何勝斌,蒲 峰
(深圳市兆馳股份有限公司,廣東 深圳 518026)
隨著液晶電視機等音視頻產(chǎn)品功能不斷的強大,作為家庭顯示終端,不斷的集成各種功能,朝著智能化、網(wǎng)絡化、高速數(shù)據(jù)處理、家庭組網(wǎng)中心的方向發(fā)展。歐盟針對音視頻產(chǎn)品應用標準也在持續(xù)的更新和完善。首先是在2016年對EN55013+EN55022合并為EN55032標準,然后又是新的RED指令頒布,緊接著2017年2月28日又公布EN55020+EN55024合并為EN55035。針對以上標準合并和指令更新,對帶有DVB,WIFI功能的電視機有很大的影響,其中測試項目和要求均有變化,下面我們將逐個進行對比和說明。
新的RED指令(2014/53/EU): Radio Equipment Directive強制實施時間為2017年6月13日,聲音和電視接收設備(如收音機,TV等)將歸屬RED指令管轄,RED指令覆蓋的產(chǎn)品就只要應用RED指令,不需要體現(xiàn)LVD和EMC指令的證書,具體如下:
原來LVD指令2016/95/EC(Low Votage Directive),安全Safety 將直接歸屬于RED指令2014/53/EU下面,與以往的區(qū)別在于:
1) CE mark必須體現(xiàn)在產(chǎn)品本體和外包裝上。
2) Manufacturer需確保產(chǎn)品上體現(xiàn)類型、批號、系列號或其他可以識別的要素。
3) Manufacturer的名字、注冊的商標名或商標、聯(lián)系地址必須體現(xiàn)在產(chǎn)品本體上。
4) Importer的名字、注冊的商標名或商標、聯(lián)系地址必須體現(xiàn)在產(chǎn)品本體上。
原來EMC指令2014/30/EU,更新為RED指令2014/53/EU,具體項目包含EMC和RF、WIFI部分。
RED指令要求工廠的DOC需翻譯成相關國家的語言與產(chǎn)品一起出貨。要求如下:無線設備型號、序列號、廠家制造商名稱地址、NB相關信息機構名稱和NBID包括NB證書號、該無線設備正常使用的附件、零部件、軟件版本等??梢允呛喴譊OC,給出一個網(wǎng)站鏈接詳細的完整DOCletter,這樣便于工廠更新。
如今電視機產(chǎn)品除了具備了AV類音視頻功能外,還帶有IT類設備的功能,如:USB連接,和HDMI,VGA端口連接電腦,甚至還有WIFI、藍牙功能。所以歐盟決議將IT、AV標準合并為EMI(干擾部分)EN55032標準,和EMS(抗干擾)EN55035。其中EN55032已經(jīng)于2016年開始執(zhí)行,EN55035于2017年2月28日公布,標準合并后測試項目、測試方法將發(fā)生變化。
S1,S2a,S3,S4,S5的測試取消,替代的是EN55024里面的傳導抗擾度和輻射抗擾度。EN55035的測試要求并非EN55020與EN55024測試要求的簡單疊加,在關鍵測試項目的要求差異可以清晰的認識。
EN55032與EN55013及EN55022的區(qū)別:
1) 取消EN55013中騷擾功率和輻射功率(DP)的測試。
2) 對于寬電壓的產(chǎn)品,一般測試兩個電壓230 V(±10 V)和110 V(±10 V),使用50 Hz或者60 Hz的頻率。
3) 對于顯示器,個人電腦需要播放帶移動元素的彩條信號。
4) 針對廣播接收機高頻頭端口,要求測試不對稱模式傳導。
3.1.1 EN55032標準規(guī)定,電視機所有輸入端口要做30 MHz~1 000 MHz的空間輻射項目,變化后產(chǎn)品針對USB端口、AV、YPBPR、HDMI等輸入測試時常出現(xiàn)FAIL的情況,其中最為常見的是HDMI輸入端口。
A3382方案42寸輻射測試HDMI模式,垂直方向的測試數(shù)據(jù)和水平方向類似,以HDMI加對策前后對比測試數(shù)據(jù)—水平方向FAIL數(shù)據(jù)為例。
圖1 RE整改前水平場數(shù)據(jù)
3.1.2 整改原因分析,HDMI輸入端輻射超標原因有兩點,一是HDMI CLK諧振頻率引起的輻射,二是電視HDMI端子與本機的接地是否良好,整改時圍繞這兩點展開。
1) HDMI CLK諧振頻率引起輻射原因是HDMI走線阻抗不匹配導致,它會引起信號眼圖變窄伴隨信號有噪聲和抖動的問題,高頻率的時鐘數(shù)據(jù)在這種情況下傳送引起輻射[4]。
