液晶电视电磁兼容设计技术综述
电磁兼容(EMC)在液晶显示器设计中的应用分析

EMC 在军用液晶显示器结构设计中的应用曹文钢,徐颖侠 ,常秋香(合肥工业大学 机械与汽车工程学院 230009)摘要:本文首先阐述了由EMI 引起的EMC 问题及EMI 产生的机理和传播途径,据此有针对性地介绍如何从结构设计方面提高产品的EMC ,并以军用液晶显示器的结构设计为例加以说明。
关键词:电磁兼容(EMC );电磁干扰(EMI );结构优化;军用液晶显示器0 引 言随着高科技革命的兴起,各种电器、电子产品蜂拥而至,遍布于人们生活的各个角落;由于每种产品都不是一个封闭的独立体,因此都会产生一定的电磁辐射,使人们及各种仪器、设备都处在各种电器、电子产品相互的电磁干扰中,不仅影响了人们的身心健康,也极大影响了人们的正常工作。
尤为突出的是高科技引发的“电子战”给军队装备设备提出了更高的电磁兼容性要求。
因此如何生产出价格低而电磁兼容性能高的产品,将成为各电器、电子行业竞争的热点。
1 EMC 概念及EMI 传播的途径EMC 是指一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作,并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。
EMC 问题的出现是由于EMI 的产生;EMI 有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。
信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线线离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。
2 提高EMC 的方法依据由以上分析可知EMI 产生的过程是:干扰源通过各种途径和传播介质对其周围环境产生影响,同时也可能受到外来干扰的影响。
因此要有效抑制EMI ,首先要从源头入手:可通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以增强敏感电源的抗干扰能力等来实现。
其次是切断干扰传播途径:例如可通过合理的结构设计形成外壳型屏蔽罩,然后接地来实现。
最后是屏蔽被干扰源:一方面屏蔽被干扰源不受干扰源影响,同时也屏蔽被干扰源对前者产生影响,原理如图1所示:由图可见,只要有效屏蔽各干扰要素,切断三者间的联系路径(如图中在a 、b 、c 、d 、e 、f 处断开),其相互间就不会发生关系;剩下所要考虑的仅仅是各个要素内部自身的影响了,因此可以说屏蔽是一种效能高而非常有用的方法。
液晶显示器电磁兼容与检测

液晶显示器电磁兼容与检测作者:徐乐来源:《硅谷》2014年第07期摘要液晶显示器结构独特,而且它会对其周围环境产生微量辐射电磁波。
文章基于对液晶显示器的电路、基板等基本技术的研究,判别显示器信号的辐射范围及强度,并依此测量并弱化液晶显示器的电磁辐射波。
结合液晶显示电磁波的相关理论,剖析液晶显示器的内在辐射原理,将得出的有效结论应用于实际生产过程当中,以便能够降低液晶显示器产品的电磁泄露故障,进而探究避免对周围环境泄露电磁波的策略和方法,为相关行业提出指导性的建议和意见。
关键词液晶显示器;电磁;检测中图分类号:TN873 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)07-0069-01随着我国计算机硬件水平的不断提高,对相关行业的规范标准越来越严格,国内规定强制执行检测计算机整机的电磁兼容状况,其测量结果符合要求后才能被投放市场销售。
