Comment se préparer à des tests EMI et CEM réussis ?

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.

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.

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 tests de pré-conformité EMI (interférences électromagnétiques) sont une série de tests et de mesures effectués sur des appareils ou des équipements électroniques pour évaluer leurs émissions électromagnétiques avant de subir des tests de conformité formels pour la certification réglementaire. L’objectif principal des tests de pré-conformité EMI est d’identifier et de résoudre les problèmes potentiels d’interférences électromagnétiques dès le début du cycle de développement du produit, en aidant les fabricants à s’assurer que leurs produits répondent aux normes de compatibilité électromagnétique (CEM) et aux exigences réglementaires.

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: Les émissions rayonnées sont la libération intentionnelle et non intentionnelle d’énergie électromagnétique 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.
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• Émissions conduites: Les émissions conduites sont le couplage de l’énergie électromagnétique d’un appareil à 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.

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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).

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. Connaissez vos normes: il existe diverses normes CEM qui spécifient les procédures d’essai et les limites pour les émissions rayonnées et conduites. 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 tests de pré-conformité EMC: 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 USD 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 de test CEM: une fois qu’un produit a passé les tests de pré-conformité et a réussi le test 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 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 ».

L’objectif des tests de pré-conformité CEM est d’imiter le test de conformité mis en place dans une marge acceptable pour découvrir les problèmes potentiels et réduire le risque d’échec avant le test de conformité coûteux. Les tests de préconformité CEM impliquent généralement :

• Analyseur de spectre avec détecteur de quasi-crête
• Préamplificateur (en option)
• Antenne avec support non métallique pour les émissions rayonnées
• Réseau de stabilisation d’impédance de ligne (LISN) pour le test effectué
• Limiteur de puissance pour l’essai effectué
• Sondes en champ proche CEM pour le diagnostic (en option)
• Oscilloscope avec capacités de corrélation de fréquence et de temps pour aider au débogage (en option)
• Logiciel de test CEM

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’ASE que vous essayez de mesurer. D’autres considérations pour améliorer la précision incluent un bon plan de masse et la réduction du nombre d’objets réfléchissants autour de la zone de test.

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.
6. Chambre de conformité IEM complète ou Analyseur de Spectre Tektronix