Bsr, HulkEnvoyé par HULK28
Ceci me rappelle qu'au début de la CMOS cd4000 (celle qu'il ne fallait pas toucher avec les doigts....- avant l'arrivée de la 4000B-...), on ajoutait dans toutes les pattes d'alim des circuits une résistance de 10 ohms, avant le condo de découplage. L'intérêt était de pouvoir mesurer la tension aux bornes de cette résistance, et donc de mettre le doigt (surtout pas !!) sur le ou les circuits qui consommaient anormalement.
tu as connu ça ?
cdlt,
JY
Bonjour,
A ces bons conseils, je rajouterai une remarque :
Aujourd'hui, il y a un foisonnement de champs UHF comme le GSM 900 MHz...A ces fréquences, un condensateur de découplage de mode commun, même CMS, et même avec sa liaison la plus courte possible...présente une impédance inductive d'au moins une dizaine d'ohms, et souvent bien plus. Il vaut mieux compter sur les perles ferrite en série pour arrêter ces courants, plutôt que sur les capas de découplage parallèle.
Je suis tout a fait d'accord !
Pour moi ça remonte à 10 ans toutes ces folles journées devant les appareils de tortures des tests CEM !!! Du coup, j'avoue ne plus avoir les idées aussi claires qu'à l'époque.
Je crois me souvenir que lorsque le budget me le permettait, c'est à dire pas souvent, j'utilisais une self de choc pour annuler le reste des courants de mode commun.
Un peu comme le schéma de principe ci dessous (mauvaise valeur de composants, j'ai fait ça vite fait)
Capture du 2016-09-03 12:02:02.png
Évidemment lorsque mes appareils n'avaient pas de masse (boîtier plastique par exemple) je retirais tout ce qui va à la masse + T1 sur le schéma de principe du dessus mais je faisais super attention au couplage carte/chassie (chassie qui est une masse). Je ne perdais jamais de vu que si un courant de mode commun arrive dans un PCB sans masse alors ce courant va quand même repartir, via le couplage carte/chassie, pour retourner à ça source. C'est pour cette raison bien précise que j'éloignais mon plan 0V (je détourais les connecteurs d'entrée) des connecteurs où arrivaient les câbles.
En gros j'essayais d'arriver à ça (je reprends des illustrations que j'ai faite lorsque j'ai expliqué à une personne ce qu'était le foutu couplage carte/chassie)
Cas1.jpg
Le pire des cas c'est ça !!!!
Cas2.jpg
Et les vrais multimètres s'en protègent avec une espèce de mousse conductrice comme ci dessous.
Cas3.jpg
Personnellement, j'ai constaté que lorsqu'il n'y a pas de masse sur un montage alors les courants de mode commun peuvent poser de gros soucis !
Non, trop jeune
Bonjour,
Par ailleurs, le cas des cartes électroniques dans un boîtier métallique mérite aussi quelques conseils supplémentaires:
Ce n'est pas parce qu'on a enveloppé la carte par une boîte en métal qu'on a résolu les pb de CEM, loin s'en faut ! une grande partie des perturbations arrivent par les connexions.
Aujourd'hui, beaucoup d'appareils présentent une continuité entre la masse de la carte et la masse du boîtier. Dans ce cas, les courants de mode commun arrivant sur le connecteur vont rejoindre le boitier par cette liaison entre masse de la carte et boitier. ( il s'agit souvent d'une vis ou une colonnette) Il s'agit donc que cette liaison de masses soit le plus proche possible de l'entrée des câbles , afin que les courants de MC repartent vers l'extérieur sans se promener à l'intérieur du boîtier.
On peut voir sur wikipedia " Compatibilité électromagnétique" , les paragraphes paragraphes 5-1 et 5-2 avec le petit dessin qui me semble explicite...
https://fr.wikipedia.org/wiki/Compat...agn%C3%A9tique
Dernière modification par gwgidaz ; 05/09/2016 à 09h27.
Bonjour à tous, merci beaucoup pour vos explications
@Vincent PETIT : Tes schémas m'ont bien fait comprendre le phénomène. En général, j'utilise un boitier aluminium relié à la terre, et à l’intérieur, l'électronique est isolée par un boitier plastique et ou non raccordée au boitier. Voir schéma joint.
