液晶顯示器電磁兼容與檢測

徐樂

摘 要 液晶顯示器結構獨特，而且它會對其周圍環境產生微量輻射電磁波。文章基于對液晶顯示器的電路、基板等基本技術的研究，判別顯示器信號的輻射范圍及強度，并依此測量并弱化液晶顯示器的電磁輻射波。結合液晶顯示電磁波的相關理論，剖析液晶顯示器的內在輻射原理，將得出的有效結論應用于實際生產過程當中，以便能夠降低液晶顯示器產品的電磁泄露故障，進而探究避免對周圍環境泄露電磁波的策略和方法，為相關行業提出指導性的建議和

意見。

關鍵詞 液晶顯示器；電磁；檢測

中圖分類號：TN873 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0069-01

隨著我國計算機硬件水平的不斷提高，對相關行業的規范標準越來越嚴格，國內規定強制執行檢測計算機整機的電磁兼容狀況，其測量結果符合要求后才能被投放市場銷售。但目前計算機零售硬件市場仍未得到有效監管，不合格產品居多，流通速度快，有些消費者自行購買主機電源、顯示器等計算機硬件設備進行私自組機，應用在人們的日常工作和生活環境中，這些沒有被檢測過的硬件商品，很可能會對人體健康造成影響。

1 液晶顯示器基板的電路設計原理

液晶顯示器（LCD）的構造是在兩片平行的玻璃當中放置液態的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生畫面[1]。

液晶顯示器基板電路的設計步驟很嚴謹。首先是要明確電磁干擾源頭，找出環境中可能存有的干擾源并確定其干擾作用效果大小。具體做法是，先屏蔽一切干擾源，而后逐一對單項干擾源進行檢測和解決。涉及的重要技術手段包括：濾波、鋪設線路、屏蔽等方法。液晶顯示器基板的主要功能模塊分為：液晶顯示、電源、驅動、轉換模塊等等幾個部分。通常情況下，液晶顯示器在出廠時，生產廠家對其重要模塊已經進行了檢測，基于此，在進行后續的測試時，我們只需針對電源、驅動等幾個關鍵部分進行電路設計或布局就可以。

1.1 電源模塊

電源部分的主要功能為兩部分，即實現驅動液晶顯示屏的背光和提供穩定電流。目前電源模塊設計大多采取開關式電源。電源開關在設計時需要考慮其兼容性，采取相應措施提前規避掉可能產生的問題，應用軟開關技術進行調整電流，避免在開關液晶顯示器時產生過多的電流干擾。這種技術的作用機理是使開關電源中的裝置在沒有電壓和電流時進行開關轉換，能夠削弱電磁波的產生。電磁波干擾是由于開關頻率的變化而波及到環境中的，其干擾能量的聚集可能會導致電磁波干擾加強。通過將開關信號的能量調制均勻分散在一個開放的頻帶上，能夠讓能量核分散開來，進而削弱其干擾強度，同時也滿足了電磁兼容性的要求，或者可另設額外兼容配置，還要做好電源部件的有效屏蔽，以及避免信號線進行平行布線[1]。

1.2 驅動模塊

液晶顯示器的驅動模塊包含：模擬信號、數字電路和電源。在布局進程中，要把三者適當的分散開，令其互不干擾。同時遵循相關部分貼近布設原則，采用接地的方式布線，以便降低電磁干擾。目前常見的干擾源是數字電路部分的時鐘電路，這就需要在設計模塊時考慮到將晶振的兩腳融入微波電路。

2 液晶顯示器的電磁兼容與檢測

研究者對液晶顯示器進行輻射發射和傳導干擾檢測，檢測標準依照國際相關標準執行，且該標準已經確定為我國強制執行標準。該規定要求，進入家庭用的計算機須達到B級極限值，這個要求標準比工商業用的標準級別都高，其原因是因為個人微機用戶從經濟角度考慮，缺乏必要的經濟實力支撐來采取有效的防護手段[3]。

