液晶電視電磁兼容檢測方法

黃培輝

（廣西新能源電動車產品質量檢驗中心，廣西 貴港 537100）

0 引言

隨著社會經濟、科技水平不斷提高，各式各樣的家用電器進入人們的日常生活。家用電器在使用過程中會產生電場，電場的變化會導致磁場產生，有磁場就會存在電磁信號輻射現象[1]。當電磁信號輻射功率超過一定標準，就會給人體帶來損害。隨著家用電器的使用不斷增多，生活中的電磁騷擾問題越來越嚴重。因此，本文選取一般家庭最普及、使用頻率最高的家用電器之一——電視機進行電磁騷擾檢測和分析。

本文涉及的檢測標準是國家標準《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/T 9254.1—2021）。該標準適用于額定交流電壓有效值或直流電壓不超過600 V 的信息技術設備、音頻設備、視頻設備、廣播接收設備、娛樂燈光控制設備及其組合，包括專業用途的多媒體設備[2]。本文主要描述液晶（Liquid Crystal Display，LCD）電視的電源端騷擾電壓和輻射騷擾場強檢測及其結果分析。

1 液晶電視的工作原理

現代電視機的形式、種類和功能越來越多樣化，但其核心工作原理基本一致，即接收環境中電視相關的射頻信號，將信號轉化為聲音和圖像加以處理顯示出來。一般其內部可劃分為射頻選頻接收、信號調制檢波及轉換、聲音和圖像還原以及電源4 大模塊。不同液晶電視的主要區別在于圖像還原技術。液晶電視使用冷光源燈管作為背光光源，通過輔助光學模組和液晶層對光線的控制實現比較理想的顯示效果。改變液晶內部電壓，液晶層內三基色的液晶晶體會呈現出各種各樣的顏色，再通過專業的光學模組從而顯示出需要的圖像[3]。

2 電磁騷擾項目檢測及分析

本文主要進行液晶電視的電源端騷擾電壓和輻射騷擾場強檢測。為了文章的簡潔性和可讀性，本文展示的檢測結果曲線圖并不包含所有檢測曲線圖，比如，電源端騷擾電壓檢測部分只展示L 線檢測結果，N 線測試結果也合格，文章不過多贅述；輻射騷擾場強檢測只展示30 ～1 000 MHz 檢測結果曲線。

2.1 電源端騷擾電壓檢測

電源端騷擾電壓主要來源于電視機內的半導體整流電路、時鐘電路、開關電源電路以及其他功率器件所產生的騷擾信號。這些騷擾信號會通過電視機電源線接入公用電網。如果騷擾信號過大，會對公用電網造成污染，從而影響臨近電子產品的使用。依據國家標準《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/T 9254.1—2021）的檢測要求，測量的頻率范圍為0.15 ～30.00 MHz，應分別檢測準峰值和平均值，檢測限值參見表1。限值在0.15 ～0.50 MHz頻率范圍內隨頻率的對數增加呈線性減小。實際檢測時，在過渡頻率處（0.15 MHz 和0.50 MHz）應采用最低限值。

表1 電源端騷擾電壓限值

檢測所需測量儀器包括電磁騷擾測量接收機、人工電源網絡，輔助設備包括廣播信號發生器。檢測布置如圖1 所示。

圖1 電源騷擾電壓檢測布置圖

檢測時，液晶電視與屏蔽室墻體和其他金屬導電體之間保持大于0.8 m 的固定值，使檢測具有重復性，非導電測試臺高度為0.4 m 或0.8 m。液晶電視顯示畫面應按標準設置為帶運動圖像單元的彩條。電視機屏幕設置為最高有效分辨率，色彩質量設置為最高色位深度，亮度、對比度及色飽和度使用出廠默認設置或典型設置，其他設置調整到可以獲得最高性能的典型畫面設置。測試結果如圖2 所示。

