Qu’est-ce que le test de compatibilité électromagnétique (CEM) ?

Le test de compatibilité électromagnétique (CEM) ou test de CEM/CEI est une étape cruciale dans les processus de conception et de fabrication des dispositifs électroniques. Divers organismes de réglementation, dont la FDA, la FCC et l’ISO, ont établi des limites spécifiques sur les émissions pouvant être émises par un dispositif électronique. Ces réglementations en matière de CEM (compatibilité électromagnétique) garantissent une fiabilité et une sécurité accrues pour toute personne utilisant des équipements électriques et électroniques, car elles assurent que le dispositif ne perturbe pas le fonctionnement d’autres équipements ni ne fonctionne de manière incorrecte en raison d’interférences provenant d’autres émissions. Ne pas réussir les tests de conformité CEM peut entraîner des amendes et des rappels de produits.

Ainsi, l’achat d’instruments capables de repérer d’éventuels problèmes de CEM/CEI avant les tests de CEM en vaut l’investissement. Bien que l’IEM (interférence électromagnétique) et le CEM soient très similaires, il existe quelques différences entre les deux.

Qu’est ce que l’EMI?

Parfois appelée interférence radiofréquence (RFI), l’interférence électromagnétique (EMI) se produit lorsque l’énergie électromagnétique perturbe le fonctionnement d’un dispositif électronique. La source de l’IEM peut être artificielle, comme d’autres dispositifs électriques tels que les alimentations à découpage, les ordinateurs personnels, ou naturelle, comme les tempêtes électriques, le rayonnement solaire, voire les bruits cosmiques.

Qu’est-ce que la CEM ?

La compatibilité électromagnétique (CEM) est la capacité d’un dispositif à fonctionner comme prévu dans un environnement avec d’autres dispositifs électriques ou sources d’EMI, sans affecter négativement ces autres dispositifs. Un dispositif est considéré comme conforme à la CEM lorsqu’il n’influence pas l’environnement électromagnétique dans une mesure telle que d’autres dispositifs et systèmes en sont affectés de manière négative.

Qu’est-ce que le test EMI et EMC?

Les tests d’interférence électromagnétique (EMI) et de compatibilité électromagnétique (CEM) sont des processus conçus pour évaluer et garantir que les dispositifs électroniques ou systèmes respectent les normes réglementaires en matière d’émissions et d’immunité électromagnétiques.

1. Test EMI (Test d’interférence électromagnétique) : Le test EMI se concentre sur la mesure des émissions électromagnétiques produites par un dispositif. Il évalue la quantité d’énergie électromagnétique qu’un dispositif libère dans son environnement et vérifie s’il est conforme aux limites spécifiées par les organismes de réglementation. Le test EMI aide à identifier les sources potentielles d’interférences qui pourraient affecter le bon fonctionnement d’autres dispositifs électroniques à proximité.
2. Test EMC (Test de compatibilité électromagnétique) : Le test EMC évalue à la fois les émissions et l’immunité d’un dispositif. Il examine la capacité d’un dispositif à fonctionner correctement dans son environnement électromagnétique prévu sans être négativement influencé par d’autres dispositifs. Le test EMC garantit qu’un dispositif peut coexister avec d’autres équipements électroniques sans causer ni subir d’interférences.

Les entreprises ont souvent recours aux services de laboratoires de test spécialisés pour effectuer des tests EMI et EMC. Ces laboratoires disposent de l’expertise et de l’équipement nécessaires pour réaliser des tests complets et garantir la conformité aux réglementations nationales et internationales. Le processus de test peut être coûteux, et même si un produit échoue au test, c’est une étape cruciale pour identifier et résoudre les problèmes potentiels de compatibilité électromagnétique.

Dans certains cas, les entreprises peuvent choisir d’effectuer des tests de pré-conformité EMC en interne pour identifier et résoudre les problèmes potentiels avant d’envoyer le produit à un laboratoire de test externe. Cela peut aider à économiser des coûts et du temps à long terme. Si une entreprise dispose d’un laboratoire bien équipé, elle peut également réaliser des tests complets de conformité EMC en interne, rationalisant davantage le processus de test et permettant un meilleur contrôle sur le cycle de développement du produit.

