..). Les principes de base des modulations analogiques et numériques, indispensables à tous systèmes de communication, sont aussi présentés.

contact : Alexandre Boyer

 

Conception analogique des circuits intégrés - 5e année ESE

Cet enseignement est donné sous la forme d'un apprentissage par projet (APP). Le projet porte sur la spécification et la conception au niveau schématique d'un transmetteur de puissance sans fil entièrement intégré et répondant au standard QI, développé par le Wireless Power Consortium. Celui-ci est dédié à une station de recharge pour petit appareil électronique mobile (smartphone principalement) implanté dans des véhicules. A la fin de ce module, l’étudiant devra avoir compris et pourra expliquer (principaux concepts) :

  • Etre capable de mettre en place un flot typique de conception « full custom » d’un circuit analogique à l’aide d’un outil de CAO industriel
  • A partir d’un cahier des charges, être capable de proposer une spécification détaillée comprenant un schéma-bloc fonctionnel, une vue brochage, et une topologie (architecture à base de transistor) pour le circuit demandé)
  • Concevoir un circuit à l'aide d'un design kit (sélectionner les composants disponibles, connaître leurs caractéristiques, leurs limites)
  • Etre capable de mettre en œuvre et interpréter les principales simulations électriques proposées par les outils de CAO pour prédire les caractéristiques d’un circuit analogique
  • Savoir optimiser le schéma électrique d’un circuit et trouver un compromis entre les différents paramètres du circuit, en fonction d’un cahier des charges (contraintes en terme de performances, robustesse aux parasites, exigences environnementales, variations process)

L’étudiant devra être capable de :

  • Mettre en place une méthodologie de conception (assistée par ordinateur) afin de répondre à une spécification
  • Concevoir en full custom des circuits CMOS analogiques/RF au niveau schématique
  • Dimensionner correctement les transistors et les composants passifs associés pour obtenir les performances attendues
  • Simuler les performances de circuits CMOS analogiques à l’aide d’outils de CAO professionnel (Cadence)

Cet enseignement est donné en anglais.

Contact : Alexandre Boyer

 

Canaux de transmissions bruitées - 4e année IR

Le rôle d’un système de télécommunications est de transmettre à distance des informations d’un émetteur à un ou plusieurs récepteurs au travers d’un canal de manière aussi fiable que possible et à coût réduit. Dans un système de transmission numérique, une suite finie de symboles représente l’information. Celle-ci est transmise sur le canal de transmission par un signal « réel » ou analogique. Ce signal peut prendre une infinité de valeurs différentes et est ainsi soumis à différentes formes de perturbations et d’interférences, pouvant conduire à des erreurs d’interprétations du signal recueilli par le récepteur. Le rôle de l’ingénieur en télécommunications est de s’assurer que le récepteur pourra recevoir le message émis par l’émetteur sans aucune erreur, par un dimensionnement judicieux du canal de transmission et par la mise en place de techniques le rendant plus robuste.

Ce cours permet une présentation générale des techniques de télécommunications numériques en partant de la problématique de la fiabilisation du canal de transmission lorsque celui-ci est soumis à un ensemble de perturbations diverses. Le cours démarre par une présentation de l’architecture d’un canal de transmission numérique et de leurs caractéristiques, puis décrit l’origine des perturbations qui dégradent la qualité d’une communication numérique (bruit thermique des récepteur, bruit de phase, distorsions, brouillage, propagation par chemins multiples, …) et leurs effets sur le signal (interférence inter-symbole, erreur binaire). Ensuite, le cours présente les limitations d’un canal de transmission en terme de débit et de rapport signal sur bruit, prévues dans le cadre de la théorie de l’information, et donne quelques modèles de canaux de transmission bruités. Dans les deux derniers chapitres, le cours proposent un ensemble de techniques couramment utilisées dans les systèmes de télécommunications actuelles pour améliorer la robustesse d’une transmission d’information. Ces techniques sont divisées en deux catégories : celles qui sont effectuées en bande de base (codage de source, code correcteur d’erreur, brassage des données, mise en forme électrique du signal en bande de base, …) et celles effectuées hors de la bande de base (multiplexage, modulation, diversité, démodulation synchrone, égalisation ...).