圖2 電源端騷擾電壓檢測曲線

由圖2 可見，峰值檢測曲線和平均值檢測曲線均在對應標準限值曲線之下。按標準峰值檢測比準峰值檢測要嚴格，因此在實際檢測中，如果峰值檢測滿足峰值限值，那么準峰值檢測也會滿足限值要求。從測試結果來看，本次測試結論為合格。一般液晶電視電源端騷擾電壓檢測風險比較小，該測試項目一般都會合格。如果該項目不合格，可以根據不合格頻率點調整電源輸入端口濾波網絡濾波電容，或者額外增加一個合適的濾波電路。如果調整濾波電路后檢測結果仍不合格，則需要分析電源印制線路板（Printed Circuit Board，PCB）的布局布線設計是否合理，比如電源板包地設計是否合理，或者開關管等頻率器件放置位置是否合理等。

2.2 輻射騷擾場強檢測

輻射騷擾主要是指能量以電磁波形式由源發射到空間或能量以電磁波形式在空間傳播的現象。輻射騷擾是電磁兼容的重要內容，也是測試最不容易通過且最難整改的項目。輻射騷擾超標的產品可能引起周圍裝置、設備或系統性能降低，干擾信息技術設備或其他電子產品的正常工作，并對人體造成一定危害[4]。依據國家標準《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/T 9254.1—2021）的檢測要求，測量的頻率范圍為30 ～6 000 MHz。檢測限值參見標準表2。表2中檢測限值為3 m 暗室限值要求。實際檢測時，在過渡頻率處（230 MHz）應采用最低限值。

表2 輻射騷擾場強檢測限值

檢測所需測量儀器包括3 米法電波暗室、測量接收機及組合天線。布置時，液晶電視放在高出地面0.8 m 的非金屬試驗臺上，液晶電視中心應放在暗室轉盤中心上，天線校準參考點到液晶電視假想圓圈邊界的測量距離為3 m。檢測布置如圖3 所示。檢測時，天線分別在水平和垂直極化方向上進行試驗，液晶電視隨轉臺進行360°旋轉，同時天線在1 ～4 m 高度區域進行掃描。液晶電視顯示和畫面設置與電源端騷擾檢測時設置一致。測試結果如圖4 所示。

圖3 輻射騷擾場強檢測布置

圖4 輻射騷擾場強檢測結果

從檢測結果曲線來看，此液晶電視輻射騷擾場強在30 ～1 000 MHz 檢測不合格。在頻率135 MHz、165 MHz 和188 MHz 附近，輻射騷擾場強超過標準限值。輻射騷擾是一項綜合性的檢測，造成此項目不合格的原因有很多且比較復雜。整改的時候需要逐項排查。一般可以從以下幾個思路開展整改。

（1）排查電視機電路外層屏蔽是否做好，機殼屏蔽螺釘都需要安裝上，并且按要求力矩鎖緊。

（2）檢測各個模塊屏蔽結構覆蓋面積是否足夠大。焊接在電路板上的屏蔽結構不能存在虛焊、漏焊情況。

（3）檢測各個模塊里面的濾波電路設計是否合理，濾波電容是否失效。根據檢測結果不合格頻率，調整為適當的濾波電容，如電路中預留有多的電容焊盤，建議增加新的濾波電容[5]。增加濾波電容時需要注意匹配，以免產生諧振導致產生新的輻射騷擾信號。

（4）檢查各模塊PCB 布局布線是否合理。磁性器件之間需保持一定距離，防止相互影響產生諧振激勵信號。信號線特別是高頻信號線應作包地處理，盡可能減小回路的覆蓋面積，以減小騷擾信號向空間輻射的能力。數字地和模擬地需要分開處理，根據實際情況選擇單點接地或多點接地。

3 結語

本文簡單介紹了液晶電視的工作原理，重點介紹了液晶電視的電源端騷擾電壓和輻射騷擾場強的檢測布置和檢測要求，并對檢測結果曲線進行分析，給出一些不合格項的排查和整改建議。希望能夠給相關實驗室進行液晶電視檢測提供參考，給液晶電視廠家的產品設計提供一定的幫助。