液晶显示器电磁兼容与检测

摘 要 液晶显示器结构独特，而且它会对其周围环境产生微量辐射电磁波。文章基于对液晶显示器的电路、基板等基本技术的研究，判别显示器信号的辐射范围及强度，并依此测量并弱化液晶显示器的电磁辐射波。结合液晶显示电磁波的相关理论，剖析液晶显示器的内在辐射原理，将得出的有效结论应用于实际生产过程当中，以便能够降低液晶显示器产品的电磁泄露故障，进而探究避免对周围环境泄露电磁波的策略和方法，为相关行业提出指导性的建议和

意见。

关键词 液晶显示器；电磁；检测

中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0069-01

随着我国计算机硬件水平的不断提高，对相关行业的规范标准越来越严格，国内规定强制执行检测计算机整机的电磁兼容状况，其测量结果符合要求后才能被投放市场销售。但目前计算机零售硬件市场仍未得到有效监管，不合格产品居多，流通速度快，有些消费者自行购买主机电源、显示器等计算机硬件设备进行私自组机，应用在人们的日常工作和生活环境中，这些没有被检测过的硬件商品，很可能会对人体健康造成影响。

1 液晶显示器基板的电路设计原理

液晶显示器（LCD）的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面[1]。

液晶显示器基板电路的设计步骤很严谨。首先是要明确电磁干扰源头，找出环境中可能存有的干扰源并确定其干扰作用效果大小。具体做法是，先屏蔽一切干扰源，而后逐一对单项干扰源进行检测和解决。涉及的重要技术手段包括：滤波、铺设线路、屏蔽等方法。液晶显示器基板的主要功能模块分为：液晶显示、电源、驱动、转换模块等等几个部分。通常情况下，液晶显示器在出厂时，生产厂家对其重要模块已经进行了检测，基于此，在进行后续的测试时，我们只需针对电源、驱动等几个关键部分进行电路设计或布局就可以。

1.1 电源模块

电源部分的主要功能为两部分，即实现驱动液晶显示屏的背光和提供稳定电流。目前电源模块设计大多采取开关式电源。电源开关在设计时需要考虑其兼容性，采取相应措施提前规避掉可能产生的问题，应用软开关技术进行调整电流，避免在开关液晶显示器时产生过多的电流干扰。这种技术的作用机理是使开关电源中的装置在没有电压和电流时进行开关转换，能够削弱电磁波的产生。电磁波干扰是由于开关频率的变化而波及到环境中的，其干扰能量的聚集可能会导致电磁波干扰加强。通过将开关信号的能量调制均匀分散在一个开放的频带上，能够让能量核分散开来，进而削弱其干扰强度，同时也满足了电磁兼容性的要求，或者可另设额外兼容配置，还要做好电源部件的有效屏蔽，以及避免信号线进行平行布线[1]。

1.2 驱动模块

液晶显示器的驱动模块包含：模拟信号、数字电路和电源。在布局进程中，要把三者适当的分散开，令其互不干扰。同时遵循相关部分贴近布设原则，采用接地的方式布线，以便降低电磁干扰。目前常见的干扰源是数字电路部分的时钟电路，这就需要在设计模块时考虑到将晶振的两脚融入微波电路。

2 液晶显示器的电磁兼容与检测

研究者对液晶显示器进行辐射发射和传导干扰检测，检测标准依照国际相关标准执行，且该标准已经确定为我国强制执行标准。该规定要求，进入家庭用的计算机须达到B级极限值，这个要求标准比工商业用的标准级别都高，其原因是因为个人微机用户从经济角度考虑，缺乏必要的经济实力支撑来采取有效的防护手段[3]。