但目前计算机零售硬件市场仍未得到有效监管,不合格产品居多,流通速度快,有些消费者自行购买主机电源、显示器等计算机硬件设备进行私自组机,应用在人们的日常工作和生活环境中,这些没有被检测过的硬件商品,很可能会对人体健康造成影响。
1 液晶显示器基板的电路设计原理液晶显示器(LCD)的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面[1]。
液晶显示器基板电路的设计步骤很严谨。
首先是要明确电磁干扰源头,找出环境中可能存有的干扰源并确定其干扰作用效果大小。
具体做法是,先屏蔽一切干扰源,而后逐一对单项干扰源进行检测和解决。
涉及的重要技术手段包括:滤波、铺设线路、屏蔽等方法。
液晶显示器基板的主要功能模块分为:液晶显示、电源、驱动、转换模块等等几个部分。
通常情况下,液晶显示器在出厂时,生产厂家对其重要模块已经进行了检测,基于此,在进行后续的测试时,我们只需针对电源、驱动等几个关键部分进行电路设计或布局就可以。
电子产品的电磁兼容设计

电子产品的电磁兼容设计随着现代科技的发展,电子产品在我们的生活中扮演着重要的角色,包括手机、电视、电脑等等。
然而,由于电磁辐射等问题,电子产品可能会对我们的健康和其他电子设备产生负面影响。
为了保证电子产品的正常运行,并保护用户的健康与安全,电磁兼容设计变得尤为重要。
本文将详细介绍电磁兼容设计的步骤和要点。
一、了解电磁辐射的基本原理和影响了解电磁辐射的基本原理对于进行电磁兼容设计非常重要。
由于电子产品的工作原理和功率不同,产生的电磁辐射也有所不同。
了解电磁辐射的影响,包括电磁辐射对人体健康的影响以及对其他电子设备的干扰,可以帮助设计人员更好地预防和解决这些问题。
二、合理布局和阻隔屏蔽设计在电磁兼容设计中,合理的布局和阻隔屏蔽设计是关键。
首先,电子产品的各个部件应在设计时合理布局,避免不同部件之间的电磁干扰。
其次,对于电磁辐射强度较高的部件,可以采用屏蔽材料进行包裹,以减少辐射的泄漏。
三、接地和过滤设计电子设备的正确接地是电磁兼容设计中的重要一环。
接地可以有效地降低电磁辐射,保护用户的健康,并减少对其他设备的干扰。
另外,通过使用合适的滤波器,可以降低噪音和杂波的产生,提高产品的抗干扰能力。
四、合适的线路布局和防护措施线路布局的合理性对于电磁兼容设计至关重要。
线路过长或过近可能会导致电磁耦合现象,而过于密集的线路布局可能会增加互相干扰的可能性。
因此,设计人员应合理规划线路的布局,并采取适当的防护措施,如使用屏蔽隔离器、滤波器等。
五、频谱分析和测试最后,频谱分析和测试是电磁兼容设计的必要环节。
通过对电子产品的频谱进行分析和测试,可以检测出可能存在的问题,并及时采取相应的措施进行改进。
频谱分析和测试包括:辐射测试、传导测试和抗干扰能力测试等,以确保产品符合相关标准和规定。
在进行电磁兼容设计时,除了上述的步骤和要点外,还应注意以下几个方面:1. 确保符合相关标准和规定:在进行电磁兼容设计时,必须遵守相关的标准和法规要求,如国际电工委员会(IEC)的国际标准等。
电视机监督检验电磁兼容结果分析和对策

电视机监督检验电磁兼容结果分析和对策众所周知电磁兼容性能的设计和质量控制是整个产品开发和生产过程中难度最大的项目,电视机生产企业是执行电磁兼容标准比较成熟的行业,本次定期监督检验无线电骚扰特性测试合格率为76%,彩色电视机无线电骚扰特性测试全部合格这是非常可喜的成绩,这是上级质量管理部门的宏观调控和生产企业对电磁兼容质量控制重视的结果。
雄关漫漫铮如铁,而今迈步重头越。
随着中国加入了WTO,中国市场准入制度的确立,电磁兼容成了中国电视机企业进军国际市场的重要技术壁垒,在国内市场生存立足的基本要求。
在这里有必要重复宣贯电磁兼容对电视机的技术要求和相应对策,以帮助企业进一步提高电磁兼容设计技术和质量保证能力,使我省的电视机生产技术更上一层楼。
