《數(shù)字電視接收器（機(jī)頂盒）能效限定值及能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)解析

吳蔚華，阮衛(wèi)泓，李 強(qiáng)，李 默

（國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 國家數(shù)字電視測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，北京 100015）

1 引言

近幾年，為配合《中華人民共和國節(jié)約能源法》的實(shí)施，我國相繼出臺(tái)了多個(gè)家用電器的強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)，以淘汰高耗能、低能效產(chǎn)品，鼓勵(lì)廣大消費(fèi)者選擇使用高能效的家用電器。最初，人們都把減低能耗的注意力集中在大型家用電器上，首先制定實(shí)施的能效標(biāo)準(zhǔn)也是冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等大家電產(chǎn)品，暫時(shí)忽略了小家電的能耗問題。

早在2000年，衛(wèi)星機(jī)頂盒的數(shù)字化工作就已經(jīng)啟動(dòng)；2004年，全國全面展開有線電視數(shù)字化工作，越來越多的數(shù)字電視接收器（以下簡(jiǎn)稱機(jī)頂盒）走進(jìn)了家庭。雖然機(jī)頂盒的總體耗能比較少，但是機(jī)頂盒在設(shè)計(jì)之初并未將節(jié)能設(shè)計(jì)考慮在內(nèi)。

為提高機(jī)頂盒產(chǎn)品的能源利用效率，引導(dǎo)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步，提高我國機(jī)頂盒產(chǎn)品的國際競(jìng)爭(zhēng)力，由全國能標(biāo)委提出，經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)，機(jī)頂盒能效標(biāo)準(zhǔn)被正式列入了2007年國家標(biāo)準(zhǔn)制、修訂計(jì)劃。該標(biāo)準(zhǔn)由全國能標(biāo)委技術(shù)歸口，由中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院牽頭，國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等檢測(cè)機(jī)構(gòu)及國內(nèi)多個(gè)數(shù)字機(jī)頂盒企業(yè)參與了標(biāo)準(zhǔn)制訂。2010年8月4日，我國向WTO及其成員國通報(bào)了該標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批稿。

2 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容及強(qiáng)制性

該標(biāo)準(zhǔn)有4個(gè)主要內(nèi)容：1） 普通用途數(shù)字電視接收器的能效等級(jí)；2）產(chǎn)品的能效限定值；3）產(chǎn)品的節(jié)能評(píng)價(jià)值；4）產(chǎn)品的能效試驗(yàn)方法。它們對(duì)產(chǎn)品能效的提高具有不同的作用：

1）能效等級(jí)：可以向消費(fèi)者提供產(chǎn)品的總體能效信息，并且可以作為實(shí)施產(chǎn)品能效標(biāo)識(shí)制度的依據(jù)。

2）能效限定值：屬于強(qiáng)制性指標(biāo)，是進(jìn)行行業(yè)監(jiān)督管理、防止能源利用效率低的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)和淘汰高耗能產(chǎn)品的依據(jù)。

3）節(jié)能評(píng)價(jià)值：推薦性指標(biāo)，是開展節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證的技術(shù)依據(jù)。

4）試驗(yàn)方法：是確定產(chǎn)品能效水平的技術(shù)依據(jù)，保證科學(xué)合理地測(cè)定產(chǎn)品的能效水平。

該標(biāo)準(zhǔn)適用于在220 V，50 Hz電網(wǎng)供電下正常工作的機(jī)頂盒，包括有線接收器、地面接收器和衛(wèi)星接收器。

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)頂盒的幾種狀態(tài)進(jìn)行了規(guī)定：

1）工作狀態(tài)

工作狀態(tài)是 “接收器連接到電網(wǎng)電源上，提供主要功能的狀態(tài)”。主要功能是指接收數(shù)字射頻信號(hào)、解調(diào)解碼后形成基帶音視頻信號(hào)輸出給顯示設(shè)備。

2）被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)

被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)是 “接收器連接到電網(wǎng)電源上，不提供主要功能的低功率狀態(tài)。接收器只有受到遙控器、按鍵等外部激發(fā)信號(hào)后才能進(jìn)入該狀態(tài)。通過遙控裝置、內(nèi)部信號(hào)等方式的激發(fā)，接收器可以從該狀態(tài)返回工作狀態(tài)”。遙控裝置或主機(jī)上的“待機(jī)”功能鍵可使機(jī)頂盒進(jìn)入被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)或從被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)返回到工作狀態(tài)，內(nèi)部信號(hào)是指機(jī)頂盒的睡眠定時(shí)功能使機(jī)頂盒啟動(dòng)返回到工作狀態(tài)等。

《數(shù)字電視接收器（機(jī)頂盒）能效限定值及能效等級(jí)》（報(bào)批稿）是部分條款強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其中能效限定值（第4.2條）為強(qiáng)制性條款。

3 能效限定值及能效等級(jí)