Contact : Alexandre Boyer

 

Antennes & Outils et modèles pour la transmission- 4e année IR

Ce cours vise à fournir les connaissances de base sur les antennes utilisées dans les radiocommunications, et de fournir les outils de base pour la compréhension des phénomènes de propagation des ondes électromagnétiques (propagation libre ou propagation guidée sur ligne de transmission). Le but de ce cours est triple : 1. comprendre le principe de fonctionnement d’une antenne, leurs caractéristiques et connaître les principaux types d’antennes employées pour les radiocommunications. 2. comprendre les problèmes liés à la propagation guidée sur une ligne de transmission, notamment les problèmes d'adpatation d'impédance, et les solutions employées. 3. disposer de modèles permettant d'estimer l'effet de l'environnement sur la propagation d'un signal, notamment l'atténuation de parcours. Ces modèles dits de propagation permettent de faire le lien entre la perte de propagation issue d'un calcul de bilan de liaison (voir cours de canaux de transmission bruités) et la portée de ce lien RF (c'est-à-dire la distance maximale de séparation entre l'émetteur et le récepteur garantissant des conditions de réception acceptable). Le cours est orienté de la manière suivante : le premier chapitre revient sur des notions d’électromagnétisme afin de mieux comprendre le principe de fonctionnement d’une antenne et la propagation guidée d'une ligne de transmission. Le second chapitre présente les caractéristiques principales d’une antenne, en se concentrant uniquement sur les antennes utilisées en émission. A l’issue de ce chapitre, vous devrez être capables de « décoder » la datasheet d’une antenne. Dans le troisième chapitre, les principaux types d’antennes utilisées pour les radiocommunications sont présentés (dipôles, boucle, antenne patch, ouverture rayonnante …). Des formules pratiques sont données pour un premier dimensionnement de ces antennes. Cependant, en raison de la complexité de la résolution des équations de Maxwell, la conception d’antenne repose essentiellement sur l’utilisation de simulateur numérique. Le quatrième chapitre est dédié à la résolution des problèmes d'adaptation d'impédance des lignes de transmission et des antennes, qui garantissent un transfert de qualité des signaux. Un outil graphique appelé diagramme de Smith sera présenté et employé afin de dimensionner les réseaux d'adaptation d'impédance. Le cinquième chapitre est dédié aux antennes de réception : les relations permettant de relier le champ incident et la puissance reçue par l’antenne sont présentées, l’équation de Friis, aussi appelée aussi équation des télécommunications, est introduite car elle permet de faire des bilans de liaisons radio simplifiée. Il s’agit d’un modèle de propagation très restrictif car uniquement valable en espace libre, mais le but de ce cours n’est pas de présenter en détail les modèles de propagation. Cette version de ce cours omet donc ces notions. Enfin, les notions de diversité spatiale et de polarisation sont présentées. Le sixième chapitre traite des réseaux d’antennes, qui permettent littéralement de « tailler » un diagramme de rayonnement complexe à partir d’éléments rayonnants basiques. Les principes de base des réseaux sont présentés. Ces bases sont nécessaires pour aborder certaines techniques de pointe utilisées aujourd’hui en télécommunications. La fin de ce chapitre en abordera certaines. Enfin, le dernier chapitre proposera une liste non exhaustive de modèles de propagation pour les environnements terrestres, en environnement extérieur et intérieur. Ces modèles sont primordiaux lors du dimensionnement de réseaux de téléphonie mobile, de réseaux sans fil locaux (par exemple WiFi), de réseaux de radio ou télédiffusion, de réseaux de capteurs sans fil, d'application de RFID …

Contact : Alexandre Boyer

 

 

 

Bureau d'étude électronique automobile (Main Inverter) - 5e année ESPE

Le bureau d'étude électronique automobile s'inscrit dans le contexte de l'électrification des véhicules, c'est-à-dire dans l'utilisation directe de l'énergie électrique pour la traction du véhicule, en remplacement des moteurs à combustion interne. Cette tendance nécessite le développement de nouveaux équipements électriques et électroniques, venant s'ajouter aux nombreux autres organes électroniques ajoutés ces dernières années. Ce bureau d'étude se focalise sur le module Main Inverter, dédié à la traction du véhicule. Le BE porter principalement sur les circuits électroniques formant le module main inverter, sur la commande du moteur et le logiciel embarqué.