(一)电视机监督检验电磁兼容性能技术要求依据2002年广东省彩色、黑白电视机产品质量定期监督检验细则,本次监督检验执行的电磁兼容标准为GB13837-1997《声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法》相关的测试项目有三个分别为:注入电源的骚扰电压、天线端骚扰电压、辐射骚扰场强。
1.1电源端子骚扰电压的限值要求电磁骚扰可以通过彩色电视接收机的电源端子传导发射,造成共用电网的污染。
因此,电磁兼容标准中对电源端子的传导骚扰发射进行了限制,这就是电源端子传导发射限值。
表1 电源端子的传导骚扰限值2.2天线端骚扰电压限值要求彩色电视接收机通过共用有线电视网络接收有用电视信号,同时电视机工作时本身产生的电磁骚扰(本振基波及谐波、中频的基波及谐波)可以通过彩色电视接收机的天线端子传导发射,污染共用有线电视网络,因此,电磁兼容标准中对天线端骚扰电压传导发射进行了限制。
表2天线端子的传导骚扰限值3.3辐射发射骚扰限值要求彩色电视接收机在工作时会向空间辐射电磁波,这构成了对附近其它设备的骚扰,特别是对无线接收设备的影响很大。
因此,电磁兼容标准中对彩色电视接收机辐射的电磁波强度提出了限制。
电磁兼容原理技术及应用

电磁兼容原理技术及应用
电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指各
种电子设备在相同的电磁环境中能够共存和相互协调工作的能力。
电磁兼容原理技术和应用是保证电子设备在正常工作状态下不受干扰,同时也不对其他设备造成干扰的关键技术。
电磁兼容原理技术主要包括两个方面:电磁辐射控制和电磁敏感度控制。
电磁辐射控制是通过合理设计电路和导线布局、使用屏蔽材料以及降低高频振荡电路等方式来减少设备产生的电磁辐射。
电磁敏感度控制是通过改进设备的电磁兼容性,提高设备的抗干扰能力,降低其对外部干扰的敏感度。
在实际应用中,电磁兼容原理技术被广泛用于各个领域。
在电子通信领域,电磁兼容技术可以保证手机、电视、无线网络设备等在相同频段工作时不会相互干扰;在军事领域,电磁兼容技术可以保证雷达、通信设备等正常工作,并提高其抗电磁干扰能力;在汽车领域,电磁兼容技术可以减少车载设备对车辆电子系统的干扰,保证车辆电子系统的正常工作。
此外,电磁兼容原理技术还被广泛应用于航空航天、医疗设备、能源等领域。
在航空航天中,电磁兼容技术可以保证航空器的各个电子设备在恶劣的电磁环境中正常工作;在医疗设备中,电磁兼容技术可以减少医疗设备对周围环境的干扰,并确保医疗设备的安全性和可靠性;在能源领域,电磁兼容技术可以保证电力系统的各个设备正常工作,提高电力系统的稳定性和可靠性。
总之,电磁兼容原理技术和应用在现代社会中具有重要的意义,它可以保证各种电子设备的正常工作,并提高设备的可靠性和稳定性。
通过合理应用电磁兼容技术,可以减少电子设备对周围环境和其他设备的干扰,保证各个设备之间的协调工作。
电磁兼容原理小综述(五篇范例)

电磁兼容原理小综述(五篇范例)第一篇:电磁兼容原理小综述电磁兼容技术的发展电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态,即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作,又互不干扰,达到兼容状态。
这个概念有两层含义,第一是电气及电子设备要具有抵抗外界电磁干扰的能力;第二是电气及电子设备对外发射的电磁干扰不能超过一定的限值,要尽可能少。
