[指南] LCD電視結(jié)構(gòu)主要由LCD顯示模塊、電源模塊、驅(qū)動模塊(主要包括主驅(qū)動板和調(diào)諧器板)、按鍵模塊組成。通用液晶顯示器模塊在制造商制造之前已完成了EMC測試。在此，重點介紹了電源模塊、驅(qū)動模塊、鍵模塊和整機(jī)設(shè)計中應(yīng)注意的電磁干擾問題。

電磁兼容性(EMC)是液晶電視設(shè)計中不可避免的重要問題。如果EMC設(shè)計不正確，在廣播期間，電視機(jī)可能會出現(xiàn)漣漪和頻閃等問題，嚴(yán)重情況下可能無法觀看。EMC設(shè)計是針對實際發(fā)生在產(chǎn)品中的電磁干擾而針對國家或地區(qū)的EMC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計。設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中正常工作，定義為不構(gòu)成該環(huán)境中任何內(nèi)容都無法承受的電磁干擾(EMI)的功能。

電磁干擾一般分為兩種，傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾是指通過傳導(dǎo)介質(zhì)將信號從一個電網(wǎng)絡(luò)合并(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間將信號合并(干擾)到其他電氣網(wǎng)絡(luò)中。

LCD電視結(jié)構(gòu)主要由LCD顯示模塊、電源模塊、驅(qū)動模塊(主要包括主驅(qū)動板和調(diào)諧器板)、按鍵模塊組成。通用液晶顯示器模塊在制造商制造之前已完成了EMC測試。在此，重點介紹了電源模塊、驅(qū)動模塊、鍵模塊和整機(jī)設(shè)計中應(yīng)注意的電磁干擾問題。

電源模塊EMC設(shè)計

“電源”部分的兩個主要功能是實現(xiàn)驅(qū)動液晶屏的背光，并為其他模塊(如驅(qū)動模塊、鍵模塊等)提供直流電源。

電源模塊的設(shè)計好壞直接影響整個系統(tǒng)，如果設(shè)計不好，電視將出現(xiàn)大浪，嚴(yán)重的話，電視將無法使用。此外，還會嚴(yán)重影響附近其他設(shè)備的正常使用。

液晶電視的電源部分全部使用開關(guān)電源。開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾問題的原因很復(fù)雜。設(shè)計開關(guān)電源時，必須確保開關(guān)電源不干擾電網(wǎng)和附近的電子設(shè)備。另外，還要加強(qiáng)開關(guān)電源本身對電磁干擾環(huán)境的適應(yīng)性。

必須針對交換電源的EMC問題采取以下主要措施：

軟開關(guān)技術(shù)：開關(guān)設(shè)備開/關(guān)時會產(chǎn)生浪涌電流和峰值電壓，這是開關(guān)管電磁干擾和開關(guān)損耗的主要原因。軟交換技術(shù)是減少交換機(jī)設(shè)備損失、改善交換機(jī)設(shè)備EMC特性的重要方法。該技術(shù)主要是在開關(guān)電源的開關(guān)管為0電壓、0電流時切換開關(guān)，有效地抑制電磁干擾。

調(diào)制頻率控制：電磁干擾隨開關(guān)頻率而變化，干擾的能量集中在離散開關(guān)頻率點，干擾強(qiáng)度大。將開關(guān)信號的能量調(diào)制分布在寬波段上，產(chǎn)生一系列不連續(xù)的角帶，從而擴(kuò)展干擾頻譜，將干擾能量分布在離散波段上，從而降低開關(guān)頻率點處的電磁干擾強(qiáng)度。

組件布局和接線：將與電源輸入和輸出信號關(guān)聯(lián)的組件放在相應(yīng)端口附近，以避免組合路徑造成的干擾。把相互關(guān)聯(lián)的零件放在一起，以免線太長而礙事。

另外，應(yīng)避免信號線平行行走。如果無法避免，請盡量增加線條間距?；蛘撸梢栽谥虚g添加地線以減少相互干擾。

主驅(qū)動器板EMC設(shè)計

液晶電視的主驅(qū)動板由模擬信號部分、高速數(shù)字電路部分、噪聲源DC-DC電源部分組成。

組件布局和行走：布局中要合理分離模擬信號部分、高速數(shù)字電路部分、噪聲源DC-DC電源部分，最大限度地減少相互之間的信號耦合。對于零件放置，遵循相互關(guān)聯(lián)的零件盡可能接近的原則，可以提高噪音預(yù)防效果。