Le but de ce BE est la création d'un démonstrateur matériel reproduisant l'équipement "Main Inverter" dédié à la traction d'un véhicule électrique, à la recharge et à la gestion des batteries. Le but n'est pas de créer à partir de zéro l'architecture électronique de ce calculateur, mais de s'appuyer sur des circuits électroniques dédiés automobiles. Les circuits utilisés sont ceux fournis par NXP Semiconductors, partenaire de ce projet. Parmi les nombreuses contraintes imposées à cet équipement (thermique, efficacité énergétique, robustesse, confort de conduite), l'une d'entre elles concerne la sûreté de fonctionnement (functional safety).

contact : Alexandre Boyer

Wireless digital communications for connected objects (Communications numériques sans fil pour les objets connectés) - 5e année ISS

Ce cours vise à fournir les connaissances de base sur le fonctionnement des émetteurs-récepteurs radiofréquences numériques (mécanismes de traitement bande de base et de couches radio). Il vise aussi à fournir des outils simples pour évaluer leurs performances :

  • Bande passante requise
  • Capacité ou débit binaire maximal
  • Sensibilité d’un récepteur
  • Link performance
  • Portée radio
Le cours adresse aussi les contraintes en terme de réglementations radio. Les concepts vus en cours sont illustrés au travers de la norme IEEE 802.15.4 (Zigbee).

Contact : Alexandre Boyer

Prise en main HFSS

Ces transparents présentent plusieurs cas d'études dédiés la prise en main du logiciel HFSS et de l'environnement ANSYS Electronics Desktop. Ces exemples visent principalement la modélisation de composants électroniques et de circuits imprimés.

Contact : Alexandre Boyer

Techniques et systèmes de transmission - 5e année RT

Les performances des systèmes de télécommunications sans fils dépendent de l'interface radio (de son paramétrage et de son placement), mais aussi des caractéristiques des antennes (et équipements associés) et aux effets parasites dus à la propagation hertzienne. A la fin de cette UV, les étudiants sont capables de comprendre l'influence d'une interface radio, des équipements employés (particulièrement les antennes) et les modes de propagation pour :

  • Assurer une couverture radio suffisante
  • Optimiser la capacité d'un canal de transmission
  • Garantir la qualité de transmission

 

Cet enseignement est donné sous la forme d'un apprentissage par projet (APP). Le projet proposé est centré sur l'étude d'une interface radio WCDMA pour un réseau cellulaire UMTS. Deux problèmes sont proposés :

  • Conception d'une antenne de station de base pour un réseau UMTS (conception sur le logiciel FEKO d'une antenne secteur, beamforming, sensibilisation aux normes d'exposition aux ondes électromagnétiques)
  • Planification et dimensionnement d'un réseau cellulaire WCDMA (bilan de liaison, compromis couverture/capacité, calcul de couverture pour différents types d'environnement, optimisation d'un réseau cellulaire UMTS à partir d'un outil de planification).

Contact : Alexandre Boyer

Documents Pour l'APP:

 

 

TP de compatibilité électromagnétique - 5e année SE

Ce TP est associé aux cours d'Industrialisation et Qualification. Le but de ce TP est de réduire l'émission électromagnétique conduite produite par un microcontrôleur 16 bits fictif (le STARCORE) en optimisant le budget de capacités de découplage. Cette optimisation est faite à l'aide du logiciel IC-EMC. Une fois le budget de capacité de découplage déterminé, le routage "faible émission" d'un circuit imprimé 4 couches est réalisé sous le logiciel Altium Designer.

Contact : Alexandre Boyer

 

Risques Electromagnétiques (module Qualité, Sécurité, Environnement) - 4e année AE & IR

Le but de cette intervention de 4 heures est de présenter les risques qu’encourent les personnes lorsqu’elles sont exposées aux champs électromagnétiques. Deux types de risque sont considérés : les effets directs sur la santé humaine, et les effets indirects notamment sur la sûreté de fonctionnement des systèmes électriques et électroniques (problèmes d’interférences électromagnétiques). Bien que largement débattu, les effets des champs électromagnétiques sur la santé étant un sujet à controverse. Ce cours vise donc faire le point sur les risques avérés sur la santé dans des « environnements électromagnétiques » usuels, décrire l’origine des problèmes d’interférences électromagnétiques, présenter les recommandations et exigences prévues par les autorités en terme d’exposition des personnes et des systèmes aux champs électromagnétiques, ainsi que les méthodes permettant de garantir qu’elles sont respectées.

