液晶電視電磁兼容檢測(cè)方法

黃培輝

（廣西新能源電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心，廣西 貴港 537100）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技水平不斷提高，各式各樣的家用電器進(jìn)入人們的日常生活。家用電器在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)的變化會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)產(chǎn)生，有磁場(chǎng)就會(huì)存在電磁信號(hào)輻射現(xiàn)象[1]。當(dāng)電磁信號(hào)輻射功率超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)給人體帶來(lái)?yè)p害。隨著家用電器的使用不斷增多，生活中的電磁騷擾問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。因此，本文選取一般家庭最普及、使用頻率最高的家用電器之一——電視機(jī)進(jìn)行電磁騷擾檢測(cè)和分析。

本文涉及的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機(jī) 電磁兼容 第1 部分：發(fā)射要求》（GB/T 9254.1—2021）。該標(biāo)準(zhǔn)適用于額定交流電壓有效值或直流電壓不超過(guò)600 V 的信息技術(shù)設(shè)備、音頻設(shè)備、視頻設(shè)備、廣播接收設(shè)備、娛樂(lè)燈光控制設(shè)備及其組合，包括專業(yè)用途的多媒體設(shè)備[2]。本文主要描述液晶（Liquid Crystal Display，LCD）電視的電源端騷擾電壓和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)及其結(jié)果分析。

1 液晶電視的工作原理

現(xiàn)代電視機(jī)的形式、種類(lèi)和功能越來(lái)越多樣化，但其核心工作原理基本一致，即接收環(huán)境中電視相關(guān)的射頻信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音和圖像加以處理顯示出來(lái)。一般其內(nèi)部可劃分為射頻選頻接收、信號(hào)調(diào)制檢波及轉(zhuǎn)換、聲音和圖像還原以及電源4 大模塊。不同液晶電視的主要區(qū)別在于圖像還原技術(shù)。液晶電視使用冷光源燈管作為背光光源，通過(guò)輔助光學(xué)模組和液晶層對(duì)光線的控制實(shí)現(xiàn)比較理想的顯示效果。改變液晶內(nèi)部電壓，液晶層內(nèi)三基色的液晶晶體會(huì)呈現(xiàn)出各種各樣的顏色，再通過(guò)專業(yè)的光學(xué)模組從而顯示出需要的圖像[3]。

2 電磁騷擾項(xiàng)目檢測(cè)及分析

本文主要進(jìn)行液晶電視的電源端騷擾電壓和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)。為了文章的簡(jiǎn)潔性和可讀性，本文展示的檢測(cè)結(jié)果曲線圖并不包含所有檢測(cè)曲線圖，比如，電源端騷擾電壓檢測(cè)部分只展示L 線檢測(cè)結(jié)果，N 線測(cè)試結(jié)果也合格，文章不過(guò)多贅述；輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)只展示30 ～1 000 MHz 檢測(cè)結(jié)果曲線。

2.1 電源端騷擾電壓檢測(cè)

電源端騷擾電壓主要來(lái)源于電視機(jī)內(nèi)的半導(dǎo)體整流電路、時(shí)鐘電路、開(kāi)關(guān)電源電路以及其他功率器件所產(chǎn)生的騷擾信號(hào)。這些騷擾信號(hào)會(huì)通過(guò)電視機(jī)電源線接入公用電網(wǎng)。如果騷擾信號(hào)過(guò)大，會(huì)對(duì)公用電網(wǎng)造成污染，從而影響臨近電子產(chǎn)品的使用。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機(jī) 電磁兼容 第1 部分：發(fā)射要求》（GB/T 9254.1—2021）的檢測(cè)要求，測(cè)量的頻率范圍為0.15 ～30.00 MHz，應(yīng)分別檢測(cè)準(zhǔn)峰值和平均值，檢測(cè)限值參見(jiàn)表1。限值在0.15 ～0.50 MHz頻率范圍內(nèi)隨頻率的對(duì)數(shù)增加呈線性減小。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，在過(guò)渡頻率處（0.15 MHz 和0.50 MHz）應(yīng)采用最低限值。

表1 電源端騷擾電壓限值

檢測(cè)所需測(cè)量?jī)x器包括電磁騷擾測(cè)量接收機(jī)、人工電源網(wǎng)絡(luò)，輔助設(shè)備包括廣播信號(hào)發(fā)生器。檢測(cè)布置如圖1 所示。

圖1 電源騷擾電壓檢測(cè)布置圖

檢測(cè)時(shí)，液晶電視與屏蔽室墻體和其他金屬導(dǎo)電體之間保持大于0.8 m 的固定值，使檢測(cè)具有重復(fù)性，非導(dǎo)電測(cè)試臺(tái)高度為0.4 m 或0.8 m。液晶電視顯示畫(huà)面應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為帶運(yùn)動(dòng)圖像單元的彩條。電視機(jī)屏幕設(shè)置為最高有效分辨率，色彩質(zhì)量設(shè)置為最高色位深度，亮度、對(duì)比度及色飽和度使用出廠默認(rèn)設(shè)置或典型設(shè)置，其他設(shè)置調(diào)整到可以獲得最高性能的典型畫(huà)面設(shè)置。測(cè)試結(jié)果如圖2 所示。

