雷微露 福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院

解讀GB21520-2015計算機顯示器能效標(biāo)準(zhǔn)

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本文介紹了GB21520-2015《計算機顯示器能效限定值及能效等級》能效標(biāo)準(zhǔn)，從實際測試角度對顯示器的能源效率的計算，測量方法和檢驗規(guī)則方面進行解讀。

顯示器 能源效率 高性能顯示器 功率

我國于2016年10月開始實施GB21520-2015《計算機顯示器能效限定值及能效等級》能效標(biāo)準(zhǔn)，在該標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了普通用途的計算機顯示器的能源效率的計算，測量方法和檢驗規(guī)則。

1 產(chǎn)品適用范圍和測試要求

該標(biāo)準(zhǔn)適用于計算機使用的液晶顯示器，也適用于主要功能為計算機顯示器，帶有調(diào)諧器/接收器的顯示設(shè)備。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比較，CRT顯示器作為已經(jīng)淘汰的產(chǎn)品類型已經(jīng)不在適用范圍。但是現(xiàn)今社會網(wǎng)絡(luò)盒子的興起，電視機作為一種帶有調(diào)諧器的顯示設(shè)備，越來越多的作為顯示器來使用，但是該標(biāo)準(zhǔn)中并未對等離子顯示方式的顯示設(shè)備的測試方法加以區(qū)別。

測試電源為220VAC（1±3%），頻率為50Hz（1±1%），總諧波失真≤3%，暗室條件照度測量值應(yīng)該不大于1.0lx。

2 測試信號要求

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定根據(jù)顯示器不同分辨率使用固有分辨率一致的80%白窗測試信號。

對圖像亮度對比度的調(diào)整，采用了VES標(biāo)準(zhǔn)《Flat Panel Display Measurements Standard Version 2.0》在現(xiàn)實設(shè)置方法中規(guī)定的最小可分辨差（JND-based setup alternative）調(diào)節(jié)方法，即使用電平0%黑場為背景的八級灰度信號進行亮度和對比度調(diào)整。如圖1所示。

圖1 八級灰度信號示意圖

3 能效指數(shù)等技術(shù)要求

在該標(biāo)準(zhǔn)中，顯示器的考核指標(biāo)有三個部分，能源效率、關(guān)閉狀態(tài)功率和睡眠狀態(tài)功率。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能效等級分為3級，其中1級能效最高。在標(biāo)準(zhǔn)實施后，即2016年10月起，顯示器的能效等級強制性指標(biāo)為3級，未達(dá)到3級指標(biāo)則不能進入市場。在標(biāo)準(zhǔn)實施之日起三年后，目標(biāo)能效限定值為能效等級的2級，即未達(dá)到2級指標(biāo)則不能進入市場。

睡眠狀態(tài)功率為該標(biāo)準(zhǔn)新增內(nèi)容，指顯示器在睡眠狀態(tài)下的有功功率。睡眠狀態(tài)指的是顯示器由用戶選擇的不產(chǎn)生圖像的狀態(tài)，或者因一段時間無信號輸入自動進入而用戶操作時切換到工作狀態(tài)的能耗較低的狀態(tài)。

關(guān)閉狀態(tài)功率指顯示器在關(guān)閉狀態(tài)下的有功功率。

4 試驗方法及試驗中注意事項

4.1 樣品測試前狀態(tài)

在進行顯示器能效測試前，為保證測試結(jié)果穩(wěn)定可靠，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了顯示器恢復(fù)至出廠缺省值，除顯示之外的附加功能關(guān)閉，顯示器環(huán)境光控制功能關(guān)閉，如不能關(guān)閉，只在光感應(yīng)器處給予不低于300lx的照度。顯示器在白窗口測試信號下預(yù)熱至少30分鐘。

4.2 測試狀態(tài)調(diào)整

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定顯示器顯示8級灰度測試信號，調(diào)整對比度和亮度至最大，如100%和95%白灰階可以分辨，該狀態(tài)就是測試狀態(tài)，如果沒法分辨，則調(diào)節(jié)對比度設(shè)置，使100%和95%白灰階可以恰好分辨。如一直無法分辨，將對比度從最大值逐漸減小，直到95%和90%白灰階可以互相恰好分辨。如始終無法分辨，則降低對比度至最小值。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，該項操作有較大的主觀性，與測試人員所處方位、距離等有很大關(guān)系，因此在該項測試中，測試人員應(yīng)該處于最終的亮度計的位置上進行觀察，從而保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定測試距離為1m。

4.3 能源效率測試

顯示器輸入白窗口信號，測量顯示器屏幕中心亮度、測量尺寸、測量能耗。

在亮度測試時，大尺寸的顯示器容易有中心位置亮度與邊緣位置亮度不均，與電視機能效測試不同，顯示器僅測試中心點亮度，使得企業(yè)較容易得到較好的能效指數(shù)結(jié)果。

4.4 睡眠狀態(tài)功率、關(guān)閉狀態(tài)功率測試

睡眠狀態(tài)功率測試是在預(yù)熱30分鐘的前提下，使顯示器進入睡眠狀態(tài)，并開始測試，測試時間不小于10分鐘。關(guān)閉狀態(tài)功率測試步驟相同，只是關(guān)閉狀態(tài)應(yīng)關(guān)閉顯示器開關(guān)進入關(guān)閉狀態(tài)。

測量顯示器關(guān)閉狀態(tài)的功率需要注意把功率計調(diào)整正確的工作量程。在實際測試中因為被動待機功率比較小，工作量程不適合將導(dǎo)致測試結(jié)果誤差比較大。

4.5 高性能顯示器的水平視角、固有分辨力和色域測量方法

新標(biāo)準(zhǔn)中新增了高性能顯示器的性能測試，作為高性能顯示器的判定標(biāo)準(zhǔn)，需要同時滿足對比度在60：1時水平視角不小于160°、固有分辨力不低于270萬像素數(shù)、色域不小于75%。高性能顯示器的能效效率指數(shù)評價值低于普通二類顯示器。

5 結(jié)論

計算機顯示器能效標(biāo)準(zhǔn)中的能效指數(shù)和待機功率都是強制條款，而影響能源效率的因素依然為顯示器的尺寸、亮度和能耗，標(biāo)準(zhǔn)中能效指數(shù)的實質(zhì)在于光電轉(zhuǎn)換效率，這就要求企業(yè)在保持亮度的前提下降低功耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的，而這份標(biāo)準(zhǔn)的實施必將推動節(jié)能技術(shù)的推廣普及。