液晶電視機(jī)EMI的設(shè)計(jì)

1   引言

隨著液晶電視機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，電視機(jī)更加集成化、智能化，逐漸成為家庭的娛樂平臺，并緊密地融入人們的日常生活中。尤其當(dāng)下AI（人工智能）技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電視機(jī)逐漸成為家用電器產(chǎn)品互聯(lián)的入口和中央控制平臺，人們與電視機(jī)接觸的時(shí)間越來越長，導(dǎo)致電視機(jī)長期處于通電工作狀態(tài)，這樣就對電視機(jī)的EMI 設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)苛。本文所論述的EMI（Electro Magnetic Interference，電磁干擾）措施能夠有效的滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2   輻射產(chǎn)生的機(jī)理

EMI 是指電子產(chǎn)品工作會對周邊的其他電子產(chǎn)品造成干擾。在電子線路設(shè)計(jì)中，高頻信號線、集成電路的引腳、以及各類接插件等都有可能成為具有天線特性的輻射干擾源，該干擾源通過空間把其信號耦合到另一個電路網(wǎng)絡(luò)中，從而影響處在相同電路網(wǎng)絡(luò)中的其他電子產(chǎn)品的正常工作。

輻射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見的輻射耦合方式有以下三種：

（1）甲天線發(fā)射的電磁波被乙天線意外接收，稱為天線對天線耦合；

（2）空間電磁場經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合，稱為場對線的耦合；

（3）兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號感應(yīng)，稱為線對線的感應(yīng)耦合。

3   問題描述

本文所討論的是電視機(jī)主板中的輻射干擾源通過屏線向外輻射的案例。筆者目前研發(fā)的電視機(jī)新品，在做內(nèi)部EMI 摸底實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)在125.545 MHz（兆赫茲）處超過了國家標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)不能超過40 dBuV（分貝微伏特），目前測試值為43.069 dBuV，嚴(yán)重超標(biāo)，輻射數(shù)據(jù)測試如圖1 所示。

4   原因分析

經(jīng)過對相關(guān)部件的分析，發(fā)現(xiàn)125.545 MHz 剛好是屏體工作頻率的1.5 倍，初步懷疑是干擾源經(jīng)屏線對外輻射干擾所致，因此針對屏線的抗干擾能力進(jìn)行分析，需找出能夠有效屏蔽掉工作頻率（76.3 MHz）及倍頻的措施。

圖2 屏體工作參數(shù)

為此，筆者設(shè)計(jì)了三款不同屏蔽方案的屏線進(jìn)行對比測試，詳細(xì)內(nèi)容見表1。

表1 三種屏蔽線測試對比

1號線：接插電視主板端的插頭沒有接地措施，線體采用銀色的吸波層，實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖3 所示，輻射測試結(jié)果如圖4 所示。

圖3 1號屏線示意

2 號線：接插電視主板端的插頭沒有接地措施，線體采用黑色的吸波層，如圖5 所示，輻射測試結(jié)果如圖6 所示。

圖5 2號屏線示意

3 號線：接插電視主板端的插頭有接地錫箔紙，線體采用黑色的吸波層，實(shí)際情況如圖7 所示，輻射測試結(jié)果如圖8 所示。

圖7 3號屏線

5   測試結(jié)果

通過上述實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛎黠@看出，在輻射效果對比中，1 號線較差，2 號線次之，3 號線效果最佳，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 三種屏線的輻射測試結(jié)果

5.1 眼圖指標(biāo)測試

眼圖是由解調(diào)后經(jīng)過低通濾波器輸出的基帶信號，經(jīng)同步信號作用下在屏幕上顯示的波形。當(dāng)有干擾或失真所產(chǎn)生的傳輸畸變，都可以在眼圖上清楚的體現(xiàn)出來。為了進(jìn)一步驗(yàn)證方案3 的有效性，當(dāng)滿足EMI 測試指標(biāo)的情況下，是否同時(shí)滿足信號的傳輸要求，特測試了3 號線的眼圖情況，測試眼圖數(shù)據(jù)如圖9 所示。

圖9 3號屏線眼圖波形

從波形測試情況看，3 號屏線的眼圖波形完全符合要求，說明屏線對信號的傳輸沒有壓縮或者失真。

為了最優(yōu)化屏蔽效果，與此屏線相匹配的座子也需要改善，使用具有接地的座子，具有較好的屏蔽效果，具體措施如圖10 所示，PCB 可以做兼容設(shè)計(jì)，見圖11所示封裝設(shè)計(jì)。

無接地效果屏座子實(shí)物圖

有接地效果屏座子實(shí)物圖

舊屏座子封裝

新屏座子封裝

圖10 新舊屏座子示意

圖11 PCB兼容設(shè)計(jì)

6   總結(jié)

通過以上實(shí)驗(yàn)分析，針對由于屏線作為輻射載體的EMI 超標(biāo)問題，可以通過以下措施得以解決：

①屏線需使用具體吸波層屏蔽的線身，且與主板的接插端做屏蔽接地措施；

②主板的屏線座子需要使用帶有接地腳的座子，可以與屏線的吸波層進(jìn)行有效接地，加強(qiáng)了屏蔽效果。

本文所論述的EMI 整改措施，是液晶電視常遇到的EMI 問題，本文給出了有效、方便、易于實(shí)現(xiàn)的方案。在設(shè)計(jì)新品液晶電視之時(shí)，就可以考慮把該方案導(dǎo)入，可以規(guī)避由于屏線引起的EMI問題，對同行有借鑒作用。

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2022年2月期）