Qu’est-ce que le test EMI et EMC ?

Pour garantir la conformité aux réglementations nationales et internationales en matière d’interférences électromagnétiques (EMI) et de compatibilité électromagnétique (EMC), de nombreuses entreprises font appel aux services d’un laboratoire de test spécialisé. Étant donné que ces tests sont coûteux, même en cas d’échec du produit, plusieurs entreprises effectuent des tests de préconformité EMC en interne. Si elles disposent d’un laboratoire suffisamment sophistiqué, certaines entreprises peuvent également effectuer des tests de conformité EMC en interne.

Configuration des tests EMC/EMI

Les tests EMC/EMI sont généralement divisés en deux catégories : les tests d’immunité et les tests d’émissions.

Types de tests EMC

Lorsque des dispositifs électroniques sont soumis à des laboratoires de test EMC, ces laboratoires réalisent de nombreux types de tests EMC. En général, les tests EMC 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 en cours de test (DUT) (également appelé équipement en cours de test ou EUT) pour déterminer si le DUT/EUT fonctionne correctement dans un tel environnement.

Tests d’émissions

Les tests d’émissions consistent à mesurer les émissions RF, tant rayonnées que conduites, d’un DUT/EUT pour déterminer si ses niveaux d’émissions ne dépassent pas les limites définies par la norme appropriée. Les tests d’émissions incluent à la fois des tests d’émissions rayonnées et des tests d’émissions conduites.

a) Émissions rayonnées
Les émissions rayonnées sont la libération intentionnelle et non intentionnelle d’énergie électromagnétique par un dispositif électronique. Un test rayonné est réalisé pour garantir que les émissions provenant du DUT ou de l’EUT sont conformes aux limites applicables.

Tests EMC/EMI pour les émissions rayonnées

b) Émissions conduites
Les émissions conduites sont le couplage de l’énergie électromagnétique d’un dispositif à son cordon d’alimentation. Tout comme les émissions rayonnées, les émissions conduites autorisées par les dispositifs électroniques sont réglementées par différentes agences de régulation, et les tests sont effectués pour garantir que les niveaux d’émission sont inférieurs aux limites applicables.

Tests EMC/EMI pour les émissions conduites

Applications et normes des tests EMI/EMC

Les tests EMI/EMC font partie du processus de développement de produit et sont obligatoires dans la plupart des marchés. Bien que tous les dispositifs électroniques soient soumis à des tests EMC, voici quelques-unes des applications les plus courantes pour les tests EMC et les normes que les dispositifs et équipements doivent respecter.

Démystifier la configuration des tests EMI/EMC

Une configuration de test rayonné typique avec un analyseur de spectre USB RSA500 de Tektronix.

Les tests de préconformité EMI/EMC ne doivent pas être difficiles ni excessivement chronophages. Sur la base des retours clients, Tektronix a développé un logiciel de nouvelle génération axé sur la facilité d’utilisation et la fonctionnalité pour fournir des tests de préconformité pour les mesures rayonnées et conduites.

La configuration des tests de préconformité EMI/EMC commence avec SignalVu-PC. Cette dernière version de SignalVu-PC est désormais livrée avec une option supplémentaire appelée EMCVu. EMCVu offre une fonctionnalité de configuration conviviale, une configuration intégrée des normes et des accessoires avec des capacités de sélection par bouton-poussoir. Que vous configuriez un site de test en plein air (OATS) ou que vous effectuiez des tests dans votre laboratoire, EMCVu rationalise la capture et l’élimination du bruit ambiant de vos mesures pour augmenter la précision de vos tests de préconformité sans chambre anéchoïque.

Pour en savoir plus sur l’utilisation d’EMCVu avec des analyseurs de spectre en temps réel et des accessoires pour effectuer des tests de préconformité pour les émissions rayonnées et conduites, téléchargez la note d’application ici.