機(jī)頂盒能效限定值為強(qiáng)制性條款，即機(jī)頂盒出廠和上市銷售的能效最低要求。機(jī)頂盒能效限定值是“在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)試條件下，接收器所允許的工作狀態(tài)及被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)下的最大功率”。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，機(jī)頂盒能效限定值為能效等級(jí)的3級(jí)。

機(jī)頂盒能效等級(jí)分為3級(jí)，1級(jí)能效最高，2級(jí)為機(jī)頂盒的節(jié)能評(píng)價(jià)值，3級(jí)為能效限定值。能效等級(jí)針對(duì)不同傳輸信道的機(jī)頂盒進(jìn)行分類，各等級(jí)機(jī)頂盒的工作狀態(tài)功率及被動(dòng)待機(jī)功率均應(yīng)不大于表1的規(guī)定。

表1 機(jī)頂盒各能效等級(jí)的工作狀態(tài)功率和被動(dòng)待機(jī)功率

其中ΣPfa是機(jī)頂盒工作狀態(tài)附加功能功耗因子之和，根據(jù)不同機(jī)頂盒在工作狀態(tài)時(shí)可提供的全部功能，通過查表確定，包括高清輸出功能、內(nèi)部硬盤、HDMI接口、ADSL調(diào)制解調(diào)器、雙調(diào)諧器、有線調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)接口和USB接口。

注意：工作狀態(tài)功率包含附加功能的功率，進(jìn)行能效等級(jí)判定時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)測(cè)的工作狀態(tài)功率減去標(biāo)準(zhǔn)給出的附加功能功率后得到的結(jié)果進(jìn)行判定。也就是說對(duì)于有線機(jī)頂盒是對(duì)1級(jí)5.0W、2級(jí)7.0W和3級(jí)10.0W進(jìn)行判定，地面機(jī)頂盒和衛(wèi)星機(jī)頂盒同理。

此外，針對(duì)使用單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源的機(jī)頂盒，所使用的外部電源也應(yīng)符合GB 20943—2007《單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》[1]的要求。GB 20943—2007規(guī)定了電源適配器的平均效率及空載狀態(tài)效率的限定值和節(jié)能評(píng)價(jià)值。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自2009年12月1日之后，原節(jié)能評(píng)價(jià)值變?yōu)橄薅ㄖ?。如果適配器能效標(biāo)準(zhǔn)修訂，其最新版本適用于平板電視能效標(biāo)準(zhǔn)。

4 測(cè)量方法

該標(biāo)準(zhǔn)在附錄A中規(guī)定了機(jī)頂盒功率的測(cè)量方法。

4.1 測(cè)量環(huán)境

機(jī)頂盒能效測(cè)試是在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件下測(cè)量，電壓要求交流220V，頻率50Hz。

4.2 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器除使用碼流發(fā)生器和發(fā)射機(jī)提供視頻測(cè)試信號(hào)外，采用功率計(jì)測(cè)量功率。功率計(jì)分辨率至少為0.01W，最小電流量程≤10mA，測(cè)量精度優(yōu)于5%。功率計(jì)應(yīng)具備世界積分功能。

4.3 測(cè)試框圖（圖1）

圖1 機(jī)頂盒能效測(cè)試框圖

4.4 測(cè)試信號(hào)及信道設(shè)置

視頻測(cè)試信號(hào)采用IEC 62087[2]中規(guī)定的50Hz活動(dòng)序列，高清晰度數(shù)字視頻信號(hào)格式[3]采用 1 920×1 080i/50 Hz，標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字視頻信號(hào)格式[4]采用720×576i/50 Hz。

機(jī)頂盒按照傳輸信道可分為有線、地面和衛(wèi)星3類，按視頻解碼方式可分為高清晰度和標(biāo)準(zhǔn)清晰度2種。標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)傳輸信道和視頻解碼方式分別規(guī)定測(cè)試工況，測(cè)量時(shí)測(cè)試發(fā)射機(jī)的信道參數(shù)設(shè)置如表2～5所示。當(dāng)機(jī)頂盒能提供多種解調(diào)方式或解碼方式時(shí)，需對(duì)各種工況狀態(tài)全部進(jìn)行測(cè)試，并以最大功率值作為機(jī)頂盒的功率。

表2 有線機(jī)頂盒信道參數(shù)

表3 地面機(jī)頂盒信道參數(shù)

表4 直播星衛(wèi)星機(jī)頂盒信道參數(shù)

表5 DVB-S衛(wèi)星機(jī)頂盒信道參數(shù)

4.5 測(cè)量步驟

4.5.1 工作狀態(tài)功率的測(cè)量

將機(jī)頂盒設(shè)置在工作狀態(tài)，接收IEC 62087活動(dòng)序列信號(hào)并保持在此狀態(tài)下預(yù)熱不少于15min。用功率計(jì)測(cè)量機(jī)頂盒正常工作時(shí)的電能消耗 （單位為W·h，），記為 E1，積分時(shí)間不小于 15min（單位為h），記為 T1，利用以下公式計(jì)算功率 P1。