电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科,其理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、信号分析等学科与技术,其应用范围几乎涉及到所有用电领域。
在当今信息社会中,随着电子技术、计算机技术的发展,一个系统中采用的电气及电子设备数量大幅度增加,而且电子设备的频带日益加宽,功率逐渐增大,信息传输速率提高,灵敏度提高,连接各种设备的网络也越来越复杂,因此,电磁兼容问题日渐重要。
我国每年都招收大量的电气工程类本科生和研究。
其中本科生通过专业基础课程的学习,他们会具有一定的电路理论和电磁场理论知识,在他们中开展电磁兼容性人才的培养,无疑是获得大量从事电磁兼容性研究人员,普及电磁兼容性知识和技术的一个有效的途径。
但是,电磁兼容性这个新兴学科,具有很强的学科综合性,涉及的知识面广,特别是大量引用和借鉴无线电技术的概念和术语,这使得电气工程类学生成为电磁兼容性研究人才具有一定的难度。
这在电磁兼容学科的人才培养上必须给与足够的重视,给出有效的方法和对策。
1.从电气工程类学生中培养电磁兼容性人才电磁兼容学科的基础是电路理论及电磁场和电磁波理论。
而电路原理、电磁场理论与电磁波等课程是电气工程类学生必修的课程,加上其他数理课程的学习,他们有学好电磁兼容学科知识的基础。
但是,由于电磁兼容学科是从无线电干扰及抗干扰基础上发展起来的,借用了大量无线电学科中的概念、术语,仅有电路理论和电磁场和电磁波知识,只能说具备了进行电磁兼容性研究的先决条件。
液晶显示器的EMC分析与设计
(2) 增 加 了 与 板 上 其 它 电 路 产 生 磁 场 耦 合 的 可能性;
(3)由于环 路 电 感 加 大 ,输 出 时 钟 波 形 容 易 产 生振荡;
图 4 穿过地层隔缝的视频信号轨线
3 液晶显示器中的 EM“ I 天线”
在 没 有 充 分 考 虑 EMC 设 计 的 液 晶 显 示 器 上 可 能会存在许 多 EM“ I 天 线 ”,它 们 不 仅 会 将 显 示 器 内 部电路产生的骚扰信号辐 射 出 去 ,而 且 也 可 能 将 显 示器外部环境中的电磁骚扰接收进来影响内部电 路的正常工作。这通常会造成其 EMC 测试不合格。 因而,寻找显示器上潜在的“天 线 ”并 将 它 的 影 响 抑 制到最小是非常重要的。 3.1 EM“ I 天线”之一
设 备 内 部 PCB 板 之 间 的 连 线 是 骚 扰 的 主 要 传 播 途 径 。这 些 连 线 虽 然 有 屏 蔽 ,但 是 屏 蔽 未 接 地 。用 电磁场探头探测,发现这 些 电 缆 线 上 有 较 大 的 电 磁 骚 扰 ,说 明 屏 蔽 并 没 有 起 作 用 。 为 此 ,将 屏 蔽 层 两 端 良好接地,最好用金属片 将 其 包 好 后 用 螺 钉 直 接 锁 到屏蔽体上。如实际无法 做 到 ,也 可 以 引 一 条 短 线 连到 PCB 板的地 线 上 , 最 好 在 PCB 板 靠 近 端 口 处 做一些接地柱。经此处理后骚扰电平会有较大下 降 。 另 外 ,如 果 有 些 连 线 屏 蔽 较 困 难 ,则 可 以 套 上 铁 氧 体 磁 环 ,以 抑 制 其 高 频 辐 射 。
多功能显示器的电磁兼容性设计技术
多功能显示器的电磁兼容性设计技术
陈亚;李子君;赵慕奇
【期刊名称】《海军航空工程学院学报》
【年(卷),期】2004(019)004
【摘要】讨论了基于多功能显示器的电磁兼容性设计技术.首先阐述了电磁干扰产生的机理,然后根据作者多年积累的电子产品设计经验,力求从简便、实用的角度出发,给出了多功能显示器设计中抑制电磁干扰以及增强其抗干扰能力的方法和处理措施,探讨了印制电路板设计规则、系统接地技术等问题.