DC-DC電源部分和接地：印刷電路板上電源線和地線是最重要的。確保模擬電路和數(shù)字電路各有自己的電源和接地路徑?？朔姶鸥蓴_的最重要手段是接地。

在液晶電視驅(qū)動主板上，主要將電源部分(DC-DC)與解碼和主芯片處理等其他部分分開，以減少電源對圖像顯示和電視聲音的干擾。

設(shè)計電路時，如果有仿真紙和數(shù)碼紙，則在鋪印刷版時要分開。可以減少相互干擾。在使用雙板和多層板PCB的布局中，通常使用其中一個銅箔作為專用接地平面。這樣做的目的是接地起到屏蔽層的作用。

集成芯片：即使在同一個集成芯片內(nèi)，也可以進(jìn)行模擬和數(shù)字分離。在設(shè)計印刷電路板時，可以將該芯片的模擬部分與數(shù)字部分分開，例如AD公司的模塊轉(zhuǎn)換芯片AD9883，該芯片經(jīng)常用于LCD TV的主驅(qū)動主板。最后，通過較短的導(dǎo)線連接兩點?；蛘咄ㄟ^1nF旁路電容連接兩個地方。

晶振：數(shù)字電路的時鐘電路是目前電子產(chǎn)品的主要電磁干擾源之一，是EMC設(shè)計的主要內(nèi)容。晶振是強(qiáng)輻射放射源。晶振內(nèi)部電路產(chǎn)生較大的RF電流，因此晶體的接地引線損失較小，無法將較大的Ldi/dt電流充分引導(dǎo)到地面，金屬外殼成為單極天線。結(jié)晶鎮(zhèn)的周圍就是輻射場。

因此，晶振電路盡可能地遠(yuǎn)離接口電路，如串口、地址線、數(shù)據(jù)線等。接口電路將晶振的諧波信號從印刷版中拉出，以免引起電磁干擾。晶振的雙腳都需要添加RC濾波電路。同時，要將晶振的金屬外殼與印刷版的地面連接起來。另外，石英盡量靠近芯片針腳，紙線隔離手表區(qū)域。

放置一個局部地平面并且通過多個過孔與地線連接。

電容去耦：利用電容去耦來降低電磁干擾，電容去耦可以分為三種：整體的、局部的和板間的。

整體去耦電容工作在低頻狀態(tài)，為整個電路板提供一個穩(wěn)定的電壓和電流。它應(yīng)放置在緊靠印制電路板電源線和地線的地方。典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對幾十MHz以上的噪聲幾乎不起作用。所以對于20MHz以上的噪聲，采用0.01μF的電容去耦。

局部去耦電容使集成電路得到的供電電壓比較平穩(wěn)；另外還旁路掉該器件的高頻噪聲。

板間去耦電容是指電源面和接地面之間的電容，主要解決電源中產(chǎn)生的高頻瞬變電流。電源輸入端跨接一個10～100uF的電解電容器，如果印制電路板的位置允許，采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。去耦電容的引線不能過長，一般都緊靠在集成電路電源旁邊，連線要粗一些。

磁珠濾波：在主板上的所有信號輸入端（如YPBPR接口、VGA接口）都要加入磁珠濾波。磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。它扮演高頻電阻的角色，即將高頻衰減掉。該器件允許直流信號通過，而濾除交流信號。

選擇磁珠時，必須注意以下幾個因素：

1、不需要的信號頻率范圍為多少；

2、噪聲源是誰；

3、需要多大的噪聲衰減；

4、環(huán)境條件是什么（溫度，直流電壓，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）；

5、電路和負(fù)載阻抗是多少；

6、是否有空間在PCB板上放置磁珠。

前三條通過觀察廠家提供的阻抗頻率曲線就可以判斷。在阻抗曲線中三條曲線都非常重要，即電阻R，感抗X和總感抗Z。如圖1所示：

圖1：反映磁珠電阻、感抗和總感抗的阻抗曲線及等效電路拓?fù)洹?/p>

總阻抗通過下面的公式⑴來描述：

Z＝（R + 2πFL）

通過這一曲線，選擇在期望衰減噪聲的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗而在低頻和直流下信號衰減盡量小的磁珠。

片式磁珠在過大的直流電壓下，阻抗特性會受到影響，另外，如果工作溫升過高，或者外部磁場過大，磁珠的阻抗都會受到不利的影響。

使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應(yīng)用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的電磁干擾噪聲時，使用片式磁珠是最佳的選擇。

調(diào)諧器板EMC設(shè)計

調(diào)諧器板主要包括：調(diào)諧器部分、音頻處理部分。

在進(jìn)行調(diào)諧器板部分的電路設(shè)計和PCB板布板時，尤其要注意電磁干擾的問題，必須考慮下面幾點：

1. 首先要將TUNER部分的地（即模擬地）與其他部分的地分開鋪地。

2. 一定要將TUNER的金屬外殼與地連接起來，連接點多一些能更好地消除電磁干擾。調(diào)諧器TUNER內(nèi)部本來就存在高頻電路，故要做好屏蔽工作。