2.1 液晶显示器的辐射发射检测结果

进行辐射发射及传导骚扰测量实验，其中后者在半电波暗室中操作，将被检测部件放置于辅助微机上。外部天线距离被检测装置3米外，垂直扫描，被检测装置在转台上不停旋转，直至寻找到辐射的最强磁场源。在这一过程中，由专业检测软件选择符合测量标准的测量频段、检波方式等数据，在标准测量频段内以由低到高的顺序测量每一个频点可能产生的干扰信号磁场强度大小。通过观察辐射骚扰测试的检测结果与被测设备的原始记录二者的数据得知：液晶显示器在低频段120-140 MHz上下超出其限值[4]。

2.2 液晶显示器的传导骚扰检测结果

液晶显示器的传导骚扰检测是在屏蔽室内操作，隔绝光及所有辐射源。将被测件放置在离地面80厘米左右高度的试验台上，试验台上面铺有金属铜接地板的导电平面。被测电源线通过电源阻抗稳定网络接到电网上。测量直接通过阻抗稳定网络上的监视测量端进行，以电容耦合的方式，将被测件产生的干扰电压引出，经过转换得到线上的实际电压，得出不同频段干扰电压的幅度数值。衰减器是为预防接收机负荷过重造而成损坏的微机配置。

国家对电磁兼容检测缺乏强制性，组装机器达标与否我们不得而知，人们也不会主动去检测私装计算机。显示器即计算机外接硬件设备作为计算机的主要输出设备，与人体的接触面相对较大，其电磁辐射对人们健康不益。所以，即使是自行购买的非检测过的液晶显示器，我们也要对其进行有效改良设计以降低辐射，选择合理的优化方案对其进行检测，健康的使用液晶显示屏。

3 液晶显示器电磁兼容与检测结果分析

为了研究液晶显示器的作用机理和电磁兼容性，对显示器进行了拆解，发现其内部采用双层屏蔽的构造模式。由不锈钢材质将电源、基板和背光板分别屏蔽开，接缝焊接良好，以保证屏蔽物的整体性与导电性[5]。外部显示器是电器操作使用者直接面对的硬件，其外观壳体用铝质材质，易成型且整洁，还能屏蔽一部分频率的电磁波，但由于成本较高，低端电子市场的显示器往往采取塑料材质的外壳。通过研究金属外壳材质的液晶显示器，观测其辐射发射结果，效果却不尽如人意，原因是铝质金属外壳没有与工作地做直接连接或间接连接。

研究表明：液晶显示器辐射发射测试频谱，最好能提供计算机不同工作状态下的情形，从中能够得到更多、更有效的数据信息。还要注意液晶显示器整体的屏蔽性能、接地方式等。另外，注意观察液晶显示器的开关部件、元器件、晶振和时钟电路等的正常运转及其布局位置、各类电缆的布线等方面问题，只有做好统筹规划，才能有效避免液晶显示器泄露辐射波，维护应用环境的健康良好。

4 结束语

液晶显示器基板的实际应用范围广泛，它的电磁环境具有灵活性和多变性的特征，在进行液晶显示器的电磁兼容设计与检测时，要考虑液晶显示器的应用环境因素及影响，而且一个低辐射的液晶显示屏对人体健康影响也较小。通过采取有效的电磁兼容设计方式，液晶显示器基板通过EMC检测合格，为日后同样液晶显示器基板的设计奠定可行的基础。

参考文献

[1]常伟.液晶显示器基板电磁兼容性讨论[J].科技致富向导，2013，3（05）：156-157.

[2]李务斌，张志华，戴冬原.低辐射加固液晶显示器设计[J].电子机械工程，2012，12（10）：178-179.

[3]夏显忠，邹北骥.一种适应恶劣环境的有源液晶显示器的设计[J].中南工业大学学报（自然科学版），2010，10（05）：101-102.

[4]朱志军，施晋生.低温液晶显示器―加固理论与实践[J].低温与超导，2010，11（08）：156-157.

[5]姜爱国，夏显忠，胡元刚.液晶显示器加固技术探讨[J].液晶与显示，2011，12（05）：111-112.