【总页数】4页(P447-450)
【作者】陈亚;李子君;赵慕奇
【作者单位】海军驻苏锡地区航空军事代表室;苏州长风有限责任公司,苏
州,215001;海军驻苏锡地区航空军事代表室
【正文语种】中文
【中图分类】V241.8
【相关文献】
1.电磁兼容性讲座:第四讲通用电磁兼容性设计技术 [J], 李玉兰
2.大功率电磁加热系统电磁兼容性分析设计技术探讨 [J], 孙玉玉
3.电磁兼容性设计的现状与预测试设备的重要性——访成都必控电磁技术研究所技术专家区健昌 [J],
4.电磁兼容性设计理论和技术:电源电磁兼容性 [J], 韦锦松
5.电磁兼容性设计理论和技术:电源电磁兼容性 [J], 韦锦松
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电视制作系统的电磁兼容问题
44北京广播学院学报(自然科学版),第8卷,第4期,2001年12月Natural Science EditionJour nal of Beijing Broadcasting Institute,Vol.8,No.4(Dec.2001)电视制作系统的电磁兼容问题李晋林(浙江广播电视高等专科学校,杭州310015)摘 要:电视制作系统往往会受到系统内部或外部的电磁干扰,影响电视图像和声音的质量。
如何避免电视制作系统中干扰的产生,解决电磁干扰,做到系统的电磁兼容是很重要的。
本文针对电视制作系统中可能存在的电磁干扰,提出了相应的解决方法。
关键词:电视制作系统;电磁兼容;干扰中图分类号:TN948.11 文献标识码:A文章编号:1007-8819(2001)04-0044-05引言电视节目制作设备或传输设备是以传输信息进行工作的,通过电路所传输的信息以电压或电流进行模拟。
但是,电视制作与播出设备在传递有用信息的同时,往往要伴随产生一些并不代表有用信息并对有用信息的传输产生有害影响的信息(电压或电流),这就形成了电视设备中的干扰(或称噪波)。
当电子设备所产生的干扰(噪声)不影响任何其它的设备正常工作时,我们说这些设备是电磁兼容的。
当干扰电平达到或超过有用信息电平时,设备就根本不能正常工作。
当电视设备受到干扰时,图像上会出现网纹、雪花点、噪波带、上下移动的条纹等情况,声音上常伴有嗡嗡、沙沙等噪声。
电磁干扰可以来自系统内部,也可以来自系统外部。
对于系统内部的干扰,通常要考虑采用合适的接地、合理的布线、对线路和电缆的屏蔽,以及滤波等办法,以减少干扰的影响;这些方法亦适用于减小系统之间的干扰问题。
下面我们对电视节目制作系统的电磁兼容问题作一些分析,就可能存在的干扰提出解决的办法。
1 干扰的产生在所有的情况下,电磁干扰都是由三个要素组合而产生的,它们是:电磁干扰源;对该干扰能量敏感的接受器;耦合通道,通过它把能量从干扰源耦合到接受器上。
加固液晶显示器的电磁兼容设计
加固液晶显示器的电磁兼容设计梁 炜(山西大众电子信息产业集团有限公司,山西 太原 030024)引言我国电磁兼容技术起步很晚,无论是理论、技术,还是配套产品(屏蔽材料、干扰滤波器等)制造,与发达国家都存在相当差距。
直到20世纪80年代之后才组织系统地研究并制定国家级和行业级的电磁兼容性标准和规范。
液晶显示器作为显示信息的重要终端设备,随着国民经济和高科技产业的迅速发展,应用在航空、航天、通信、电子等部门的加固液晶显示器的电磁兼容设计技术格外受到重视。
电磁兼容设计的目的就是减小环境电磁污染、控制电磁干扰,以保障液晶显示器正常工作。
本文主要提出以下几个加固液晶显示器的电磁兼容设计技术,为顺利通过电磁兼容试验打下基础。
1 元器件的选择产品中的元器件本身既是干扰源,又是敏感部件,因此正确选用元器件对设备最后满足电磁兼容性试验非常重要。
1.1电阻的选用表贴元器件具有低寄生参数的特点,因此表面贴装电阻的电磁兼容性总是优于有引脚电阻。
线绕电阻有很强的电感特性,不适合在频率为50kHz 以上的电路中使用,加固液晶显示器中显示行频为31kHz~85kHz,所以一般不选用线绕电阻。
压敏电阻器通常使用在电源电路和与室外连接的控制和通信接口电路中,能取到很好的防雷击浪涌冲击效果,但在选择时需根据电路的正常工作电压选择合适的电压等级,同时也需根据电磁兼容防护等级选择相应的电流。