Des fois, il se peut que je ressorte le 0V de l'alim pour avoir un commun sur mes entrées. On amène une tension de 24V pour les commandes.
Ce sont des projecteurs / indicatur à LEDs que j'avais fait pour une grosse expo de modélisme qu'on fait tous les ans en pleine nature dans un champ. Mais j'aime bien faire les choses et en apprendre d'avantage.
Bon bah tout est dit cette fois protection avec masse, sans masse, les perturbations rayonnées et conduites en directes ou indirectes (capacitives et inductives), les ESD.
On sent que tu as du en chier aussi gwgidaz
Il y a un dernier test que je trouvais assez méchant surtout sans masse physique (donc boîtier plastique) c'est lorsque tu prends un tôle métal que tu mets a proximité de l'appareil et que tu décharges ton pistolet ESD dessus à 8kV. Je crois que c'est le couplage plan horizontal et vertical
@mat-n-lok,
Tu as dans ce fil de discussion une sacrée bonne synthèse des problématiques CEM
Si ton électronique est dans un boîtier plastique alors les perturbations de MC (si il y en a) vont trouver un chemin (capacité parasite carte/chassie) pour aller dans le boîtier métallique puis dans la terre pour retourner vers la source. A toi de maîtriser le chemin de retour.
Le conseil avisé de gwgidaz sur la colonnette c'est clairement ça, dans le cas où il y a une masse, il maîtrise le chemin de retour de perturbation en mettant la colonnette la plus proche possible de l'entrée des câbles.
Comme quoi tout n'est pas une question de routage. Tu peux avoir une carte super bien routée et pour autant avoir zapé quelque chose d'important.
Sache aussi que tout ce qui sort, je pense notamment a ton plan 0V est susceptible d'être malmené. En règle générale on filtre tous les câbles qui entrent ou qui sortent du système.
Lorsque tu certifies un appareil en CEM, aucun des câbles inter-cartes dans l'appareil n'est soumis à des tests. On test l'appareil complet et boitier fermé bien entendu
Et si je fais comme ça vous en pensez quoi ?
La zone de protection ESD (ferrites + TVS) reliée à la terre, me permets d'évacuer les perturbations directement et au plus près de l'arrivée des câbles sans atteindre et passer par l'électronique. Un peu le principe de la colonnette mais réalisé avec 2 plans de masse séparés.
la cd4000 est apparue en 68 (quelle époque !!! tu as peut-être loupé çaNon, trop jeune
cdlt,
JY
C'est mieux !
Car c'est bien ça l'idée des protections CEM, c'est aider les courants perturbateurs a repartir.
Aussi il est très important de ne pas mélanger les termes :- Plan 0VEt de connaitre le rôle de chacun
- Plan de masse
- Terre- Plan 0V => C'est la référence pour que l'électronique fonctionne bien (ça c'est indispensable !)
- Plan de masse => C'est pour la protection CEM (améliore l'immunité aux bruits mais pas nécessaire au fonctionnement de l'électronique, comme sur les téléphones portables qui n'ont pas de masse métallique)
- Terre => C'est pour la protection des personnes (rien a voir avec l'électronique comme le prouve les avions où, comme on le sait tous, la terre est très mauvaise)
Déjà on voit l'abus de langage que nous faisons tous en parlant de plan de masse sur nos PCB alors que nous désignons très souvent le plan 0V
Tu peux relier aussi le plan 0V de l'électronique au plan de masse physique via un condo. De cette façon, si le plan 0V se prend une perturbation (rayonnée admettons), elle passera par la capa pour repartir dans le plan de masse
En effet, cela dit un bon plan 0V réduit les perturbations qui pourraient être conduites vers l'extérieur ou rayonnées du fait de l'amélioration des chemins de courant internes au circuit ?Déjà on voit l'abus de langage que nous faisons tous en parlant de plan de masse sur nos PCB alors que nous désignons très souvent le plan 0V
Exactement, autant la masse puis la terre servent de chemin de retour pour les perturbations d'origine externe, autant un plan 0V servira de retour aux perturbations internes (appel de courant par exemple)
Ce qui explique pourquoi on met les condo de découplage aux plus près des composants qui vont créer un appel de courant.