2.1 液晶顯示器的輻射發射檢測結果

進行輻射發射及傳導騷擾測量實驗，其中后者在半電波暗室中操作，將被檢測部件放置于輔助微機上。外部天線距離被檢測裝置3米外，垂直掃描，被檢測裝置在轉臺上不停旋轉，直至尋找到輻射的最強磁場源。在這一過程中，由專業檢測軟件選擇符合測量標準的測量頻段、檢波方式等數據，在標準測量頻段內以由低到高的順序測量每一個頻點可能產生的干擾信號磁場強度大小。通過觀察輻射騷擾測試的檢測結果與被測設備的原始記錄二者的數據得知：液晶顯示器在低頻段120-140 MHz上下超出其限值[4]。

2.2 液晶顯示器的傳導騷擾檢測結果

液晶顯示器的傳導騷擾檢測是在屏蔽室內操作，隔絕光及所有輻射源。將被測件放置在離地面80厘米左右高度的試驗臺上，試驗臺上面鋪有金屬銅接地板的導電平面。被測電源線通過電源阻抗穩定網絡接到電網上。測量直接通過阻抗穩定網絡上的監視測量端進行，以電容耦合的方式，將被測件產生的干擾電壓引出，經過轉換得到線上的實際電壓，得出不同頻段干擾電壓的幅度數值。衰減器是為預防接收機負荷過重造而成損壞的微機配置。

國家對電磁兼容檢測缺乏強制性，組裝機器達標與否我們不得而知，人們也不會主動去檢測私裝計算機。顯示器即計算機外接硬件設備作為計算機的主要輸出設備，與人體的接觸面相對較大，其電磁輻射對人們健康不益。所以，即使是自行購買的非檢測過的液晶顯示器，我們也要對其進行有效改良設計以降低輻射，選擇合理的優化方案對其進行檢測，健康的使用液晶顯示屏。

3 液晶顯示器電磁兼容與檢測結果分析

為了研究液晶顯示器的作用機理和電磁兼容性，對顯示器進行了拆解，發現其內部采用雙層屏蔽的構造模式。由不銹鋼材質將電源、基板和背光板分別屏蔽開，接縫焊接良好，以保證屏蔽物的整體性與導電性[5]。外部顯示器是電器操作使用者直接面對的硬件，其外觀殼體用鋁質材質，易成型且整潔，還能屏蔽一部分頻率的電磁波，但由于成本較高，低端電子市場的顯示器往往采取塑料材質的外殼。通過研究金屬外殼材質的液晶顯示器，觀測其輻射發射結果，效果卻不盡如人意，原因是鋁質金屬外殼沒有與工作地做直接連接或間接連接。

研究表明：液晶顯示器輻射發射測試頻譜，最好能提供計算機不同工作狀態下的情形，從中能夠得到更多、更有效的數據信息。還要注意液晶顯示器整體的屏蔽性能、接地方式等。另外，注意觀察液晶顯示器的開關部件、元器件、晶振和時鐘電路等的正常運轉及其布局位置、各類電纜的布線等方面問題，只有做好統籌規劃，才能有效避免液晶顯示器泄露輻射波，維護應用環境的健康良好。

4 結束語

液晶顯示器基板的實際應用范圍廣泛，它的電磁環境具有靈活性和多變性的特征，在進行液晶顯示器的電磁兼容設計與檢測時，要考慮液晶顯示器的應用環境因素及影響，而且一個低輻射的液晶顯示屏對人體健康影響也較小。通過采取有效的電磁兼容設計方式，液晶顯示器基板通過EMC檢測合格，為日后同樣液晶顯示器基板的設計奠定可行的基礎。

參考文獻

[1]常偉.液晶顯示器基板電磁兼容性討論[J].科技致富向導，2013，3（05）：156-157.

[2]李務斌，張志華，戴冬原.低輻射加固液晶顯示器設計[J].電子機械工程，2012，12（10）：178-179.

[3]夏顯忠，鄒北驥.一種適應惡劣環境的有源液晶顯示器的設計[J].中南工業大學學報（自然科學版），2010，10（05）：101-102.

[4]朱志軍，施晉生.低溫液晶顯示器—加固理論與實踐[J].低溫與超導，2010，11（08）：156-157.

[5]姜愛國，夏顯忠，胡元剛.液晶顯示器加固技術探討[J].液晶與顯示，2011，12（05）：111-112.endprint