Blindage CEM ou filtrage
Le blindage et le filtrage sont les deux techniques fondamentales d'atténuation des interférences électromagnétiques. Le blindage contient ou bloque physiquement les champs électromagnétiques rayonnés ; le filtrage atténue le bruit conduit sur les câbles et les lignes électriques. Les deux sont nécessaires dans la plupart des conceptions pratiques : le choix entre les deux (ou leur combinaison) dépend du chemin de couplage du bruit.
Blindage électromagnétique
Le blindage utilise des boîtiers ou des joints conducteurs pour contenir ou exclure les champs électromagnétiques. L'efficacité est mesurée en dB d'atténuation. Un boîtier en aluminium solide fournit un blindage de 80 à 120 dB ; un boîtier en acier avec des ouvertures et des joints fournit une protection de 40 à 80 dB.
Advantages
- Résout simultanément les émissions rayonnées et la susceptibilité
- Protège l'ensemble du circuit : il n'est pas nécessaire d'identifier les sources de bruit individuelles
- Efficace de MHz à GHz lorsqu'il est correctement mis en œuvre
- Requis pour de nombreuses catégories de certification FCC/CE
Disadvantages
- Augmente le coût, le poids et la complexité mécanique
- Les ouvertures (connecteurs, évents, fenêtres d'affichage) dégradent le blindage de manière significative
- Les points d'entrée des câbles doivent être filtrés — les câbles contournent le blindage
- Le blindage magnétique à basse fréquence nécessite du mu-metal, pas de l'aluminium
When to use
Utilisez un blindage lorsque les émissions rayonnées dépassent les limites malgré une bonne conception du circuit imprimé, lorsque le produit fonctionne à proximité d'équipements RF sensibles et lorsque la source de bruit et la victime ne peuvent pas être séparées sur le circuit imprimé.
Filtrage CEM
Le filtrage atténue le bruit conduit sur les lignes électriques, les câbles de signal et les interfaces d'E/S. Les filtres courants incluent les filtres LC, les bobines en mode commun, les billes de ferrite et les condensateurs traversants. Les filtres empêchent le bruit de s'échapper ou de pénétrer par les câbles.
Advantages
- Résiste aux émissions conduites — requises pour la plupart des essais de lignes électriques conformes à la norme FCC/CE
- Empêche les câbles d'agir comme des antennes pour les émissions rayonnées
- Coût inférieur à celui du blindage complet du boîtier pour de nombreux produits
- Peut être appliqué de manière sélective à des lignes de signal individuelles
Disadvantages
- N'arrête pas les émissions rayonnées par le PCB lui-même
- L'efficacité du filtre se dégrade en cas de mauvaise disposition des circuits imprimés (contournement du filtre)
- Filtres pour lignes électriques limités par les normes de sécurité (courant de fuite)
- Les parasites des composants limitent l'atténuation des hautes fréquences
When to use
Utilisez le filtrage sur toutes les entrées d'alimentation, les E/S de signal et les interfaces de câble. Il constitue la première ligne de défense contre les émissions par conduction et est essentiel pour empêcher le rayonnement des câbles.
Key Differences
- ▸Le blindage traite des émissions rayonnées/de l'immunité ; le filtrage traite des émissions par conduction et de l'immunité
- ▸Les câbles contournent le blindage : ils doivent être combinés à un filtrage à tous les points de pénétration
- ▸Le filtrage n'empêche pas le PCB de rayonner ; le blindage contient ce rayonnement
- ▸Une solution EMC complète nécessite à la fois : un filtre contre le bruit conduit et un écran contre le bruit rayonné
- ▸Les billes de ferrite sont de petits filtres CM peu coûteux, efficaces au-delà de 30 MHz pour les câbles
Summary
Le filtrage et le blindage sont complémentaires et non des alternatives. Filtrez toutes les interfaces conduites (alimentation, câbles d'E/S) pour éviter que les câbles ne deviennent des antennes. Protégez le boîtier pour contenir les émissions rayonnées résiduelles. Une approche EMC appropriée applique d'abord le filtrage (moins cher, résout la cause première), puis ajoute un blindage pour les problèmes de rayonnement restants.
Frequently Asked Questions
De quelle efficacité de protection mon produit a-t-il besoin ?
La plupart des produits commerciaux nécessitent un blindage de 40 à 60 dB pour être conformes à la norme FCC Part 15B et CISPR 22. Les dispositifs médicaux (IEC 60601) peuvent nécessiter 60 à 80 dB. L'utilisation militaire (MIL-STD-461) peut nécessiter de 80 à 120 dB. Le SE requis dépend du niveau de bruit interne et de la limite d'émission externe.
Pourquoi les passages de câbles dégradent-ils le blindage ?
Tout câble qui passe à travers un blindage transmet un bruit conduit de l'intérieur vers l'extérieur (ou vice versa). Le câble agit comme une antenne, émettant le bruit que le bouclier était censé contenir. La solution consiste à filtrer tous les passages de câbles à la limite du blindage à l'aide de filtres traversants ou de billes de ferrite.
Qu'est-ce qu'une perle de ferrite et quand dois-je l'utiliser ?
Une bille de ferrite est un inducteur qui présente une impédance élevée (généralement de 100 à 1 000 Ω) à des fréquences supérieures à 100 MHz. Utilisés comme filtre en série sur les broches d'alimentation et les lignes d'E/S, ils atténuent le bruit haute fréquence sans affecter les signaux DC ou basse fréquence. Efficace pour la compatibilité électromagnétique lorsqu'il est placé à proximité de la source de bruit.
Le blindage fonctionne-t-il pour les décharges électrostatiques ?
Oui Un boîtier conducteur mis à la terre dirige les courants ESD vers la terre et empêche la pénétration du champ. Le blindage doit avoir une mise à la terre à faible impédance (sangle courte et large par rapport à la terre). Les conceptions sensibles aux décharges électrostatiques nécessitent également des diodes TVS sur les ports d'E/S, car les décharges électrostatiques peuvent entrer via des câbles, même avec un boîtier blindé.