Chambre anéchoïque CISPR 25 — Exigences et spécifications

Introduction

Des mesures CISPR 25 précises et reproductibles nécessitent un environnement électromagnétique contrôlé qui élimine les interférences extérieures et minimise les réflexions internes. La méthode ALSE (Enceinte Blindée Revêtue d’Absorbants) est l’environnement d’essai standard spécifié dans la CISPR 25 pour les mesures d’émissions rayonnées des composants automobiles. Une ALSE est essentiellement une chambre anéchoïque : une salle blindée revêtue de matériaux absorbants les radiofréquences (RF) qui suppriment les réflexions provenant des murs, du plafond et (dans certaines configurations) du sol de la chambre.

La conception et la construction d’une chambre anéchoïque CISPR 25 nécessitent une attention particulière à l’efficacité de blindage, aux performances des absorbants, à la géométrie de la chambre, à la configuration du plan de masse et aux niveaux de bruit de fond. Cet article couvre les principales exigences techniques qu’une chambre d’essai CISPR 25 doit satisfaire.

Efficacité de blindage

La structure extérieure d’une chambre anéchoïque CISPR 25 est une enceinte blindée conçue pour atténuer les signaux électromagnétiques extérieurs et les empêcher d’interférer avec les mesures d’émissions sensibles réalisées à l’intérieur. Le blindage doit fournir une atténuation suffisante sur toute la plage de fréquences de mesure CISPR 25, de 150 kHz à 2500 MHz.

Les exigences typiques d’efficacité de blindage pour une chambre CISPR 25 sont :

Plage de fréquences	Efficacité de blindage minimale
150 kHz - 30 MHz	80 dB (champ magnétique et électrique)
30 MHz - 1000 MHz	80 - 100 dB (onde plane)
1000 MHz - 2500 MHz	80 - 100 dB (onde plane)

Le blindage est typiquement réalisé à l’aide de panneaux en acier soudé ou en construction modulaire de panneaux en acier galvanisé. Tous les joints, raccords, garnitures de porte, pénétrations de ventilation et panneaux d’entrée de câbles doivent maintenir l’efficacité de blindage requise. Les portes des enceintes blindées utilisent des systèmes de joints à ressort (finger stock) ou à lame pour maintenir l’intégrité électromagnétique pendant le fonctionnement normal.

Des filtres de ligne d’alimentation, des filtres de ligne de signaux et des traversées en fibre optique sont utilisés pour toutes les connexions électriques et de données passant à travers les parois de l’enceinte blindée. Ces filtres doivent fournir une atténuation adéquate à toutes les fréquences d’intérêt.

Exigences relatives aux absorbants RF

Les absorbants RF sont la caractéristique déterminante qui distingue une chambre anéchoïque d’une simple salle blindée. Les absorbants sont montés sur les surfaces intérieures de la chambre pour supprimer les réflexions d’énergie électromagnétique provenant des murs et du plafond de la chambre. Pour les applications CISPR 25, la sélection et le placement des absorbants doivent être appropriés à la plage de fréquences de mesure.

Types d’absorbants

Deux types principaux d’absorbants RF sont utilisés dans les chambres CISPR 25 :

Absorbants en tuiles de ferrite : efficaces aux basses fréquences, typiquement de 30 MHz à 1000 MHz. Les tuiles de ferrite sont des panneaux plats et minces fabriqués à partir de matériau ferrite fritté. Elles offrent une bonne absorption aux basses fréquences sans consommer un volume significatif de la chambre. Les absorbants en ferrite sont essentiels pour atteindre des performances acceptables en dessous de 200 MHz.
Absorbants pyramidaux en mousse : efficaces aux hautes fréquences, typiquement à partir de 200 MHz et au-delà. Ce sont des structures en mousse de forme pyramidale ou cunéiforme chargées en carbone. La géométrie pyramidale fournit une transition d’impédance progressive de l’espace libre vers le matériau absorbant, résultant en une faible réflectivité. La hauteur des pyramides détermine la fréquence efficace la plus basse : des pyramides plus hautes absorbent les fréquences plus basses.

La plupart des chambres CISPR 25 utilisent une configuration d’absorbants hybride combinant des tuiles de ferrite sur les murs de la chambre avec des absorbants pyramidaux en mousse placés par-dessus les tuiles de ferrite. Cette combinaison offre une absorption large bande de 30 MHz à bien au-delà de 2500 MHz.

Placement des absorbants

Pour les mesures d’émissions rayonnées CISPR 25 utilisant la méthode ALSE, les absorbants sont placés sur :

Les quatre murs : couverture complète du sol au plafond.
Le plafond : couverture complète sur toute la surface du plafond.
Le sol : le sol n’est pas revêtu d’absorbants. À la place, un plan de masse métallique est utilisé au sol, car la CISPR 25 spécifie une méthode de mesure basée sur un plan de masse.

Cette configuration crée un environnement « semi-anéchoïque » : les murs et le plafond absorbent les réflexions, tandis que le plan de masse fournit une surface réfléchissante contrôlée qui fait partie de la configuration de mesure.

