Qu'est-ce qu'un essai de compatibilité électromagnétique (CEM) ?

Les essais CEM/EMI 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 qui peuvent être émises par un appareil électronique. Ces réglementations CEM (compatibilité électromagnétique) améliorent la fiabilité et la sécurité de 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 qu'il ne fonctionne pas comme prévu en raison d'interférences dues à d'autres émissions. L'échec des tests de conformité CEM sur le site peut entraîner des amendes et des rappels de produits.

Bien que l'IEM et la CEM soient très similaires, il existe quelques différences entre les deux.

Qu’est-ce que les 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 d’EMI peut être d’origine humaine, comme d’autres appareils électriques tels que les alimentations à découpage, les ordinateurs personnels, ou d’origine naturelle, comme les orages électriques, le rayonnement solaire 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 avec d’autres appareils électriques ou sources d’interférences électromagnétiques sans affecter ces autres appareils. Un appareil est dit conforme à la CEM lorsqu’il n’influence pas l’environnement électromagnétique au point d’affecter négativement d’autres appareils et systèmes.

Qu’est-ce que les tests EMI et CEM ?

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

Les essais CEM/EMI sont généralement divisés en deux catégories : les essais d'immunité et les essais d'émission.

Types d'essais CEM

Lorsque l’électronique est soumise à des laboratoires de test CEM, il existe de nombreux types de tests CEM exécutés par ces laboratoires. D’une manière générale, les tests CEM sont divisés en deux catégories : les tests d’immunité et les tests d’émissions.

Test d’immunité

Les tests d’immunité sont le processus de transmission d’énergie RF sur un dispositif testé (ASE) (également appelé équipement testé ou EUT) pour déterminer si ASE/EUT fonctionne correctement dans un tel environnement.

Essais d’émissions

Les essais d’émissions sont le processus qui consiste à mesurer les émissions RF – rayonnées et effectuées – d’un ASE/MAE afin de déterminer si ses niveaux d’émissions ne dépassent pas les limites définies par la norme appropriée. Les essais d’émissions comprennent des essais d’émissions rayonnées et des essais d’émissions effectués.

Émissions rayonnées

Émissions rayonnées sont les émissions intentionnelles et non intentionnelles d'énergie électromagnétique provenant d'un appareil électronique. Un essai de rayonnement est effectué pour s’assurer que les émissions émanant de l’ASE ou du MAE sont conformes aux limites applicables.

Émissions conduites

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

Applications et normes d'essais EMI/EMC

Les tests EMI/EMC 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, voici quelques-unes des applications les plus courantes des essais CEM et des normes auxquelles les appareils et les équipements doivent satisfaire.

Laboratoires d'essais CEM

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

Procédure d'essai CEM et taux de réussite moyen

Environ 50 % des produits réussissent leur premier test de conformité EMC lorsque la pré-conformité n’est pas prise en compte, il est donc essentiel de comprendre le processus et les normes selon lesquels un périphérique est testé afin d’augmenter vos chances de succès.

1. Connaître ses normes

   Il existe une variété de normes CEM qui spécifient des procédures de test et des limites pour les émissions par rayonnement et par conduction. Ceux-ci varient selon le pays et le type d’équipement testé. La première étape des tests consiste à déterminer quelles normes s’appliquent à votre produit et à rechercher les procédures de test et les limites requises pour la conformité.

2. Effectuer des essais CEM de pré-conformité

   Les tests de conformité CEM peuvent prendre jusqu'à deux semaines - sans compter le temps nécessaire pour mettre votre produit dans la file d'attente des tests - et peuvent coûter jusqu'à 20 000 dollars par soumission. Un défaut de conformité CEM peut entraîner des refontes coûteuses et des retards de lancement de produits. 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 à la maison de test, ce qui multiplie les coûts au fil du temps.

3. Trouver un laboratoire d'essais 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 d'essais CEM. Les laboratoires accrédités sont la référence en matière de tests CEM et le choix d’un laboratoire accrédité est toujours recommandé, mais pas nécessaire, pour s’assurer que votre appareil est prêt à être mis sur le marché. Il existe toutefois certains cas qui nécessitent une certification d’un Laboratoire accrédité FAC, y compris les appareils qui relèvent des procédures d’autorisation de « certification ».

Comment réussir les tests de compatibilité CEM ?

Les tests de préconformité CEM sont un moyen rapide et abordable de s’assurer que les produits réussissent les tests CEM dès la première fois. Ultérieurement au cours du cycle de développement, les tests de pré-conformité sont utilisés pour détecter les problèmes de conformité et améliorer la probabilité de réussite du premier test de conformité CEM.

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

1. Détection des erreurs à un stade précoce, corrigeant les problèmes potentiels ;
2. Réduction des coûts de test et de conception ;
3. Les projets deviennent plus agiles ;
4. Réduction du risque de défaillance et assure la conformité ;
5. Résolution à la fois de la sur-conception et la sous-conception et l’ingénierie.

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