1.2电容的选用电容具有通交流、隔直流,具有滤波、旁路、耦合和快速充放电的功能,并具有体积小、储存电量大的特性。
电容种类繁多,性能各异,选择合适的电容并不容易。
但是电容的使用可以解决很多电磁兼容的问题。
从电容的种类分铝电解电容、钽电容、陶瓷电容,按用途分可分为旁路电容、去耦电容。
旁路电容的主要功能是产生一个交流分路,从而消去那些不需要的高频能量。
旁路电容一般作为高频分路器件来减小对电源模块的瞬态电流需求。
通常铝电解电容和钽电容比较适合做板级直流电源的旁路电容,其电容值取决于PCB 上的瞬态电流需求,一般10μF~470μF。
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EMI/EMC设计液晶电视电磁兼容设计技术综述上网时间:2009年03月03日电磁兼容(EMC)是液晶电视设计中不可避免的重要问题。
如果EMC设计不好,将会导致电视在播放的过程中出现水波纹以及频闪等问题,严重时将会导致无法收看。
EMC设计实际上就是针对产品中产生的电磁干扰进行优化设计,使之符合各国或地区的EMC标准。
其定义是:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰(EMI)的能力。
电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。
液晶电视结构主要包括:液晶显示模块,电源模块,驱动模块(主要包括主驱动板和调谐器板)以及按键模块。
一般液晶显示模块由生产厂商在生产前已经完成EMC的测试。
这里主要介绍一下设计电源模块、驱动模块、按键模块,以及整机设计时应注意的电磁干扰问题。
电源模块EMC设计电源部分两大主要功能就是实现驱动液晶屏的背光以及为其他模块(包括驱动模块,按键模块)提供直流电源。
电源模块的设计好坏直接影响到整个系统,如果设计不好,将会导致电视出现大的水波纹,严重时将会导致电视不能使用。
同时还会严重影响到附近的其他设备的正常使用。
液晶电视的电源部分采用的都是开关电源。
开关电源引起电磁干扰问题的原因是很复杂的。
设计开关电源时,要防止开关电源对电网和附近的电子设备产生干扰;还要加强开关电源本身对电磁干扰环境的适应能力。
针对开关电源的EMC问题,在设计时应采用以下主要措施:软开关技术:开关器件开通/关断时会产生浪涌电流和尖峰电压,这是开关管产生电磁干扰及开关损耗的主要原因。
软开关技术是减小开关器件损耗和改善开关器件EMC特性的重要方法。
该技术主要是使开关电源中的开关管在零电压、零电流时进行开关转换从而有效地抑制电磁干扰。
调制频率控制:电磁干扰是根据开关频率变化的,干扰的能量集中在离散的开关频率点上导致干扰强度大。
通过将开关信号的能量调制分布在一个很宽的频带上,产生一系列离散边频带,这样就将干扰频谱展开,干扰能量分布在离散频带上,从而降低开关频率点上的电磁干扰强度。
元器件布局与走线:将电源输入信号和输出信号相关联的元器件都放置在相应的端口附近,以避免因耦合路径而产生干扰。
将相互关联的元器件放在一起,避免走线过长带来干扰。
另外还要尽量避免信号线平行走线。
如果无法避免,尽量加大线间距。
或者在中间加一根地线,以减少相互之间的干扰。
主驱动板EMC设计液晶电视的主驱动板主要包括:模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源DC-DC电源部分。
元器件布局与走线:在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源DC-DC电源部分这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。
而在器件布设方面,还是遵从相互有关的器件尽量靠近的原则,这样可以获得较好的抗噪声效果。
DC-DC电源部分与地:在印刷电路板上,电源线和地线最重要。
让模拟电路和数字电路分别拥有自己的电源和地线通路。
克服电磁干扰,最主要的手段就是接地。
在液晶电视的驱动板上,主要将电源部分(DC-DC)的地和其他如解码和主芯片处理的部分的地分开,以减少电源地对图像显示和电视伴音的干扰。