4.5.2 被動(dòng)待機(jī)功率的測(cè)量

通過遙控器或面板開關(guān)使機(jī)頂盒進(jìn)行如被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)，等待5 min，使機(jī)頂盒狀態(tài)穩(wěn)定。用功率計(jì)測(cè)量機(jī)頂盒被動(dòng)待機(jī)狀態(tài)時(shí)的功率消耗 （單位為W·h），記為E2，積分時(shí)間不小于15min（單位為h），記為 T2，利用以下公式計(jì)算功率 P2。

5 檢驗(yàn)規(guī)則

該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)頂盒能效限定值的出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)進(jìn)行了規(guī)定。

機(jī)頂盒出廠時(shí)，要檢驗(yàn)工作狀態(tài)的功率和被動(dòng)待機(jī)功率是否達(dá)到能效限定值，不符合要求的不允許出廠。

在機(jī)頂盒出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，要進(jìn)行能效限定值的型式試驗(yàn)：

1）試制新產(chǎn)品；

2）改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝或所用材料明細(xì)影響其性能時(shí)；

3） 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門提出檢驗(yàn)要求時(shí)。

型式檢驗(yàn)抽樣按GB/T 2829-2002[9]規(guī)定的判別水平I、二次抽樣方案進(jìn)行。其樣本大小、不合格質(zhì)量水平（RQL）及對(duì)應(yīng)的判定組數(shù)見表5。

表5 型式檢驗(yàn)抽樣樣本、不合格質(zhì)量水平及判定組數(shù)

型式檢驗(yàn)采用二次抽樣方案，每次抽樣數(shù)量3臺(tái)。第一次抽樣如果3臺(tái)均合格，則認(rèn)為可接收，判定產(chǎn)品合格；第一次抽樣如果出現(xiàn)2臺(tái)或者3臺(tái)不合格，則直接認(rèn)為不可接收，判定產(chǎn)品不合格；第一次抽樣如果出現(xiàn)1臺(tái)不合格，則進(jìn)行二次抽樣，二次抽樣后，如果二次抽的3臺(tái)均合格，則認(rèn)為可接收，可以判定產(chǎn)品合格，否則認(rèn)為不可接收，判定產(chǎn)品不合格。

6 舉例

為幫助讀者更好地理解機(jī)頂盒的能效限定值和能效等級(jí)，筆者舉例說明。

例：有線高清晰度機(jī)頂盒1臺(tái)，具備HDMI接口、以太網(wǎng)接口1個(gè)和USB接口1個(gè)。根據(jù)報(bào)批稿規(guī)定的測(cè)量方法測(cè)得的工作狀態(tài)功率為13.0W，被動(dòng)待機(jī)功率為1.8W。1.8W可以直接作為該機(jī)頂盒的被動(dòng)待機(jī)功率，進(jìn)行能效等級(jí)判定，判定為2級(jí)；但是13.0W不能直接進(jìn)行工作狀態(tài)功率能效等級(jí)的判定，應(yīng)減去附加功能的功率，即高清輸出功能3.0W，HDMI接口1.0W，1個(gè)以太網(wǎng)接口0.4W,1個(gè)USB接口0.3W，共計(jì)4.7W。也就是說最后對(duì)工作狀態(tài)功率判定時(shí)是針對(duì)（13.0-4.7）W=8.3W進(jìn)行能效等級(jí)的判定，判定為3級(jí)。綜合考慮，該臺(tái)機(jī)頂盒的能效等級(jí)為3級(jí)。

附加功能的功率是標(biāo)準(zhǔn)給出的、針對(duì)附加功能的限定值。如果附加功能的功率過大，自然會(huì)造成機(jī)頂盒能效等級(jí)偏低，甚至達(dá)不到能效限定值。

[1]GB 20943—2007，單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值[S].北京：國家廣播電影電視總局，2007.

[2]IEC 62087—2008，Methodsofmeasurement for the power consumption of audio,video and related equipment[S/OL].2008[2010-10-10]. http：//wenku.baidu.com/view/03000a67f5335a8102d22035.htm l.

[3]GY/T 155—2000，高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值[S].北京：國家廣播電影電視總局廣播電視規(guī)劃院，2000.

[4]GB/T 14857—1993，演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

[5]GY/T 170—2001，有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范[S].北京：國家廣播電影電視總局廣播電視規(guī)劃院，2001.

[6]GB/T 17700—1999，衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

[7]GD/JN 01—2009，先進(jìn)廣播系統(tǒng)-衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼及調(diào)制：安全模式[S].北京：國家廣播電影電視總局廣播電視規(guī)劃院，2009.

[8]GB/T 20600—2006，數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[9]GB/T 2829—2002，周期檢驗(yàn)計(jì)數(shù)抽樣程序及表 （適用于對(duì)過程穩(wěn)定性的檢驗(yàn)）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.