Introduction
Ignorer les propriétés d'un plan de masse peut amener des comportements délicats
dans un boitier électronique ou une carte électronique. Le but de cet article et
d'appréhender l'influence du matériau et de l'épaisseur sur l'impédance
de ces plans de masse à l'aide du module
AC magnetics
de
QuickField™
.
Le tableau suivant donne les valeurs de la conductivité et de la perméabilité relative pour les matériaux
les plus courants.
Métal |
σ × 106(S/m) |
μr (-) |
acier silicium 4% |
1.26 |
1000 |
acier inoxydable |
1.89 |
1 |
mumetal |
1.89 |
20000 |
étain |
9.45 |
1 |
bronze phosphoreux |
11.34 |
1 |
nickel |
13.86 |
100 |
laiton |
16.38 |
1 |
aluminium |
37.8 |
1 |
or |
44.1 |
1 |
cuivre |
63 |
1 |
argent |
66.78 |
1 |
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A partir de 10 kHz, les phénomènes magnétiques vont contribuer de plus
en plus à la valeur de l'impédance de maille. On vérifie :
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Z (µOhms) = 1083 • 103/ (σ • e)
pour F < 10 kHz (σ et e en S.I.)
mais il faudra être prudent lorsqu'on rencontre des formules issues de la littérature telle que
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En haute fréquence :
Z (µOhms) = 370 • √ ( F • μr / σr ),
F étant en MHz et σr = σ / σcuivre
On peut au contraire prédire que l'impédance de maille est un concept incertain pour les conceptions
pointues. En haute fréquence l'impédance dépend peu du matériau et dépend de l'épaisseur du plan de masse.
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Dans les cas simulés, l'impédance dépend de l'épaisseur et est proportionnelle à la fréquence. L'impédance
est calculée en divisant une tension sinusoidale de 100 µV par le courant traversant le plan de masse.
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Modèle utilisé : Plans de masse de 1 cm² et 10 cm², épaisseur de 100 µm pour trois matériaux : cuivre,
mumétal ( perméabilité linéaire et non linéaire ).
1. Influence du matériau sur l'impédance du plan de masse (de 1 Hz à 10 Mhz)
2. Influence de l'épaisseur du plan de masse sur l'impédance (de 1 Hz à 10 Mhz)
Télécharger les deux modèles utilisés pour l'étude (L = 1 et 10 cm).
Le fichier comprend également les fichiers
LabelMover
ayant servi à faire varier la fréquence :
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