Ou encore pourquoi sur une alimentation à découpage, on place le condo de filtrage (et aussi de lissage d'ailleurs) au plus près de l'alimentation. C'est pour que le retour du courant pollueur, si je puis dire, retourne à sa source.
En fait c'est presque le bon sens que tous les électroniciens appliquent dans leurs développement et pour la CEM c'est pareil.
Oui, c'est pourquoi la configuration optimum au niveau CEM est celle d'un chassis métallique avec un seul panneau (arrière ou avant) qui contient tous les connecteurs. C'est le cas d'un PC si on n'utilise pas les connecteurs en façade, par exemple. Si on regarde de près les connecteurs de la carte mère, on voit des petites languettes métalliques qui relient le châssis à la carcasse du connecteur. Les capas de filtrage de mode commun retournent directement les courant de mode commun au chassis.
Vincent, concernant ton premier dessin : si le but est de protéger la carte alimentée, ne vaut-il pas mieux placer les capas après les inductances ? (mettre C1/C2 après T1, et C3 après L1/L2?)
Bonsoir
Pourtant la 4000 était la seule logique qualifiée spatiale, et ce n'est pas si fragile, le B c'est pour bufferisée, plus de fonctionnement en linéaire possible pour les inverseurs qui étaient d'excellents ampli en AC BP 10Mhz. Les résistance c'est pour éviter le latch up un grand classique aussi avec la série des switch DGXXX des débuts.
JR
l'électronique c'est pas du vaudou!
pas seulement. Il y avait la TTL (surtout en version 54Lxx) et l'I²L
J'aime pas le Grec
+1
Très bonne observation !
Arf, je suis désolé mais je ne me souviens plus de la raison pour la quelle j'ai toujours mis mes capa devant (c'est loin pour moi). Je sais que sur les filtres shaffner c'est comme ça et qu'ils m'ont inspiré en complément de la formation CEM que j'ai reçu et des 6 années où j'ai pu avoir accès à un labo de CEM pour pré-certifier mes appareils.
Peut être une notion d'impédance ? De réponse du filtre ?
Demain je vais tacher de retrouver un des schémas que j'ai fait à l'époque car il me semblait que toutes les capa étaient au second étage (après les transil) suivi de ma self de choc et des VK200.
Pourquoi penses tu que mettre les capa après serait mieux ?
Il me semble que :
- Si le but est d'empêcher les parasites de sortir (par exemple l'appareil est une alim à découpage) alors ton schéma est idéal
- Par contre pour les empêcher de rentrer il vaut mieux un filtre LC que CL
- Un filtre CLC (ou pi) résoud le problème dans les deux sens.
Je suppose que tu l'as fait comme ça pour éviter les problèmes d'émission en CEM... parce que la plupart des alims sont naturellement bien immunisées contre les parasites secteur HF (transfo = grosse inductance + pont de diodes et capas => ça filtre. Quand aux alims à découpage... il y a une capa en tête aussi.).
Les alims AC/DC jouent en effet le role de filtre mais en meme temps elles rajoutent leur dose de cochonneries aussi bien vers le secteur que vers la carte...
Donc en gros je prends une couche interne pour faire mon plan de 0V nécessaire au fonctionnement de l'électronique, et sur les autres couches de signaux, je fait un plan de masse non raccordé aux 0V des composants, mais raccordé en un seul endroit au plan de 0V via un condo ?C'est mieux !
Car c'est bien ça l'idée des protections CEM, c'est aider les courants perturbateurs a repartir.
Aussi il est très important de ne pas mélanger les termes :- Plan 0VEt de connaitre le rôle de chacun
- Plan de masse
- Terre- Plan 0V => C'est la référence pour que l'électronique fonctionne bien (ça c'est indispensable !)
