電視機產品的不同測試狀態比較和分析

謝于迪，徐 嵬，霍宏艷，李 磊

（北京泰瑞特檢測技術服務有限責任公司，北京 100015）

0 引 言

產品測試標準一般都在介紹測試方法前，對產品的測試狀態進行規定，涉及通用要求、測試信號、測試條件以及工作狀態調整等章節。產品的性能與測試狀態的選取直接相關。合適的測試狀態能夠反映產品的真實性能狀況，保持測試人員之間、測試機構之間的一致性、科學性以及可重現性。電視機產品測試狀態的選取對測試結果的影響顯著，但不同的測試領域標準對測試狀態的選取差異很大。因此，本文嘗試對不同標準測試狀態的規定進行介紹和分析。

1 電視機不同性能標準對測試狀態的規定

電視機產品的性能測試包括顯示、電性能、聲學能、能耗/能效、安全、電磁兼容、軟件等測試。本文重點分析消費者關注度高或強制性認證測試的顯示、能耗/能效、安全、電磁兼容性能的測試狀態。

1.1 顯示性能測試標準

1.1.1 VESA信息顯示設備測試標準

VESA即Video Electronics Standards Association組織，致力于顯示標準的制修訂。本文介紹的VESA標準為信息顯示設備測試標準1.1版[1]（Information Display Measurements Standard V1.1），更新于2021年7月。第3章“顯示設備和儀器的設置”規定了平板電視設備的測試狀態如下。

（1）預熱時間大于20 min，鼓勵更長的預熱時間。

（2）顯示器的性能設置應保持不變并被記錄。

（3）顯示器的設置以最優化顯示性能為原則，并不采用工廠模式。

（4）模擬信號輸入時，輸入信號的信號電平非常重要。

（5）顯示器應能顯示盡可能多的灰度等級，在理想暗室中進行調整，輸入圖像獲得更多的灰階。可先調整暗部控制，讓能顯現的黑色模塊最多，但不能影響灰色和白色部分，再調整亮部控制，使顯示的白色模塊最多，但不能影響灰色和黑色部分。可重復進行操作，檢查并確保沒有灰階調整信號中的任何深灰色調整為黑色，將淺灰色調整為白色。

當顯示器無法顯示所有所有灰階的情況時采用折中調整，但是需使蛇形灰階信號顯示盡量多灰階數，且做好記錄。

1.1.2 顯示性能行業標準

平板電視顯示性能測量方法[2]和超高清晰度電視機顯示性能測試方法[3]兩項行業標準分別規定了不同清晰度平板電視顯示性能的測量方法。具體規定如下：預熱時間30 min，圖像設置恢復到出廠位置，如無出廠位置則調整至“標準”模式。關閉環境光控制、背光控制，幅型比調整至全屏模式、重顯率100%，輸入極限八灰度信號，調整亮度、對比度至八灰階極限可辨，如無法調至極限可辨則放在出廠位置。

同為顯示性能測試標準，VESA與行業標準雖然所用狀態調試圖不完全相同，但調整原則基本一致，即性能測試應在線性輸出的最優顯示狀態下。灰階調整和極限八灰階調整都需要專業檢測人員操作，且可重現性略差，但顯示性能測試仍然選用這種方式，表明不同的狀態對顯示性能測試結果影響極大。

1.2 能效/能耗測試標準

1.2.1 IEC能效標準

IEC 62087-1：2015[4]和IEC 62087-3：2015[5]（音頻、視頻和相關設備-功耗的測定-第1部分：概述、第3部分：電視機）是國際上使用最廣的能耗測試方法，涉及包括電視機在內的多種音視頻產品。IEC 62087標準規定的測試狀態是：除特殊規定外，各項設置都應放在制造商模式，并在測試全過程保持不變。如果默認模式中環境光自動控制處于打開狀態，則啟用環境光自動控制功能，并施加300 lx光照在照度傳感器上。受測設備需在開啟模式下至少穩定1個小時，但也應在3小時內完成測試。對于沒有默認環境光自動控制的電視，首選關閉環境光自動控制功能進行測試，在不能關閉的情況下，采用上述施加光照的方式進行測試。

1.2.2 平板電視能效國家強制性標準

《平板電視與機頂盒能效限定值及能效等級》（GB 24850—2020）[6]是國內平板電視能效測試的強制性標準，涉及能效標識管理。GB 24850—2020標準規定的測試狀態調整方法如下：將電視機恢復出廠設置后，關閉環境光控制。如無出廠設置或出廠模式下亮度、對比度不可調，將圖像模式調整到“標準”或與之相對應的模式，其他菜單設置包括動態背光調整等為開機后的設置。如果環境光控制不能關閉，在光感應器處給予不低于300 lx的照度。輸入極限八灰度九窗口信號，改變“對比度”功能和“亮度”功能控制器位置，調整到極限八灰度信號極限分辨狀態。