如果在设计电路时存在着模拟地和数字地,在印制板铺地时应该将它们分开。
以减低相互干扰。
在使用双层板以及多层板PCB的布局中,一般都会将其中一层铜箔作为专门的接地平面。
这样做的目的是该接地充当屏蔽层。
集成芯片:在同一集成芯片中,也将模拟地和数字地分开铺地。
如液晶电视的主驱动板经常会使用的AD 公司的模数转换芯片AD9883,在印制板设计时我们就可以将该芯片模拟部分的地和数字部分的地分开铺地。
最后再通过一根比较短的导线将两地单点连接起来。
或者是将两地通过一个1nF的旁路电容连接起来。
晶振:数字电路中的时钟电路是目前电子产品中主要的电磁干扰源之一,是EMC设计的主要内容。
晶振是一个强辐射发射源。
晶振内部电路产生大的RF电流,以至于晶体的地引线不能以很少的损耗充分地将比较大的Ldi/dt电流引到地平面,结果金属外壳变成了单极天线。
晶振的周边就是一个辐射场。
故晶振电路尽量远离接口电路,如串口、地址线、数据线等。
以避免接口电路将晶振的谐波信号带出印制板以造成电磁干扰。
晶振的两个脚都要加RC滤波电路.同时一定要将晶振的金属外壳与印制板上的地连接起来。
另外,晶振与芯片引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,放置一个局部地平面并且通过多个过孔与地线连接。
电容去耦:利用电容去耦来降低电磁干扰,电容去耦可以分为三种:整体的、局部的和板间的。
整体去耦电容工作在低频状态,为整个电路板提供一个稳定的电压和电流。
它应放置在紧靠印制电路板电源线和地线的地方。
典型的去耦电容值是0.1μF。
这个电容的分布电感的典型值是5μH。
0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对几十MHz以上的噪声几乎不起作用。
所以对于20MHz以上的噪声,采用0.01μF的电容去耦。
局部去耦电容使集成电路得到的供电电压比较平稳;另外还旁路掉该器件的高频噪声。
板间去耦电容是指电源面和接地面之间的电容,主要解决电源中产生的高频瞬变电流。
电源输入端跨接一个10~100uF的电解电容器,如果印制电路板的位置允许,采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。
去耦电容的引线不能过长,一般都紧靠在集成电路电源旁边,连线要粗一些。
磁珠滤波:在主板上的所有信号输入端(如YPBPR接口、VGA接口)都要加入磁珠滤波。
磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。
它扮演高频电阻的角色,即将高频衰减掉。
该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。
选择磁珠时,必须注意以下几个因素:1、不需要的信号频率范围为多少;2、噪声源是谁;3、需要多大的噪声衰减;4、环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度);5、电路和负载阻抗是多少;6、是否有空间在PCB板上放置磁珠。
前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。
在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻R,感抗X和总感抗Z。
如图1所示:图1:反映磁珠电阻、感抗和总感抗的阻抗曲线及等效电路拓扑。
总阻抗通过下面的公式⑴来描述:Z=(R + 2πFL)通过这一曲线,选择在期望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠。
片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。
使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。
在谐振电路中需要使用片式电感。
而需要消除不需要的电磁干扰噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。