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Laboratoires de test EMC

Les tests de conformité EMC sont généralement effectués hors site avant la production d’un dispositif. Les sites de test 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 de grands systèmes d’équipement. Cependant, les tests RF d’un prototype physique sont plus souvent réalisés en intérieur, dans une chambre anéchoïque spécialisée. Les types de chambres comprennent anéchoïque, réverbération, et la cellule électromagnétique transversale gigahertz (GTEM).

Procédure de test EMC et taux de réussite moyen

Environ 50 % des produits passent leur premier test de conformité EMC lorsque la préconformité n’est pas prise en compte, il est donc essentiel de comprendre le processus et les normes auxquels un dispositif est testé afin d’augmenter vos chances de réussite.

a) Connaître vos normes

Il existe une variété de normes EMC qui spécifient les procédures de test et les limites pour les émissions rayonnées et conduites. Celles-ci varient d’un pays à l’autre et en fonction du type d’équipement en cours de test. La première étape du test consiste à déterminer quelles normes s’appliquent à votre produit et à rechercher les procédures de test et les limites nécessaires pour la conformité.

b) Connaître vos normes

Les tests de conformité EMC peuvent prendre jusqu’à deux semaines pour être achevés, sans compter le temps nécessaire pour placer votre produit dans la file d’attente de test, et peuvent coûter jusqu’à 20’000 $ par soumission. Un échec à la conformité EMC peut entraîner des redesigns coûteux et des retards de lancement de produit. Et comme près de 50 % des produits échouent à leur premier test de conformité EMC lorsque la préconformité n’est pas prise en compte, il est probable que vous deviez répéter votre visite au laboratoire de test, multipliant ainsi les coûts au fil du temps.

c) Trouver un laboratoire de test EMC

Une fois qu’un produit a passé avec succès les tests de préconformité et qu’il a obtenu le test avec une marge suffisante, il doit être certifié formellement par un laboratoire de test EMC. Les laboratoires accrédités sont la norme d’or pour les tests EMC, et le choix d’un laboratoire accrédité est toujours recommandé, bien que non nécessaire, pour garantir que votre dispositif est prêt à être commercialisé. Cependant, certaines situations exigent une certification d’un laboratoire accrédité par la FCC, notamment pour les dispositifs relevant des procédures d’autorisation de ‘certification’.

Comment réussir les tests de compatibilité EMC

Les tests de préconformité EMC sont un moyen rapide et abordable de s’assurer que les produits réussissent les tests EMC du premier coup. Dans les premières étapes de développement, les techniques de conception pour EMC sont associées à des diagnostics pour construire des produits peu sensibles aux interférences externes et internes. Plus tard dans le cycle de développement, les tests de préconformité sont utilisés pour détecter les problèmes de conformité et améliorer la probabilité d’un premier passage réussi des tests de conformité EMC complets.

Avantages supplémentaires des tests de préconformité EMC incluant :

• Détection précoce des erreurs, résolution des problèmes potentiels
• Réduction des coûts de test et de conception
• Projets plus agiles
• Réduction du risque d’échec et garantie de conformité
• Traitement des problèmes de surconception et de sous-conception
  

Lors du choix d’un site de test, 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 du dispositif en cours de test (DUT) que vous essayez de mesurer. D’autres considérations pour améliorer la précision comprennent la présence d’un bon plan de masse et la réduction du nombre d’objets réfléchissants autour de la zone de test.

Produits de test EMI et EMC

Produits de test EMI/EMC

L’objectif des tests de préconformité EMC est de reproduire la configuration du test de conformité dans une marge acceptable afin de mettre en évidence d’éventuels problèmes et de réduire le risque d’échec avant le coûteux test de conformité. Les tests de préconformité EMC impliquent généralement :

• Analyseur de spectre avec détecteur quasi-crête
• Préamplificateur (en option)
• Antenne avec support non métallique pour les émissions rayonnées
• Réseau de stabilisation d’impédance de ligne (LISN) pour les tests conduits
• Limiteur de puissance pour les tests conduits
• Probes de champ proche EMC pour le diagnostic (en option)
• Oscilloscope avec des capacités de corrélation fréquence et temps pour faciliter le débogage (en option)
• Logiciel de test EMC