IEC 62087標準和GB 24850—2020標準雖是一個針對能耗測試、一個針對能效測試，但實質上都是推動電視機產品節約能源，但兩個標準的測試狀態設計出發點完全不同。IEC 62087標準希望能測得消費者實際使用時的能耗情況。GB 24850—2020為強制性標準，產品達不到標準要求將不能上市，標準組出于規避企業為通過測試而故意將開機功率調到很低造成亮度過低以致消費者不能正常使用的目的，將亮度測試融入功率測試。亮度測試屬于顯示性能，所以采用了調整極限八灰度的方式，使產品狀態保持在線性顯示區域內。

1.3 安全標準

IEC 62368-1：2018信息技術、視聽設備和通訊設備的安全標準是最新的安全領域標準，與之對應的國內標準正在制定過程中。測試狀態調整類似，要求將電視機調整至最大功耗狀態。安全標準主要考核產品可能存在的電氣安全，最大功率確實是風險概率最大的情況。

1.4 電磁兼容標準

1.4.1 諧波電流限制標準

IEC61000-3-2：2020電磁兼容-限值-諧波電流限值標準在2020年發布實施。標準規定了電視機諧波電流限制的測試方法和要求。對應的國家標準GB 17625.1—202X電磁兼容 限值 第1部分：諧波電流發射限值，目前正在完成修訂（修改采用IEC標準）報批工作。

諧波是與功率相關的參數，電視機的功率大小將影響是否進行測試和測試結果。找準測試狀態，對這兩項標準至關重要。IEC 61000-3-2標準中，電視的對比度、亮度、背光和其他功能（如果存在）應設置為交付給客戶家用的默認條件。音量控制應在屏幕音頻顯示最大值的8%至12%之間進行調整。所有其他音頻功能應保持在電視交付給客戶家用的默認條件下。GB 17625.1的修訂版基本遵照IEC標準的表述方式，僅依據電視機產品實際測試中遇到的情況，增加了“如無默認狀態，可將圖像模式調整到‘標準’或與之對應的模式，其他菜單設置為開機后的設置，并記錄該狀態。”通過IEC標準和GB標準的規定的方法進行調整，基本能保證將電視機調整至消費者開機使用時的狀態，保障后續諧波測試的準確性。筆者所在實驗室，選取75英寸和65英寸兩臺液晶電視機作為樣品，分別在兩組人員、不同背光亮度、不同輸入信號等條件下進行試驗，比較和分析各次試驗數據發現，對于樣品A，兩組人員測得的試驗數據差異較小，降低背光亮度或使用HDMI作為輸入信號時樣品功率顯著降低，但測得的各次諧波電流值與最大背光亮度、使用DTMB作為輸入信號時相比，某些次諧波降低，某些次諧波反而升高，沒有明顯規律；對于樣品B，兩組人員、降低背光亮度、不同輸入信號的試驗條件下，測得的樣品功率基本一致，各次諧波電流試驗數據差異均較小。通過驗證，證實了新版標準相關試驗方法的合理性、可重復性以及可操作性。

1.4.2 發射要求

電磁兼容發射性能與功率有相關性，信息技術設備、多媒體設備和接收機電磁兼容 第 1 部分：發射要求（GB/T9254.1—2021）[7]新版標準參照IEC標準規定電視機的測試狀態調整，如表1所示，屏幕設置最高分辨率和幀速率，最高色位深度，以期獲得開機正常使用時的最大電磁發射狀態。

表1 電視機測試狀態

2 測試狀態比較和確定原則分析

從上述分析可以看出，各標準組在相關標準中，對電視的測試狀態規定差異明顯。對于顯示性能測試，國際、國內標準存在差異，但總體設計思路相似，旨在使電視機處于線性工作區內，呈現最好的顯示效果。對于能效標準，國際、國內標準差異較大，國際標準力圖呈現消費者使用的正常狀態，國內標準考慮到企業規避質量責任的問題，設計了更嚴苛的測試狀態。安全標準方面，國際、國內標準相似，旨在找到電氣安全風險最大的狀態。對于電磁兼容標準，同樣，國際、國內標準相似度高，也主要是呈現正常工作狀態或最大發射時的正常工作狀態。

3 結 語

電視產品不同性能測試要求的測試狀態確實存在很大差異。但經研究分析，目前各標準選用的狀態基本合理，體現了該性能測試的特殊需求。