调谐器板EMC设计调谐器板主要包括:调谐器部分、音频处理部分。
在进行调谐器板部分的电路设计和PCB板布板时,尤其要注意电磁干扰的问题,必须考虑下面几点:1. 首先要将TUNER部分的地(即模拟地)与其他部分的地分开铺地。
2. 一定要将TUNER的金属外壳与地连接起来,连接点多一些能更好地消除电磁干扰。
调谐器TUNER内部本来就存在高频电路,故要做好屏蔽工作。
3. 在选用接口端子(如AV端子、S-VIDEO端子等)时,尽量选用传导性好、抗电磁干扰性强的端子,同时也需要将接口端子的所用地与大地完整连接起来。
同时也加磁珠滤波。
4. 信号线尽量短而直,如果无法避免,可采取飞线过渡。
信号线切忌形成环形。
因为环形相当于线圈的匝数,环形布线的辐射效应最强。
5. 尽量减少大面积的死铜,解决办法是可以将它们与地连接在一起。
如有大面积的死铜形成天线,则会引入电磁干扰。
6. 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
音频处理部分要特别注意在印制板的走线布局中,首先应避免将高速信号线和音、视频线走在一起。
例如:如果将I2C总线中的时钟线SCL和数据线SDA的走线和音频线的走线靠得很近。
由于I2C总线中的时钟线SCL和数据线SDA在不停地变化,从而干扰到声音。
很明显地如,在你使用电视遥控器转换电视频道时,如果能听到扬声器发出有规律的“咯哒、咯哒”声。
这可能就是因为在印制板布板时忽视了上面的问题。
整机EMC设计整机机内的装配图(以其中的一种型号为例)如图2所示:图2:反映各个EMI关注点的某型号整机机内装配图。
在上图中标号为5的连接线为数字板连接屏的屏线。
由于屏线主要是上屏的数据等。
会对系统造成很大的干扰。
减小干扰最好办法是使用双绞线和屏蔽线。
如果是TTL屏,屏线需要在连接线的外面加屏蔽网罩或者是磁环。
如果LVDS屏,则需要使用双绞线,同时再加上磁环。
以减少屏线对整个系统的电磁干扰。
带屏蔽的双绞线,可以信号电流在两根内导线上流动,噪声电流在屏蔽层里流动,因此消除了公共阻抗的耦合,而任何干扰将同时感应到两根导线上,使噪声相消。
在电源和主控制板之间的连线(标号为4)上也需要加一个磁环。
主要是因为电源线对主板会产生比较大的电磁干扰。
在按键板跟主板的连接线(标号为9)上也应该加上一个磁环。
主要原因是按键板上不断有数据变换(遥控接收头)而导致对系统产生电磁干扰。
加磁环可以有效地屏蔽电磁干扰。
在跟扬声器连接的音频线(标号为10)上加上磁环,以减少音频输出对系统的电磁干扰。
如果主板和调谐器板之间有排线(标号6、7、8)连接,则需要在连接线上加磁环。
以减少排线间的电磁干扰。
以上所加的磁环可以根据具体的情况来加,可以通过反复的实验来确定。
屏蔽罩的利用:通常,液晶显示模块、主控制板(包括数字板和调谐器板)和电源部分都需要屏蔽罩。
主芯片的主频率是产生电磁干扰的主要原因。
主频率的频率谐波,最容易产生电磁干扰。
在做EMC的实验中,主频率的频率谐波的地方电磁干扰都很大。
在设计时要对主芯片加一定的屏蔽措施。
主要的屏蔽措施在数字板上加金属屏蔽罩。
加屏蔽罩是最有效的抗电磁干扰的途径。
但是因为要考虑到驱动板和整个系统的散热问题,要求屏蔽罩上开孔散热。
但是其最大尺寸必须小于噪声最短波长的1/100。
调谐器板上的屏蔽主要是对TUNER部分的屏蔽。
电源部分的屏蔽尤其重要,如果电源部分的屏蔽不好,则会造成大的干扰。
这样传导就过不了。
并且由于电源的发热很厉害,所以该屏蔽罩一定要注意到散热的问题。
通常屏蔽罩上都有开口和接缝,他们会造成电磁泄露。
从而使屏蔽效果不佳。
解决接缝处电磁泄露的方法是在接缝处使用电磁密封衬垫。
屏蔽罩上开口的电磁泄露与该开口的尺寸、辐射源的特性和辐射源到开口的距离有关。
通过设计开口尺寸和辐射源到开口的距离来满足屏蔽的要求。
作者:孙会开发工程师海尔集团技术研发中心此文章源自《电子工程专辑》网站:/ART_8800564562_480601_TA_e921d2ac.HTM/ART_8800564562_480601_TA_e921d2ac.HTM返回文章页| 返回主页。