Caractérisation et modélisation de la susceptibilité conduite des circuits intégrés aux perturbations électromagnétiques

Le travail présenté dans ce mémoire porte sur l étude de la susceptibilité conduite des circuits intégrés. La première partie du travail concerne la mise en place de deux bancs de mesure basés notamment sur les techniques de caractérisation usuelles adoptées par les standards d immunité. Dans un premier temps, le document propose un nouveau système d injection qui constitue une solution alternative et originale aux systèmes d injections classiques recommandés par la norme IEC 62132-4 connue également sous l appellation courante DPI (méthode d injection directe de puissance). Par la suite, le document présente une nouvelle technique d injection pour caractériser la susceptibilité des circuits intégrés vis-à-vis des décharges électrostatiques. La deuxième partie du travail consiste à établir un modèle de susceptibilité facilement exploitable et qui permet de reproduire fidèlement les mesures. Ce modèle a été construit à partir d une approche mathématique basée sur les réseaux de neurones. L expression mathématique résultante de la simulation du réseau de neurone exprime la susceptibilité du circuit et elle est facilement intégrable dans des logiciels de simulation électrique de type ADS ou Pspice pour alimenter les plateformes de simulation.The aim of this work is the characterization and modelling of integrated circuits susceptibility to conducted electromagnetic disturbances. The work has been carried out into main parts: the first part dealt with the re-use of immunity standards in order to characterize the integrated circuits susceptibility to continuous wave or electrostatic discharge disturbances. In this part, we present an alternative solution for typical injection setups usually recommended by the IEC 62132-4 standard. This solution aims to couple a radiofrequency disturbance to a DC or a low frequency signal. Also in this part, we introduce a new methodology for better characterizing the immunity of complex digital circuits to electrostatic discharge. The second part discussed a new methodology for modelling the susceptibility of integrated circuits to continuous wave disturbance such as a sinewave by using a neural network approach. The model is extracted as a mathematical expression and can be implemented in software tools such as ADS or Pspice.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF

Modélisation des émissions rayonnées de composants électroniques

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Méthode de caractérisation CEM des équipements automobiles en mode conduit, modélisation CEM d'équipements

Le nombre d'équipements électriques connectés au réseau de bord des véhicules actuels évolue rapidement. Cette intégration rapide génère de nouvelles contraintes CEM sur le réseau de bord, qui peuvent venir perturber des équipements sécuritaires, de confort ou nécessaires au bon fonctionnement du véhicule. Pour garantir le pire cas de fonctionnement du point de vue CEM et assurer l'immunité de chacun des équipements du réseau de bord, il est nécessaire d'avoir une connaissance fine de chacun d'entre eux (charge, générateurs sources, interconnexions, disposition spatiale) Dans l'objectif de pre dire les perturbations CEM et valider le bon fonctionnement du réseau de bord par simulation, nous proposons une méthode de caractérisation des équipements automobiles (charge, source) basée sur une approche de Thévenin. Des simulations de moteurs courant continu, en transitoire de commutation ont été réalisés.For some years, the number of electronic devices in the car body increases consequently. Their huge integration number raise EMC unknown interferences who can disturb safety, comfort or functional devices on the electrical network. To guarantee the worst case network functioning, and assess equipments immunity to unwanted electrical phenomena, the accurate knowledge of network components (loads, sources, interconnections, spatial arrangement) is necessary. In order to predict disturbances and subsequently optimise the electrical network structure, we propose an equipments input characterization method (loads - sources) based on a Thevenin approach. Simulation of DC electrical motors transient in switching state has been implemented in time domain.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF

Introduction des contraintes de propagation et rayonnement électromagnétiques dans l'étude et la conception d'émetteurs/récepteurs de puissance

Les phénomènes de propagation et de rayonnement électromagnétique doivent être pris en compte dès la phase de conception des modules émetteur-récepteur radar (T/R modules) afin d'augmenter leur compatibilité électromagnétique (CEM). Après un rappel de l'architecture générale d'un radar et des T/R modules, nous avons évoqué les aspects de CEM d'un point de vue fonctionnel et normatif. Une bonne conception des T/R modules nécessite la connaissance des phénomènes électromagnétiques, en particulier la caractérisation des sources et des chemins de propagation des perturbations. A l'aide de simulations et de mesures nous avons pu caractériser certains de ces phénomènes. A cet effet, nous avons développé un banc de mesure champ proche électromagnétique permettant la caractérisation de modules complets et la mise en évidence de désadaptations de circuits. Cet outil de mesure a été validé et caractérisé à l'aide de circuits passifs dont le comportement électromagnétique est connu. Face aux éventuelles perturbations électromagnétiques, il faut mettre en place des solutions de blindage, de filtrage et respecter certaines règles de design. Nous avons alors proposé une méthodologie de conception des T/R modules qui tient compte des phénomènes électromagnétiques en préconisant notamment l'utilisation des outils de mesure et de simulation.The electromagnetic radiation and propagation phenomena have to be taken into account in the conception phase of Transmit/ Receive modules (T/R modules) for radar applications in order to increase their electromagnetic compatibility (EMC). After a quick review of radar and T/R module architecture, we have dealt with the EMC aspects from a working and standard point of view. An optimal T/R module conception needs the knowledge of electromagnetic phenomena, in particular the characterization of perturbation sources and propagation paths. With simulation and measurement tools, we have characterized some phenomena. To that effect, we have developed an electromagnetic near field measurement bench allowing the characterization of complete modules and circuits mismatchings. This measurement tool has been validated and characterized with passive circuits whose electromagnetic behavior is known. To avoid electromagnetic perturbations, shielding, filtering solutions and design rules are necessary. So we have proposed a methodology of T/R module conception that takes electromagnetic phenomena, simulation and measurement tools into account.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF

