Qu'est-ce que les tests CEM (compatibilité électromagnétique) ?

Les tests CEM constituent une étape critique dans les processus de conception et de fabrication des appareils électroniques. Divers organismes de réglementation, dont la FDA, la FCC et l'ISO, ont fixé des limites spécifiques aux émissions pouvant être émises par un appareil électronique. Ces réglementations CEM (compatibilité électromagnétique) fournissent une fiabilité et une sécurité accrues à tous ceux qui utilisent des équipements électriques et électroniques, car elles garantissent que l'appareil n'interfère pas avec le fonctionnement d'autres équipements ou ne fonctionne pas comme prévu en raison d'interférences dues à d'autres émissions. L'échec des tests CEM de conformité peut entraîner des amendes et des rappels de produits.

L'achat d'instruments capables de détecter les problèmes potentiels de CEM/EMI avant les tests CEM vaut donc la peine d'être investi. Bien que l'EMI et la CEM soient très similaires, il existe quelques différences entre les deux.

Qu'est-ce que les EMI (interférences électromagnétiques) ?

Parfois appelées interférences radiofréquences (RFI), les interférences électromagnétiques (EMI) se produisent lorsque l'énergie électromagnétique perturbe le fonctionnement d'un appareil électronique. La source des EMI peut être d'origine humaine, comme d'autres appareils électriques tels que les blocs d'alimentation à découpage, les ordinateurs personnels, ou d'origine naturelle, comme les orages électriques, les radiations solaires ou même les bruits cosmiques.

Qu'est-ce que la CEM ?

La compatibilité électromagnétique (CEM) est la capacité d'un appareil à fonctionner comme prévu dans un environnement comportant d'autres appareils électriques ou sources d'EMI sans affecter ces autres appareils. Un appareil est dit conforme à la CEM lorsqu'il n'influence pas l'environnement électromagnétique au point de nuire à d'autres appareils et systèmes..

Qu'est-ce que les tests CEM ?

Pour garantir la conformité aux réglementations nationales et internationales en matière d'EMI et de CEM, de nombreuses entreprises font appel aux services d'un centre de test spécialisé. Comme ces tests sont coûteux, même si le produit échoue, plusieurs entreprises effectuent des tests CEM de pré-conformité en interne. Si elles disposent d'un laboratoire suffisamment sophistiqué, les entreprises peuvent également effectuer des tests CEM de conformité en interne.

Les différents types de tests CEM

Lorsque des produits électroniques sont soumis à des laboratoires d'essais CEM, ces derniers effectuent plusieurs types de tests CEM. D'une manière générale, ces tests sont divisés en deux catégories : les tests d'immunité et les tests d'émissions.

Tests d'immunité

Les tests d'immunité consistent à transmettre de l'énergie RF à un dispositif testé (DUT) (également appelé équipement testé ou EUT) afin de déterminer si le DUT/EUT fonctionne correctement lorsqu'il se trouve dans un tel environnement.

Tests d'émission

Les tests d'émission consistent à mesurer les émissions RF, rayonnées et conduites, d'un DUT/EUT afin de déterminer si ses niveaux d'émission ne dépassent pas les limites définies par la norme appropriée. Les tests d'émissions comprennent à la fois les essais d'émissions par rayonnement et par conduction.

Émissions rayonnées

Les émissions rayonnées sont la libération intentionnelle et non intentionnelle d'énergie électromagnétique par un appareil électronique. Un essai de rayonnement est effectué pour s'assurer que les émissions émanant de l'objet sous test ou de l'objet testé sont conformes aux limites applicables.

Émissions conduites

Les émissions conduites sont le couplage de l'énergie électromagnétique d'un appareil à son cordon d'alimentation. Comme pour les émissions rayonnées, les émissions conduites autorisées pour les appareils électroniques sont contrôlées par différents organismes de réglementation et des essais sont effectués pour s'assurer que les niveaux d'émission sont inférieurs aux limites applicables.

EApplications et normes des tests CEM/EMI

Les tests CEM font partie du processus de développement des produits et sont obligatoires sur la plupart des marchés. Bien que tous les appareils électroniques soient soumis à des essais CEM, vous trouverez ci-dessous quelques-unes des applications les plus courantes des tests CEM et des normes auxquelles les appareils et les équipements doivent se conformer.