- Plan de masse => C'est pour la protection CEM (améliore l'immunité aux bruits mais pas nécessaire au fonctionnement de l'électronique, comme sur les téléphones portables qui n'ont pas de masse métallique)
- Terre => C'est pour la protection des personnes (rien a voir avec l'électronique comme le prouve les avions où, comme on le sait tous, la terre est très mauvaise)
Déjà on voit l'abus de langage que nous faisons tous en parlant de plan de masse sur nos PCB alors que nous désignons très souvent le plan 0V
Tu peux relier aussi le plan 0V de l'électronique au plan de masse physique via un condo. De cette façon, si le plan 0V se prend une perturbation (rayonnée admettons), elle passera par la capa pour repartir dans le plan de masse
Ce que je fais en général sur mes alims à découpage, c'est que je double le filtre de sortie. On a en général la self suivie des condos de filtrage (LC), moi je fait (LCLC).Il me semble que :
- Si le but est d'empêcher les parasites de sortir (par exemple l'appareil est une alim à découpage) alors ton schéma est idéal
- Par contre pour les empêcher de rentrer il vaut mieux un filtre LC que CL
- Un filtre CLC (ou pi) résoud le problème dans les deux sens.
Je suppose que tu l'as fait comme ça pour éviter les problèmes d'émission en CEM... parce que la plupart des alims sont naturellement bien immunisées contre les parasites secteur HF (transfo = grosse inductance + pont de diodes et capas => ça filtre. Quand aux alims à découpage... il y a une capa en tête aussi.).
A mon avis non car tu vas utiliser déjà 2 couches rien que pour ça, et en plus tu risques d'avoir du couplage entre ta masse et ton 0V donc retour à la case départ.
Si tu regardes comment sont fait la majorité des cartes (qui passent les tests), il n'y a qu'un seul plan 0V sur toute la carte. Si parfois il y en a plusieurs c'est principalement pour les distingos numérique/analogique dans certains cas seulement.
C'est possible, je ne me souviens plus bien mais ça m'agace ce truc il faut que je retrouve !!!!
Si il faut je vais simuler la réponse de tels filtres et tenter de retrouver pourquoi je faisais ça. Je vais aussi retrouver le support de formation que la société A.E.M.C. http://www.aemc.fr/ m'a laisser pour voir si je n'ai pas bêtement appliquer un sens de structure recommandé (c'est possible) et si l'un de vous peut se faire payer une formation par cet organisme c'est le top ! C'est super intéressant et vivant contrairement a ce que pourrait laisser croire la CEM.
Je sais que je m'étais aussi appuyer sur des élémentaires même si il faut relativiser au vu des capacités mises en jeu.
Oui c'est vrai il peut y avoir aussi la fréquence de découpage avec ses harmoniques mais ce cela ne m'a jamais posé de soucis sur tous les tests que j'ai pu passer.Les alims AC/DC jouent en effet le role de filtre mais en meme temps elles rajoutent leur dose de cochonneries aussi bien vers le secteur que vers la carte...
Y'en a qui ont de la chance...!
Idem que Aurélien, tu vas perdre beaucoup de place et peut être faire pire que bien.
Moi je faisais ça (c'est mon dernier projet avant ma réorientation de carrière)
Le maximum de la CEM est au même endroit.
Bottom equipe.jpg
Reliée a un plan CHASSIE => vrai plan de masse. On voit aussi l'emplacement des colonnettes au niveau des connecteurs
Plan chassis.jpg
Une ligne de garde chassie que tu as déjà du voir en observant d'autres PCB
Ligne de garde.jpg
Un plan 0V recouvrant tout le circuit. Si je n'avais pas eu de masse alors je n'aurai pas mis de plan 0V au dessus de la partie CEM pour éviter de créer un chemin de retour dans mon 0V.
Ici j'ai limité au maximum le couplage, superposé, entre plan 0V au dessus et plan de masse en dessous. J'aurai aussi pu mettre les deux plans au dessus mais j'avais surement une bonne raison de le faire !