圖2 電源端騷擾電壓檢測(cè)曲線

由圖2 可見(jiàn)，峰值檢測(cè)曲線和平均值檢測(cè)曲線均在對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值曲線之下。按標(biāo)準(zhǔn)峰值檢測(cè)比準(zhǔn)峰值檢測(cè)要嚴(yán)格，因此在實(shí)際檢測(cè)中，如果峰值檢測(cè)滿足峰值限值，那么準(zhǔn)峰值檢測(cè)也會(huì)滿足限值要求。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，本次測(cè)試結(jié)論為合格。一般液晶電視電源端騷擾電壓檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)比較小，該測(cè)試項(xiàng)目一般都會(huì)合格。如果該項(xiàng)目不合格，可以根據(jù)不合格頻率點(diǎn)調(diào)整電源輸入端口濾波網(wǎng)絡(luò)濾波電容，或者額外增加一個(gè)合適的濾波電路。如果調(diào)整濾波電路后檢測(cè)結(jié)果仍不合格，則需要分析電源印制線路板（Printed Circuit Board，PCB）的布局布線設(shè)計(jì)是否合理，比如電源板包地設(shè)計(jì)是否合理，或者開(kāi)關(guān)管等頻率器件放置位置是否合理等。

2.2 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)

輻射騷擾主要是指能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間或能量以電磁波形式在空間傳播的現(xiàn)象。輻射騷擾是電磁兼容的重要內(nèi)容，也是測(cè)試最不容易通過(guò)且最難整改的項(xiàng)目。輻射騷擾超標(biāo)的產(chǎn)品可能引起周?chē)b置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低，干擾信息技術(shù)設(shè)備或其他電子產(chǎn)品的正常工作，并對(duì)人體造成一定危害[4]。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機(jī) 電磁兼容 第1 部分：發(fā)射要求》（GB/T 9254.1—2021）的檢測(cè)要求，測(cè)量的頻率范圍為30 ～6 000 MHz。檢測(cè)限值參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)表2。表2中檢測(cè)限值為3 m 暗室限值要求。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，在過(guò)渡頻率處（230 MHz）應(yīng)采用最低限值。

表2 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)限值

檢測(cè)所需測(cè)量?jī)x器包括3 米法電波暗室、測(cè)量接收機(jī)及組合天線。布置時(shí)，液晶電視放在高出地面0.8 m 的非金屬試驗(yàn)臺(tái)上，液晶電視中心應(yīng)放在暗室轉(zhuǎn)盤(pán)中心上，天線校準(zhǔn)參考點(diǎn)到液晶電視假想圓圈邊界的測(cè)量距離為3 m。檢測(cè)布置如圖3 所示。檢測(cè)時(shí)，天線分別在水平和垂直極化方向上進(jìn)行試驗(yàn)，液晶電視隨轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，同時(shí)天線在1 ～4 m 高度區(qū)域進(jìn)行掃描。液晶電視顯示和畫(huà)面設(shè)置與電源端騷擾檢測(cè)時(shí)設(shè)置一致。測(cè)試結(jié)果如圖4 所示。

圖3 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)布置

圖4 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)結(jié)果

從檢測(cè)結(jié)果曲線來(lái)看，此液晶電視輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)在30 ～1 000 MHz 檢測(cè)不合格。在頻率135 MHz、165 MHz 和188 MHz 附近，輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。輻射騷擾是一項(xiàng)綜合性的檢測(cè)，造成此項(xiàng)目不合格的原因有很多且比較復(fù)雜。整改的時(shí)候需要逐項(xiàng)排查。一般可以從以下幾個(gè)思路開(kāi)展整改。

（1）排查電視機(jī)電路外層屏蔽是否做好，機(jī)殼屏蔽螺釘都需要安裝上，并且按要求力矩鎖緊。

（2）檢測(cè)各個(gè)模塊屏蔽結(jié)構(gòu)覆蓋面積是否足夠大。焊接在電路板上的屏蔽結(jié)構(gòu)不能存在虛焊、漏焊情況。

（3）檢測(cè)各個(gè)模塊里面的濾波電路設(shè)計(jì)是否合理，濾波電容是否失效。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果不合格頻率，調(diào)整為適當(dāng)?shù)臑V波電容，如電路中預(yù)留有多的電容焊盤(pán)，建議增加新的濾波電容[5]。增加濾波電容時(shí)需要注意匹配，以免產(chǎn)生諧振導(dǎo)致產(chǎn)生新的輻射騷擾信號(hào)。

（4）檢查各模塊PCB 布局布線是否合理。磁性器件之間需保持一定距離，防止相互影響產(chǎn)生諧振激勵(lì)信號(hào)。信號(hào)線特別是高頻信號(hào)線應(yīng)作包地處理，盡可能減小回路的覆蓋面積，以減小騷擾信號(hào)向空間輻射的能力。數(shù)字地和模擬地需要分開(kāi)處理，根據(jù)實(shí)際情況選擇單點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地。

3 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單介紹了液晶電視的工作原理，重點(diǎn)介紹了液晶電視的電源端騷擾電壓和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)的檢測(cè)布置和檢測(cè)要求，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果曲線進(jìn)行分析，給出一些不合格項(xiàng)的排查和整改建議。希望能夠給相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行液晶電視檢測(cè)提供參考，給液晶電視廠家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供一定的幫助。