Dimensions de la chambre

Les dimensions internes d’une chambre anéchoïque CISPR 25 doivent être suffisamment grandes pour accueillir le dispositif en essai (DUT), le faisceau de câblage, l’antenne de mesure et une séparation suffisante des murs revêtus d’absorbants pour éviter les effets de couplage en champ proche. Bien que la CISPR 25 n’impose pas de taille de chambre spécifique, les considérations pratiques suivantes déterminent les dimensions minimales :

Directives de dimensions minimales

Paramètre	Exigence typique
Distance DUT-antenne	1 m (tel que spécifié dans la CISPR 25)
Longueur du faisceau	1500 mm typique
Dégagement du DUT aux murs absorbants	Au moins 1 m recommandé
Dégagement de l’antenne aux murs absorbants	Au moins 1 m recommandé
Extension du plan de masse au-delà du DUT/faisceau	Au moins 200 mm sur tous les côtés

Une taille de chambre courante pour les essais CISPR 25 est d’environ 5 m (L) x 3 m (l) x 3 m (H) de dimensions internes utilisables (avant installation des absorbants). Des chambres plus grandes offrent de meilleures performances aux basses fréquences et plus de flexibilité dans les configurations d’essai. Des chambres plus petites peuvent être acceptables pour les essais de petits SEE avec des faisceaux courts, à condition que les mesures de validation confirment des performances acceptables.

Validation de la chambre

La chambre CISPR 25 doit être validée pour confirmer que ses performances électromagnétiques sont adéquates pour les mesures prévues. Le critère de validation clé est le niveau de bruit de fond : le bruit électromagnétique ambiant à l’intérieur de la chambre (sans DUT en fonctionnement) doit être au moins 6 dB en dessous de la limite d’émission applicable la plus basse sur toute la plage de fréquences de mesure.

Cette validation est réalisée en mesurant le spectre de bruit ambiant à l’intérieur de la chambre en utilisant les mêmes équipements de mesure et configurations d’antenne qui seront utilisés pour les essais du DUT.

Plan de masse

Le plan de masse est une surface métallique au sol de la chambre qui sert de conducteur de référence pour la configuration d’essai CISPR 25. Il doit être électriquement conducteur et fournir une surface à basse impédance sur toute la plage de fréquences.

Les exigences du plan de masse comprennent :

Matériau : tôle de cuivre, d’aluminium ou d’acier galvanisé d’une épaisseur minimale de 0,5 mm.
État de surface : propre, sans corrosion et électriquement continu. Les joints entre les sections du plan de masse doivent être assemblés à l’aide de ruban conducteur ou de joints à recouvrement.
Taille : doit s’étendre d’au moins 200 mm au-delà des bords du DUT et du faisceau de câblage sur tous les côtés.
Connexion à l’enceinte blindée : le plan de masse doit être relié aux parois de l’enceinte blindée pour établir une référence de masse commune.

Positionnement de l’antenne

La CISPR 25 spécifie des exigences précises de positionnement de l’antenne pour les mesures d’émissions rayonnées :

Distance de mesure : 1 mètre du point le plus proche du faisceau de câblage au point de référence de l’antenne.
Hauteur de l’antenne : le centre de l’antenne est positionné à la même hauteur que le faisceau de câblage (typiquement 50 mm au-dessus du plan de masse pour une antenne monopôle tige, ou à la hauteur du faisceau pour les autres types d’antennes).
Polarisation de l’antenne : les polarisations verticale et horizontale sont mesurées (sauf pour l’antenne monopôle tige, qui est par nature à polarisation verticale).
Balayage de l’antenne : l’antenne peut être déplacée le long du faisceau pour identifier la position d’émission maximale.

Différents types d’antennes sont utilisés pour différentes bandes de fréquences, comme décrit dans les exigences de configuration d’essai CISPR 25.

Exigences de bruit de fond

Le bruit électromagnétique ambiant à l’intérieur de la chambre CISPR 25 doit être suffisamment faible pour permettre des mesures d’émissions valides. La norme exige que les niveaux de bruit de fond soient au moins 6 dB en dessous de la limite applicable à toutes les fréquences. En pratique, de nombreux laboratoires d’essais visent des niveaux de bruit de fond de 10 dB ou plus en dessous de la limite pour fournir une marge de mesure supplémentaire.

Atteindre un faible bruit de fond nécessite :

Une efficacité de blindage élevée de l’enceinte.
Un filtrage approprié de toutes les lignes d’alimentation et de signaux entrant dans la chambre.
L’isolation des équipements de support bruyants (alimentations, simulateurs de charge, ordinateurs de contrôle) à l’extérieur de l’enceinte blindée.
L’utilisation de connexions en fibre optique pour le transfert de données entre le DUT et les équipements externes dans la mesure du possible.

Comment TESTUPS peut vous aider

TESTUPS conçoit, construit et valide des chambres anéchoïques CISPR 25 adaptées aux exigences d’essais de composants automobiles. Nos solutions de chambres comprennent des enceintes blindées haute performance, des systèmes d’absorbants hybrides en ferrite et pyramidaux, des plans de masse de précision et des performances de bruit de fond validées. Nous fournissons également des systèmes d’essai CISPR 25 clés en main complets comprenant des récepteurs de perturbations électromagnétiques, des RSIL, des antennes calibrées et des logiciels d’essai automatisés. Que vous ayez besoin d’une nouvelle installation de chambre ou d’une mise à niveau d’une installation existante, TESTUPS fournit un soutien d’ingénierie de la conception à la mise en service et à l’accréditation.

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