某型顯示器提升抗電磁干擾優化措施探析

劉波

摘 要 針對某型顯示器在外場使用過程中頻繁出現干擾條紋的問題，本文從根本原因上分析了干擾產生的原因和設計方面的不足，分析并排除故障后從工藝方面提出抗電磁干擾優化措施，提升了該型顯示器的抗電磁干擾性能。

關鍵詞 電磁干擾;屏蔽線;防波套;鋁箔

某型顯示器在外場使用過程中頻繁出現干擾條紋，具體現象表現為當產品獨自通電工作時產品功能正常顯示畫面穩定，但每當顯示器旁邊的無線電設備開啟時，顯示器畫面就出現橫向條狀干擾條紋，嚴重影響顯示器的顯示畫面質量;當無線電設備關閉后，顯示器畫面又迅速恢復正常。

該型顯示器為常規機箱設計，線束都敷設在顯示器機箱內部，外觀只露出機箱上的J30J連接器以及一小段J30J連接器自帶的線束。用螺絲刀拆掉機箱蓋板后，可以看到顯示器內部的線束是沿著顯示器內部支架下方里的凹槽走線的，再打開纏包在線束外層的聚四氟乙烯薄膜，可以看到線束內的導線類型是J30J連接器的自帶線，線束一端至機箱外側的J30J連接器，另外一端則是到達顯示器的液晶屏幕對接插座，由于J30J連接器的自帶線屬于光線，外側沒有屏蔽層，所以設計者當初為了改善該型顯示器的抗電磁干擾性能，對傳輸視頻信號的每一根自帶線的外側都穿了一層屏蔽層，但是屏蔽距離明顯不夠，且由于固定屏蔽層兩端的端頭地方需要套上熱縮套管，因此在線束靠近連接器端頭的地方缺少屏蔽層的保護[1]。

電磁干擾是一種電磁信號干擾另一種電磁信號降低信號完好性的現象。干擾波又稱電子噪音，通常由電磁輻射發生源產生，本文中電磁干擾由無線電設備產生。屏蔽就是用導電或導磁材料制成的特定結構形式，將電磁干擾限制在一定的空間范圍內，導致干擾信號經過屏蔽體時受到很大的衰減，從而抑制電磁干擾信號對相關設備或空間的干擾。屏蔽技術是抑制電磁干擾的有力措施，屏蔽線是由最外層絕緣外層以及銅絲編織網的屏蔽層和一些填充物以及里面有絕緣外層包裹的多股銅絲組成的，常用的屏蔽導線有外層帶絕緣層的雙絞屏蔽線和同軸電纜，電磁屏蔽的效果都不錯[2]。

由于該型顯示器結構設計不太合理的原因，為了滿足顯示器的機械強度要求，顯示器機箱內部支架用來走線的凹槽設計的比較窄，因此J30J連接器的甩線如果采用外層帶絕緣層的雙絞屏蔽線或者視頻專用同軸電纜，會造成線束整體太粗而無法進入支架的走線凹槽中，且為了滿足機械強度要求，凹槽的尺寸不允許擴大，才造成設計者不得不采用將J30J連接器的傳輸視頻信號的每一根自帶線的外側都穿了一層屏蔽層，這樣既滿足了線束直徑較小可以滿足在凹槽中走線，也滿足了較好的電磁干擾效果，因此在常規情況下改型顯示器的畫面是穩定的合格的。但是由于該型顯示器平時的工作環境中存在著比較強的電磁干擾信號，該型顯示器旁邊的無線電設備開啟后發送接收的電磁信號就容易對該型顯示器的連接器端頭和導線處造成電磁干擾，因此必須提升該型顯示器的抗電磁干擾性能，從工藝方面采取的主要措施有以下兩種：

方法1：將J30J連接器的自帶線更換為傳輸視頻專用的同軸電纜或者外層帶絕緣層的雙絞屏蔽線，電磁屏蔽效果會增強很多，但是由于同軸電纜和外層帶絕緣層的雙絞屏蔽線的直徑都比較粗，整個線束的直徑也會增大不少，但由于上文中提到，為了滿足機械強度要求，機箱支架的凹槽的尺寸不允許擴大，所以若使用同軸電纜或者外層帶絕緣層的雙絞屏蔽線后，線束直徑過大而導致線束無法放入凹槽內走線，所以這個方法無法執行下去。

方法2：在保留使用J30J連接器的自帶線的情況下，在整個線束上穿上合適尺寸的防波套，使得防波套在處于拉伸狀態后剛好滿足防波套兩端都能接觸到線束兩端的連接器端頭附近，例如規格P6×10的防波套代表此防波套在拉伸后尺寸為10。在J30J連接器的自帶線本身穿有屏蔽層的情況下，整個線束外面再穿了一個防波套，能夠明顯提升線束的抗電磁干擾性能。但是防波套末端與J30J連接器之間還是存在著一定的縫隙，外部環境的電磁干擾信號可以通過這個縫隙進入線束從而干擾視頻信號的傳輸質量，為了堵住這個縫隙，可以采鋁箔或者導電膠帶從防波套的末端開始纏繞到J30J連接器端面，纏繞完畢后將鋁箔或導電膠布的兩頭分別粘住防波套末端與J30J連接器端面，至此，防波套和鋁箔（或導電膠布）形成了一個完整的電磁屏蔽體，可以有效屏蔽掉外部環境中發射過來的電磁干擾信號，電磁干擾信號無法進入該型顯示器內部從而提升了該型顯示器的顯示畫面質量[3]。

在實驗室對該型顯示器按照上文中方法2描述的方案進行了改裝，先對該型顯示器內部的整個線束進行穿防波套，注意在穿防波套的過程中應仔細謹慎，避免防波套的尖銳毛刺將J30J連接器的自帶線刺破。防波套的兩端應用熱縮套管套住并熱縮，之后再用蠟殼線將防波套兩頭捆扎牢固。再采用鋁箔從防波套的末端開始纏繞到J30J連接器端面，纏繞完畢后將鋁箔或導電膠布的兩頭分別粘住防波套末端與J30J連接器端面，注意鋁箔在J30J連接器端面要粘接牢固，與連接器端面之間緊密貼合沒有間隙。

將改裝后的顯示器在實驗室中重新通電驗證，當顯示器旁邊的無線電設備開啟時，顯示器畫面穩定沒有出現干擾條紋。經過多次將無線電設備上下電試驗和長時間通電試驗，顯示器的畫面一直穩定沒有干擾條紋，從而證明了本文提出的將顯示器內部線束整體穿防波套并用鋁箔（或導電膠布）將連接器端面與防波套末端的縫隙連接緊密的方法能夠有效提升該型顯示器的抗電磁干擾性能，該型顯示器畫面有干擾條紋的故障成功排除。

結束語

本文針對某型顯示器在外場使用過程中頻繁出現干擾條紋的問題，從根本原因上分析了干擾產生的原因和設計方面的不足，在不改變該型顯示器的設計方案的情況下，從工藝方面提出將顯示器內部線束整體穿防波套并用鋁箔（或導電膠布）將連接器端面與防波套末端的縫隙連接緊密的優化措施，排除了該型顯示器在無線電設備開啟時頻繁出現的干擾條紋的故障，有效地提升了該型顯示器的抗電磁干擾性能。

參考文獻

[1] 大衛韋斯頓.電磁兼容原理與應用 方法分析電路測量[D].北京：機械工業出版社，2019：35-36.

[2] 何宏.電磁兼容與電磁干擾[D].北京：國防工業出版社，2007：44.

[3] 李獻.接地與屏蔽技術[D].北京：清華大學出版社，2016：65-66.