對策是:a)每組差分信號走線要保證平行等長走線,走線盡可能越短越好,信號線周圍用地線包圍;b)信號走線盡量避免換層,避免降低差模傳輸效果而引入共模噪聲;c)避免90度走線,高速信號線下面避免敏感信號走線,防止耦合干擾存在;d)HDMI的各組差分線上增加共模濾波器,能有效增大眼圖,去噪聲和抗抖動,對滿屏H字符引起的倍頻輻射有顯著抑制效果。
2) 接地是否良好也是重要原因,一根接地良好的HDMI信號電纜可以決定HDMI是否符合EMI要求;由于HDMI的傳輸特性,兩端可能還需要加上磁環(huán),才能有效降低EMI輻射。在PCBA的HDMI插座下加導電泡棉,使HDMI插座和電視鐵背板緊密接觸,能有效降低輻射。
3.1.3 經(jīng)過上述整改后測試結果表明,增加對策后FAIL的222.5MHz這個點有明顯改善,測試通過。
3.2.1 任何一個非便攜式設備都和其他設備有電纜互連關系,只要有這種互連關系的存在,設備就有一個途徑將自身的共模電流傳導給與其互連的設備,這種現(xiàn)象就叫傳導干擾,又稱為傳導發(fā)射。傳導發(fā)射包含兩個部分:
1) 電源端CE:測試設備通過自己的電源端口向交流電網(wǎng)或直流配電網(wǎng)絡傳送的干擾,測試頻段為150 kHz~30 MHz。
2) 通信端CE:測試頻段同上,此處描述的通信端指的是針對接駁到公網(wǎng)的端口,如網(wǎng)口、ISDN口等才有CE測試要求。
3.2.2 傳導測試超標,首先判斷干擾源,通過降低干擾源或阻斷耦合途徑來改善,電視傳導的問題主要是在電源部分,電路上主要更改初級濾波電路。
32寸V53方案傳導測試余量不足,測試數(shù)據(jù)如圖2。
3.2.3 分析后確認該騷擾源為電源MOS管開斷引起,解決的方案:將輸入濾波電路的X電容由0.22uF改為0.47uF。
圖2 CE整改前的測試數(shù)據(jù)
3.2.4 加入對策后傳導測試通過。
3.3.1 輻射騷擾抗擾度測試(RS)的測試目的是檢驗電子產(chǎn)品抗外界輻射騷擾的能力,從而使產(chǎn)品更加穩(wěn)定的工作。輻射抗擾度試驗用來模擬設備遭受射頻輻射干擾的情形,尤其是模擬設備周圍人員在使用移動電話時可能對設備帶來的影響,其他如無線電臺、電視發(fā)射臺、移動無線電發(fā)射機、各種工業(yè)電磁輻射源在工作時也會對設備產(chǎn)生輻射現(xiàn)象。EN55035中規(guī)定的頻率范圍為80 MHz-5 GHz;測試場強在1 V/m~30 V/m之間。
3.3.2 一款DVD PLAYER的液晶電視機RS(輻射抗擾度)原始測試FAIL數(shù)據(jù)如下:
圖3 RS整改前的測試數(shù)據(jù)
3.3.3 針對易引入輻射干擾的環(huán)節(jié)做如下處理:1)電源線上加繞磁環(huán);2)SCART座做接地處理;3)輸出端串磁珠和下地電容;4)輸出電路的反饋回路并聯(lián)小電容,以改變對高頻的敏感[5]。
3.3.4 整改后,產(chǎn)品RS測試合格。
3.5.1 現(xiàn)在的空間存在太多的電磁噪聲,當空間的電磁波波長和設備線纜的長度可比擬時,電磁波將會耦合在此段線纜上并產(chǎn)生感應電壓/電流,并沿著該電纜流進設備內(nèi)部,從而對設備的正常工作產(chǎn)生干擾,上述的設備線纜包含電源線和信號線。
1) 電源端CS試驗:測試頻段150 kHz~80 MHz,加入的試驗電壓根據(jù)產(chǎn)品類型不同而不同,對于電視機來說,頻率0.15 MHz~10 MHz試驗電平是3 V;頻率10 MHz~30 MHz,試驗電平是以對數(shù)遞減的方式從3 V~1 V;頻率30 MHz~80 MHz試驗電平是1 V。
2) 信號端CS試驗:測試頻段同電源端試驗,加擾的強度也因產(chǎn)品類型不同而不同。
3.5.2 32寸348方案樣機傳導抗擾度項目中,偵測喇叭時超標,主要體現(xiàn)在0.15 MHz~10 MHz超標。
3.5.3 由于只有偵測喇叭時出現(xiàn)超標,在偵測其他線材時未出現(xiàn)問題,可以通過改善喇叭輸出濾波電路來改善,即在靠近喇叭座子位置的L+與L-,N+與N-之間分別加1 000 pF電容。
3.5.4 加入對策后該機種測試通過。
隨著更多更新的功能出現(xiàn),液晶電視的用途也得到了極大的發(fā)展,產(chǎn)品也變得越來越適合到人們的需求。功能的集成使得監(jiān)管機構不斷的升級測試標準。合格的產(chǎn)品是保證銷售的前提,只有適應標準的變化,才能設計出合格的產(chǎn)品,產(chǎn)品在整改時的各種措施需要認真貫徹到設計之初。只有不斷地總結,才能使得產(chǎn)品設計得到提高。