Top equipe.jpg
Oui ça c'est possible
Mais à mes débuts et sur certain projet j'ai souffert.... une chance que j'avais tout le matériel a disposition sinon ça aurait coûté cher à ma boîte (mon entreprise avait acheter tout le matériel pour l'ensemble des tests CEM ; un petite chambre, pour les émissions rayonnées, de 1.5m x 1.5m sur 1.5m de haut, toutes les pinces d'injections, pistolet ESD. Ils avaient racheté ça a un véritable labo de certification qui a upgradé tout son matos, c'était donc du matériel pas tout jeune mais au moins passait en métrologie et calibré chaque année)
Le sujet est vraiment intéressant et je n'ai pas les moyens de me payer une formation sur la CEM, mais je pense qu'on va un peu trop loin. Je rappel qu'il s'agit d'une petite carte assez simple, qui doit être protégée un minimum contre les petites surtensions du quotidien, ESD, inversion de polarité, et surtout, éviter la catastrophe CEM. Il doit y avoir plusieurs niveaux de protection... Je cherche donc une solution réaliste sans aller chercher une immunité totale (si cela existe !).
D'ailleurs, Vincent, j'ai corrigé mon schéma en mettant des 0V à la place des GND. J'ai bien compris la différence des appellations
Vincent : Belle densité sur cette carte !
- Dans mon cas, si je mets une ligne de garde reliée à la masse de ma zone CEM, on est bien d'accord sur le fait qu'elle ne doit en aucun cas être reliée au 0V ?
- Cette ligne de garde, doit évacuer vers la terre, dans mon cas avec un coffret plastique qui héberge l'électronique ?
- Quels sont les gros composants noirs tout en haut de ta zone de CEM ? Ceux juste en dessous du trait blanc de l'entourage. Des diodes aussi ?
Si si mais avec une capa ! Car si ton 0V se prend un transitoire alors il faut qu'il puisse repartir via la masse (au travers de la capa qui aura une faible impédance).
Rassure toi sur l'effet inverse, on serait tenter de se dire que comme la masse est la poubelle à perturbations alors le 0V doit s'en tenir écarter, c'est à dire les retours de perturbations de la masse vers le 0V mais ce n'est jamais le chemin de retour le plus favorable. Et l'erreur c'est justement de ne pas les relier (si tu as une masse de disponible bien sûr)
Alors dans ce cas de figure cette ligne de garde ainsi que la masse sur le PCB ne servent à rien. Tu ne pourra filtrer que le mode différentiel et pas le mode comm.
L'idée est tout de même de se prémunir des courants de mode commun car ils peuvent quand même rentrer et présence de masse ou pas ils repartiront à leur source (si pas de masse alors hop, au travers le couplage carte chassis). Voir mes 3 schémas avec un Raspberry dans les pages précédentes.
Maintenant ce qui va t'aider c'est que le boîtier plastique repose dans un boîtier qui lui est métallique. Le couplage carte chassie peut être contrôlé.
Par exemple, si les pattes des connecteurs d'entrées sont longues et quelles dépassent la hauteur des composants CMS en dessous du PCB alors le chemin le plus favorable est la (au chemin le plus court même si je n'aime pas dire ça)
Ceux sont des ferrites dont voici le lien :
http://katalog.we-online.de/en/pbs/W...390.1473187737
Beaucoup de monde les connaît sous le nom de VK200.
Il y a aussi des diodes transil et les condo de CEM.
C'est ce que je me suis demandé mais j'avais anticipé la réponse en réfléchissant un peu. Y'a t-il une valeur ou une techno de condo spécifique à cette fonction ? Ou un multi couches SMD de 50V est suffisant ?
Même si sur mon connecteur d'entrée je prévois une broche de terre pour évacuer ce que les TVS et capas filtrerons ?
Et comme je n'ai aucun CMS en dessous, c'est encore mieux ^^
Je ne savais pas du tout qu'elles existaient en CMS !
Dernière modification par mat-n-lok ; 07/09/2016 à 08h07.
Il faut relativiser un peu tout ça.
Un boitier métallique comme solution pour résoudre la CEM est une vue de l'esprit, elle ne doit être pratiquée uniquement si:
->toutes les autres solutions ne suffisent pas
->selon le niveau d'homologation souhaité
En général l'approche est la suivante:
-> on quantifie les sources potentielles et victimes conduites et rayonnées (interne et externe), en évaluant leurs niveaux d'énergie.