Contact : Alexandre Boyer

 

Enseignements effectués à l'extérieur de l'INSA de Toulouse :

Emission conduite des alimentations à découpage (ENSEEIHT / Parcours Conversion d'Energie et Réseaux Electriques)

L'émission conduite constitue l'une des causes fréquentes de non-conformité CEM des alimentations à découpage. La mise en conformité CEM passe par un dimensionnement adéquat des filtres CEM d'entrée et de sortie, ainsi que de bonnes pratiques de placement-routage. Or, ces choix ne peuvent se faire qu'à partir d'une compréhension fine des mécanismes de génération et de propagation des perturbations conduites haute fréquence. Le but de ce cours d'introduction est multiple :

  • Définir le concept d'émission conduite et présenter le contexte
  • Présenter brièvement les techniques de mesure standards de l'émission conduite (ex : EN55022, CISPR25)
  • Identifier les sources et les modes de propagation du bruit conduit produit par une alimentation à découpage (ex : buck, flyback)
  • Décrire les principales structures de filtre CEM (en mode commun et différentiel) et leur dimensionnement
  • Présenter et illustrer plusieurs règles de conception faible émission des alimentations à découpage.

Cet enseignement est partagé en 2 h de cours, 8 h de travaux pratiques. Les aspects pratiques traitent de cas d'étude réels et font appel à l'outil de simulation IC-EMC.

Contact : Alexandre Boyer

Support de cours

Lien vers l'énoncé de BE

Modèles pour le BE

 

CEM des circuits intégrés (ENSEEIHT / Département Electronique et Génie Electrique par la voie de l'Apprentissage)

Le but de ce cours est d'introduire à la compatibilité électromagnétique, appliquée aux circuits intégrés. A l'issue de ce cours, les participants sont capables de comprendre les origines des phénomènes d'émission et de compatibilité électromagnétique (CEM) à l'échelle d'un circuit, d'acquérir les connaissances de base pour faire face à un problème de CEM, et se familiariser avec les règles de conception courantes orientées CEM pour les circuits et le circuit imprimé.

Cet enseignement est partagé en 12 h de cours, 16 h de travaux pratiques et de bureau d'étude. Les aspects pratiques traitent de cas d'étude réels et font appel à l'outil de simulation IC-EMC.

Contact : Etienne Sicard, Alexandre Boyer

Part 1. Overview

Part 2. Basic concepts

Part 3. EMC measurement methods for ICs

Part 4. EMC design guidelines for PCB and ICs

Practical trainings with IC-EMC

Data for Exercise 5 of Practical trainings

Enoncé Bureau d'étude

Données pour le Bureau d'étude

 

Couplage électromagnétique (Cursus ISMIN - Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne à Gardanne)

La conception des systèmes électroniques fait souvent abstraction de son « comportement électromagnétique » (propagation du signal, couplage électromagnétique parasite, rayonnement électromagnétique, …), qui peut limiter ses performances voire dégrader son fonctionnement. L’objectif de ce cours est de donner à un élève ingénieur les bases théoriques nécessaires pour comprendre le « comportement électromagnétique » des systèmes électroniques (du circuit intégré au circuit imprimé) et construire des modèles compacts de ces phénomènes adaptés à la simulation des systèmes électroniques.

CONTENU

Partie 1 : Concepts de base

• Rappels d’électromagnétisme (électrostatique, magnétostatique, induction électromagnétique, concepts d’inductance et de capacité)
• Equations de Maxwell
• Onde plane, propagation et caractéristiques

Partie 2 : Propagation guidée dans les lignes de transmission

• Mise en évidence des phénomènes de propagation sur une ligne
• Concept de lignes de transmission, lignes de transmission usuelles
• Equations des lignes, paramètres linéiques d’une ligne
• Solutions dans le domaine temporel (diagramme de Bounce, modèle de Branin)
• Applications : réflectométrie et intégrité du signal
• Solutions dans le domaine fréquentiel
• Applications : transformateur d’impédance, adaptation d’impédance
• Modèle quadripolaire d’une ligne de transmission

Partie 3 : Rayonnement électromagnétique et antennes

• Rayonnement électromagnétique et concept d’antenne
• Caractéristiques d’une antenne (diagramme de rayonnement, gain, PIRE, impédance d’entrée, polarisation…)
• Modélisation d’une antenne
• Principaux types d’antennes (dipôle de Hertz, boucle, dipôle demi-onde, monopôle)
• Propagation en espace libre, équation de Friis, bilan de liaison
• Application : energy harvesting

Partie 4 : Conclusion
• Problèmes liées aux phénomènes électromagnétiques dans les systèmes électroniques, cas concrets
• Notion de compatibilité électromagnétique (CEM)
• Directives et normes CEM

Présentation de cours

Corrections des exercices d'application