Combien de µA de mode commun dépassent CISPR 32 classe B ?

On entend souvent que quelques microampères de courant de mode commun sur un câble suffisent à échouer à un essai d’émission rayonnée. Cet article chiffre cette affirmation avec le modèle du câble court (dipôle de Hertz) et les limites CISPR 32 classe B, puis convertit le résultat en une lecture vérifiable avec une pince de courant avant d’aller au laboratoire.

Le modèle

Pour un câble beaucoup plus court que la longueur d’onde (L < λ/10) parcouru par un courant de mode commun I, le champ maximal au-dessus d’un plan de masse à la distance r vaut environ E = 1,257 × 10⁻⁶ · f · L · I / r, avec f en Hz, L et r en mètres et I en ampères. Ce facteur inclut déjà la réflexion sur le sol (×2) d’un site en espace libre ou d’une chambre semi-anéchoïque. Comme E augmente avec la fréquence et la longueur du câble, le même courant est bien plus pénalisant à 200 MHz qu’à 30 MHz tant que le câble reste électriquement court.

Exemple : câble de 1 m à 30 MHz

Prenons un câble USB ou d’alimentation de 1 m et la limite CISPR 32 classe B à 10 m, soit 30 dBµV/m (quasi-crête) de 30 à 230 MHz, c’est-à-dire 31,6 µV/m. À 30 MHz, la longueur d’onde est de 10 m : un câble de 1 m vaut exactement λ/10 et le modèle reste applicable. En résolvant pour le courant : I = E · r / (1,257 × 10⁻⁶ · f · L) = 31,6 × 10⁻⁶ × 10 / (1,257 × 10⁻⁶ × 30 × 10⁶ × 1) ≈ 8,4 µA.

Environ 8,4 µA (18,5 dBµA) de courant de mode commun sur un mètre de câble atteignent donc la limite de classe B. Avec la marge habituelle de 6 dB, l’objectif est d’environ 4,2 µA (12,5 dBµA).

Évolution du courant admissible selon la fréquence et la longueur

Le modèle ne valant que pour des câbles électriquement courts, la longueur utilisable diminue quand la fréquence monte. Dans le tableau, chaque cas reste à λ/10 ou moins.

Valeurs calculées avec E = 1,257 × 10⁻⁶ · f · L · I / r, réflexion sur le sol comprise. Au-delà de λ/10, le câble réel se comporte comme une antenne résonante et le modèle n’est plus fiable.

La ligne à 3 m donne presque le même courant que la ligne à 10 m, car la limite à 3 m est plus élevée de 10 dB et le rapport de distances 10/3 vaut environ 10,5 dB. C’est pourquoi la règle empirique de conversion de 10 dB entre limites à 3 m et à 10 m fonctionne pour les sources en champ lointain.

En faire un contrôle à la pince de courant

Une pince de courant placée autour du câble entier mesure directement le courant de mode commun : I (dBµA) = lecture du récepteur (dBµV) − impédance de transfert Z_T (dBΩ). Avec une pince dont le certificat d’étalonnage indique Z_T = 15 dBΩ à 30 MHz, les 8,4 µA de la limite (18,5 dBµA) correspondent à une lecture de 33,5 dBµV. Avec 6 dB de marge, visez 27,5 dBµV ou moins.

• Enserrez le câble entier (tous les conducteurs et le blindage) pour que les courants de mode différentiel s’annulent et que seul le courant de mode commun soit mesuré.
• Déplacez la pince le long du câble et retenez la lecture maximale ; les ondes stationnaires rendent le courant dépendant de la position.
• Utilisez la valeur de Z_T à chaque fréquence tirée des données d’étalonnage de votre propre pince, pas une valeur nominale unique.
• Utilisez le même détecteur et la même bande passante que pour l’essai final (RBW de 120 kHz, crête pour un balayage rapide) pour que la comparaison ait un sens.

Ce que cela dit des corrections

Des courants de quelques microampères sont minuscules face aux milliampères qui circulent dans le circuit ; ils viennent de petits déséquilibres : une liaison de masse de quelques nanohenrys, un blindage raccordé par une queue de cochon ou un filtre absent au connecteur. Une ferrite clipsable qui ajoute environ 100 Ω d’impédance de mode commun à 30 MHz peut diviser le courant par plusieurs fois si l’impédance de la source est faible ; c’est souvent la façon la moins chère de regagner les 6 dB. Confirmez le résultat à la pince, puis revérifiez la marge par rapport à la limite en tenant compte de l’incertitude de mesure.