-> on limite au maximum les champs perturbateurs interne par un routage rigoureux
-> on applique les règles de physique liées aux champs et on les réduits en appliquant ce qui est éprouvé (placement des vias, cms tant que faire se peut, plans d'équipotentialités, suppression des diaphonies, des modes communs, etc)
-> on définit les directives du routage
Il n'est pas utile de prendre un marteau pour écraser une simple mouche, comme dans ton cas.
Mieux vaut faire un 4 couches, voir plus, que de se lancer dans un coffret métallique avec des joints CEM et autres fumisteries si dès le départ les règles citées ci-dessus n'ont pas été respectées.
La règle numéro 1 est déjà de bien comprendre ce qu'est un champ, comment il se forme, contamine une victime, et comment le réduire ou l'annuler le plus souvent par de simples recettes.
Par exemple dire "mettre un condensateur de découplage au plus près du CI" n'est pas la règle exacte, la règle est de dire: le condensateur de découplage doit être routé au plus près des broches d'alimentation ET de réduire au maximum la surface de la maille.
Une boucle crée un champ qui dépend de la surface formée, plus cette surface est faible plus le champ sera faible.
Quand on fait un multi-couches il faut tenir compte des capacités inter-couches, des impédances contrôlées, ça ne s'improvise pas.
Comme il a été dit on ne mélange pas les signaux rapides et lents, on branche en étoile les retours de courants des signaux de commande et de puissance.
Dans une alim à découpage on privilégie, pour les pistes à forts di/dt, des pistes larges et courtes pour réduire les inductances parasites.
Quand on a réduit au maximum les potentiels champs perturbateurs internes on se focalise sur les perturbations conduites vers l'extérieur, par les câblages filaires et la connectiques.
On doit bloquer les forts dv/dt et/ou di/dt, généralement par des filtres types CLC, des transils, des selfs.
Quand on a beaucoup de fils entrants et sortants, dans ce cas précis, l'usage d'un coffret métallique s'avérera nécessaire pour qu'il soit au potentiel de référence des électroniques et pour que les câbles soient plaqués sur ce plan équipotentiel (toujours pour éviter des boucles génératrices de champs).
Il n'est pas indispensable de coller des trucs de partout sans une approche méthodique et systématique, la seule approche sérieuse est l'analyse quantitative et qualitative de ce qui se passe sur la carte, de ce qui rentre et de ce qui sort, sans oublier l'environnement auquel sera soumis l'objet technique.
Dernière modification par HULK28 ; 07/09/2016 à 08h35.
De mémoire céramique ou a défaut film plastique comme un polyester (MKT)
Mmmoui dans ce cas c'est bon... mais pour faire bien mieux tu devrais fixer un fil de masse sur le boîtier extérieur et le faire arriver sur le connecteur de la carte électronique.
Comme ça en l'absence de terre ou si la valeur de terre est pourrie alors les perturbations que rediriges vont aller dans le boîtier métallique extérieur et le tour est joué.
Pense a mettre un fil de masse assez gros car plus il est fin et plus son impédance sera grande face a un transitoire rapide et donc le chemin le plus favorable, pour que ce transitoire reparte, ne sera peut être plus ton fil de masse mais autre chose ! Dans l'industrie on a recours a des tresses de masse pour que l'impédance soit bonne et que le transitoire passe par là pour repartir.
Évidemment comme le dit HULK28 là on parle de solutions pour des problèmes rencontrés dans l'industrie. Mais je pense que tu avais déjà relativisé si j'en crois cette phrase :
Dernière modification par Vincent PETIT ; 07/09/2016 à 08h51.
Salut Hulk, je n'ai malheureusement pas les compétences nécessaires pour réaliser une études aussi complexe que ça.
Tout ce que je peux te dire c'est que :
- Mes boîtiers contenant l'électronique seront installés dehors en plan champ (alim batteries, pylônes edf à proximité) ou dans une salle des fêtes (alim secteur, matériel de sono)
- Les boîtiers seront connectés / déconnectés par des gens plus ou moins compétents
- Sur les alims / entrées il peut y avoir jusqu'à 100 mètres de câble. En sortie pas plus de 50 cm et ca reste dans le coffret.
A partir de ces données je cherche à réaliser quelque chose de correcte, propre et efficace.
