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18英寸液晶显示器的EMC分析

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摘要：本文论述的是关于18英寸液晶显示器的辐射电磁干扰(EMI)的评价与减小情况的研究，评价被分类两部分；第一是印制电路板(PCB)级EMI源的确定；第二是分析了这些源所激励的EMI“天线”的特性。减小EMI的方法将在文中详细介绍，并在适当的地方会采取一些修改。对EMI辐射的测量证实了这些建议的效果。

关键词：液晶显示器，电磁兼容

１. 引言

　　电磁兼容(EMC)情况研究集中在如图１所描述的１８英寸液晶显示器的评价上。这个液晶监视器包括了一个液晶显示器部件，一块主PCB和一些辅助PCB。液晶显示器部件包括一个液晶阵列，一些连接的PCB和一个荧光照明装置。主PCB把来自个人计算机的显示信息转换成能够被液晶显示器数字式处理的信号。辅助PCB为荧光照明装置提供电源，并将来自监视器前方按键的信息传输到主PCB。

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图1 18英寸液晶显示器简图

液晶显示器的不同位置有四个屏蔽体。屏蔽体１罩着液晶显示器；屏蔽体２围着主ＰＣＢ；屏蔽体３笼罩了屏蔽体２并且固定在了屏蔽体１上；屏蔽体４覆盖了一个辅助ＰＣＢ，这块电路板是变换电路ＰＣＢ，它为液晶显示器部件的荧光照明装置提供电源。
　　液晶显示器里的电路在一定的时钟频率范围内运行。模拟的红绿蓝输入信号根据显示器的分辨率在从３５ＭＨｚ到１３８ＭＨｚ的时钟速率范围内被数字化；另外，根据显示器的分辨率，主处理器的存储芯片的时钟被锁定在８０ＭＨｚ到１０１ＭＨｚ的范围内。使用模数转换器在相同的时钟速率下去处理数字显示数据，然而在处理器的输出钟频为固定的４２.５ＭＨｚ。
　　图２是液晶监视器的从０ＭＨｚ到１０００ＭＨｚ的辐射频谱。在这次测量中，输出时钟工作在４２.５ＭＨｚ，模数转换时钟运行在７８ＭＨｚ，存储时钟运行在８０ＭＨｚ。

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图2 来自18英寸液晶显示器辐射的EMI

２. 液晶监视器ＥＭＩ的改进

　　ＥＭＩ的分析集中在主ＰＣＢ，因为主ＰＣＢ产生的频率谐波在辐射频谱中占主要地位。在主ＰＣＢ上的所有的ＥＭＩ改进能被分为三个不同的部分；去耦、印制线布线和电源绝缘区布局。

２.１　去耦
　　在时域中，去耦电容起到了电荷源的作用，它提供了反向改变电源总线电压的电流；在频域中，去耦电容减小了电源的阻抗。在任何情况下，都必须注意如何连接这种电容。如果去耦回路中有太多的电感（互感），电容就不能足够地提供电流，并且从电源总线看过去的阻抗也会增加。过多的互感会减小电容的影响，并且可能导致产生出有驱动ＥＭＩ天线能力的带噪声的功率平面。
　　去耦电容能够被分成三种：本体的，局部的和板间的。体去耦电容在低频（亚ＭＨｚ范围）时可提供电荷；局部去耦电容在较高的频率（在几百ＭＨｚ以上）也能提供电荷；在最高的频率，电源面和接地面间的板间电容成为了去耦电流的主要来源。

主ＰＣＢ最初设计的去耦方案需要改进。例如，体电容没有放置在最合适的地方，它一般被放置在有电源面的ＰＣＢ上，因为体电容工作在低频，所以在电源总线的高电感可以被忽略。

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