Restitution d'attitude d'un satellite à haute manoeuvrabilité par un viseur stellaire à matrice APS (Amélioration de l'autonomie et de la robustesse par couplage gyrométrique)

La problématique de l'utilisation de matrices photosensibles de technologie CMOS-APS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor-Active Pixel Sensor) en remplacement des CCD (Coupled Charge Device) pour l'application de visée stellaire est étudiée. Après un rapide exposé des techniques et méthodes associées aux viseurs stellaires, une caractérisation des matrices APS est menée, ainsi qu'une étude portant sur l'utilisation des signaux provenant de gyromètres à technologie vibrante. A l'issue de ces études préliminaires, l'architecture est adoptée et les outils algorithmiques analysés. En particulier, deux algorithmes de reconnaissance de motif d'étoiles robustes au bruit spatial sont proposés. Des méthodes de fusion de données basées sur le filtrage de Kalman et l'algorithme REQUEST (REcursive QUaternion EStimator) sont étudiées. Les solutions optimales sont retenues pour aboutir à un système de mesure d'attitude viable basé sur l'utilisation d'une matrice APS hybridée avec un bloc gyrométrique tridimensionnel. Ce système est robuste à haute dynamique, restitue l'attitude à haute fréquence, consomme peu d'énergie, utilise des composants à bas coût et de technologie pérenne.The use of CMOS-APS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor-Active Pixel Sensor) photodetector arrays instead of CCD (Coupled Charge Device) in the star tracker applications is studied. Star trackers associated technologies and methods are first exposed. In a second time, characterisation of an APS imaging is done. The same study concerning the gyros is conducted. A conclusion allows to estimate the necessary modifications concerning the computation operations. The algorithmical approach is then examined. Two star pattern recognition algorithms, noise tolerant, are proposed. Data fusion methods, based on Kalman filter and REQUEST (REcursive QUaternion EStimator) alogithm are studied. Optimal solutions are selected to result to an attitude measurement system composed of an APS imaging array hybridised with an tri-axis gyro bloc. This system is high dynamic robust, delivers a high frequency attitude information, has a low power consumption and uses low cost components.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF

Real-time 3D reconstruction for mobile robot using catadioptric cameras

International audienceThis paper presents a 3-second 3D reconstruction algorithm able to process a dense geometric approximation of the surrounding environment. Image acquisition is done by a stereoscopic panoramic system with two color catadioptric cameras mounted on a mobile robot. An algorithm running on a Graphical Processing Unit (GPU) processes the 3D reconstruction in real-time. As the camera system moves, new views of the scene are used to improve the model of the scene thanks to an incremental algorithm. Then, the performance of our approach is evaluated using a synthetic image sequenc

MODELING OF BUNDLE WITH RADIATED LOSSES FOR BCI TESTING

International audienceIn order to simulate the BCI (Bulk Cable Injection) tests we try to derive an equivalent model of the wires leading to the DUT (Device Under Test). This model will be used to perform test simulations according to automotive specifications [2]. The standard does not specify the relative position of the wires. But, in lot of cases, their positions are preponderant. The simulation is a very good way to estimate their influence

Estimation of compaction of bituminous mixtures at microwave frequencies

This study is the beginning of a thesis dealing with the ability of electromagnetic methods based on waves propagation, to replace nuclear ones for measuring the compaction of bituminous mixtures. We study here the permittivity variation in function of compaction level of bituminous samples. For one part, a network analyzer with cylindrical cavities is used to obtain the permittivities of dry bituminous mixtures. These measurements are made with a controlled compaction between 0.88 and 0.96. For another part, each bituminous mixtures component (aggregates, binder, filler, air), their respective permittivity and their concentration are taken account in a permittivity model, based on the complex refractive index model (CRIM). The measurements of the mixtures are presented, discussed, and compared to their corresponding CRIM model. Further works are planned to improve the measurements quality. Résumé Des mesures réalisées à l'aide d'un analyseur de réseau et d'une cavité cylindrique sont effectuées sur des échantillons de bétons bitumineux, pour des compacités souhaitées allant de 0.88 à 0.96. Trois fréquences de résonance, variables selon les échantillons sont étudiées. Chaque constituant (granulats, liant bitumineux, filler), leur proportion et leur nature sont mesurés et pris en compte pour élaborer un modèle de permittivitté basé sur le modèle de CRIM (Complex Refractive Index Model). On note une faible influence de la fréquence de mesure, et une augmentation quasi-linéaire de la permittivité réelle avec la compacité. Ce travail initié en juillet 2008, est le début d'une thèse portant sur l'évaluation des méthodes basées sur la propagation des ondes électromagnétiques, pour remplacer les méthodes nucléaires, et de leur capacité à déterminer la compacité des enrobés bitumineux