3. 在選用接口端子（如AV端子、S-VIDEO端子等）時，盡量選用傳導(dǎo)性好、抗電磁干擾性強(qiáng)的端子，同時也需要將接口端子的所用地與大地完整連接起來。同時也加磁珠濾波。

4. 信號線盡量短而直，如果無法避免，可采取飛線過渡。信號線切忌形成環(huán)形。因為環(huán)形相當(dāng)于線圈的匝數(shù)，環(huán)形布線的輻射效應(yīng)最強(qiáng)。

5. 盡量減少大面積的死銅，解決辦法是可以將它們與地連接在一起。如有大面積的死銅形成天線，則會引入電磁干擾。

6. 石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。

音頻處理部分要特別注意在印制板的走線布局中，首先應(yīng)避免將高速信號線和音、視頻線走在一起。例如：如果將I2C總線中的時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線 SDA的走線和音頻線的走線靠得很近。由于I2C總線中的時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA在不停地變化，從而干擾到聲音。很明顯地如，在你使用電視遙控器轉(zhuǎn)換電視頻道時，如果能聽到揚聲器發(fā)出有規(guī)律的“咯噠、咯噠”聲。這可能就是因為在印制板布板時忽視了上面的問題。

整機(jī)EMC設(shè)計

整機(jī)機(jī)內(nèi)的裝配圖（以其中的一種型號為例）如圖2所示：

圖2：反映各個EMI關(guān)注點的某型號整機(jī)機(jī)內(nèi)裝配圖。

在上圖中標(biāo)號為5的連接線為數(shù)字板連接屏的屏線。由于屏線主要是上屏的數(shù)據(jù)等。會對系統(tǒng)造成很大的干擾。減小干擾最好辦法是使用雙絞線和屏蔽線。如果是 TTL屏，屏線需要在連接線的外面加屏蔽網(wǎng)罩或者是磁環(huán)。如果LVDS屏，則需要使用雙絞線，同時再加上磁環(huán)。以減少屏線對整個系統(tǒng)的電磁干擾。帶屏蔽的雙絞線，可以信號電流在兩根內(nèi)導(dǎo)線上流動，噪聲電流在屏蔽層里流動，因此消除了公共阻抗的耦合，而任何干擾將同時感應(yīng)到兩根導(dǎo)線上，使噪聲相消。

在電源和主控制板之間的連線（標(biāo)號為4）上也需要加一個磁環(huán)。主要是因為電源線對主板會產(chǎn)生比較大的電磁干擾。

在按鍵板跟主板的連接線（標(biāo)號為9）上也應(yīng)該加上一個磁環(huán)。主要原因是按鍵板上不斷有數(shù)據(jù)變換（遙控接收頭）而導(dǎo)致對系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾。加磁環(huán)可以有效地屏蔽電磁干擾。

在跟揚聲器連接的音頻線（標(biāo)號為10）上加上磁環(huán)，以減少音頻輸出對系統(tǒng)的電磁干擾。如果主板和調(diào)諧器板之間有排線（標(biāo)號6、7、8）連接，則需要在連接線上加磁環(huán)。以減少排線間的電磁干擾。

以上所加的磁環(huán)可以根據(jù)具體的情況來加，可以通過反復(fù)的實驗來確定。

屏蔽罩的利用：通常，液晶顯示模塊、主控制板（包括數(shù)字板和調(diào)諧器板）和電源部分都需要屏蔽罩。

主芯片的主頻率是產(chǎn)生電磁干擾的主要原因。主頻率的頻率諧波，最容易產(chǎn)生電磁干擾。在做EMC的實驗中，主頻率的頻率諧波的地方電磁干擾都很大。在設(shè)計時要對主芯片加一定的屏蔽措施。主要的屏蔽措施在數(shù)字板上加金屬屏蔽罩。加屏蔽罩是最有效的抗電磁干擾的途徑。但是因為要考慮到驅(qū)動板和整個系統(tǒng)的散熱問題，要求屏蔽罩上開孔散熱。但是其最大尺寸必須小于噪聲最短波長的1/100。

調(diào)諧器板上的屏蔽主要是對TUNER部分的屏蔽。

電源部分的屏蔽尤其重要，如果電源部分的屏蔽不好，則會造成大的干擾。這樣傳導(dǎo)就過不了。并且由于電源的發(fā)熱很厲害，所以該屏蔽罩一定要注意到散熱的問題。

通常屏蔽罩上都有開口和接縫，他們會造成電磁泄露。從而使屏蔽效果不佳。解決接縫處電磁泄露的方法是在接縫處使用電磁密封襯墊。屏蔽罩上開口的電磁泄露與該開口的尺寸、輻射源的特性和輻射源到開口的距離有關(guān)。通過設(shè)計開口尺寸和輻射源到開口的距離來滿足屏蔽的要求。

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