Laboratoires de tests CEM

Les tests CEM de conformité sont généralement effectués hors site avant la production d'un appareil. Les sites d'essai en plein air sont les sites de référence utilisés pour la plupart des normes. Ils sont particulièrement utiles pour les essais d'émissions des grands systèmes d'équipement. Toutefois, les tests RF d'un prototype physique sont plus souvent effectués à l'intérieur, dans une chambre anéchoïque spécialisée. Les types de chambres comprennent les chambres anéchoïques, les chambres réverbérantes et la cellule électromagnétique transversale gigahertz (cellule GTEM).

Procédure de tests CEM et taux de réussite moyen

Environ 50 % des produits réussissent leur premier test de conformité CEM en l'absence de pré-conformité. Il est donc essentiel de comprendre la procédure et les normes auxquelles un appareil est soumis afin d'augmenter vos chances de réussite

1. Connaître les normes

   Il existe toute une série de normes CEM qui spécifient les procédures de test et les limites des émissions par rayonnement et par conduction. Elles varient en fonction du pays et du type d'équipement testé. La première étape des essais consiste à déterminer quelles normes s'appliquent à votre produit et à rechercher les procédures d'essai et les limites requises pour la conformité.

2. Effectuez des tests CEM de pré-conformité

   Les tests de conformité CEM peuvent prendre jusqu'à deux semaines - sans compter le temps nécessaire pour que votre produit soit placé dans la file d'attente des essais et peuvent coûter jusqu'à 20 000 $ par soumission. Un échec en matière de conformité CEM peut entraîner des modifications coûteuses de la conception et des retards dans le lancement du produit. Et comme près de 50 % des produits échouent à leur premier test de conformité CEM lorsque la pré-conformité n'est pas prise en compte, il est probable que vous deviez répéter votre visite au laboratoire d'essai, ce qui multiplie les coûts au fil du temps.

3. Trouver un laboratoire de tests CEM

   Une fois qu'un produit a été soumis à des essais de pré-conformité et qu'il les a réussis avec une marge suffisante, il doit être officiellement certifié par un laboratoire de test CEM, Les laboratoires accrédités sont la référence en matière de tests CEM et il est toujours recommandé - mais pas nécessaire - de choisir un laboratoire accrédité pour s'assurer que votre appareil est prêt à être mis sur le marché. Toutefois, dans certains cas, la certification par un laboratoire accrédité par la FCC est requise, notamment pour les appareils qui relèvent des procédures d'autorisation de « certification ».

Comment réussir les tests de compatibilité CEM ?

Les tests de pré-conformité CEM sont un moyen rapide et abordable de s'assurer que les produits passent les tests CEM du premier coup. Dans les premières phases de développement, les techniques de conception pour la CEM sont combinées à des diagnostics pour construire des produits peu sensibles aux interférences externes et internes. Plus tard dans le cycle de développement, les essais de pré-conformité sont utilisés pour détecter les problèmes de conformité et améliorer la probabilité d'un premier passage réussi des tests de conformité CEM complets

Les tests CEM de pré-conformité présentent d'autres avantages :

1. Détection précoce des erreurs et résolution des problèmes potentiels
2. Réduction des coûts d'essai et de conception
3. Les projets deviennent plus agiles
4. Diminution du risque d'échec et garantie de la conformité
5. Résolution des problèmes de conception et d'ingénierie excessives ou insuffisantes.

Pour mieux comprendre comment une installation de test de pré-conformité Tektronix se compare à un laboratoire de tests CEM, regardez cette courte vidéo :

Mise en place d'un laboratoire de test CEM de pré-conformité

Lors de la sélection d'un site d'essai, les zones rurales, les salles de conférence et les sous-sols sont de bonnes options car ils minimisent les signaux externes qui pourraient masquer les niveaux d'émission de l'objet sous test que vous essayez de mesurer. D'autres éléments à prendre en compte pour améliorer la précision sont un bon plan de masse et la réduction du nombre d'objets réfléchissants autour de la zone d'essai.

Les produits de test CEM et EMI

L'objectif des tests de pré-conformité CEM est d'imiter la configuration des essais de conformité avec une marge acceptable afin de découvrir les problèmes potentiels et de réduire le risque d'échec avant l'essai de conformité coûteux. Les essais de pré-conformité CEM comprennent généralement les éléments suivants

• • Analyseur de spectre wavec détecteur de quasi-crête
• Préamplificateur (en option)
• Antenne avec support non métallique pour les émissions rayonnées
• un réseau de stabilisation de l'impédance de ligne (LISN) pour l'essai par conduction
• Limiteur de puissance pour l'essai dirigé
• Sondes CEM en champ proche pour le diagnostic (en option)
• Oscilloscope avec corrélation de fréquence et de temps pour faciliter le débogage (en option)
• Logiciel d'essai CEM

Centre de ressources pour les tests CEM