平面顯示器噪聲對策技術(shù)概觀

1、歡迎訪問Freekaoyan論文站平面顯示器噪聲對策技術(shù)概觀歡迎訪問Freekaoyan論文站    歡迎訪問Freekaoyan論文站    平面顯示器的EMC對策已成為各國關(guān)心的問題，同時也是與其它電子設(shè)備共存共榮極重要的一環(huán)。未來平面顯示器勢必進(jìn)入家用領(lǐng)域，因此EMC對策組件必須朝向小型、輕量、高性能、薄形化與復(fù)合特性方向發(fā)展。本文將以液晶電視與電漿電視為例，深入探討有關(guān)噪聲的分析方法與對策實(shí)例，同時為讀者介紹各種噪聲對策組件。 (表一)各國制定的電氣產(chǎn)品安全規(guī)范一覽 噪聲源與噪聲的傳輸方式 噪聲源電子設(shè)備內(nèi)

2、部的電路若有電氣振動、電位變化、高頻波等動作時就會變化噪聲，此處假設(shè)液晶電視與電漿電視內(nèi)部的電路產(chǎn)生噪聲，而且power/高速switch電路、數(shù)字電路、高頻電路及磁束漏泄電路等噪聲源，會影響低壓電路、微信號電路、低頻電路的動作。由于switch電源是利用switching device，將電壓從變壓器轉(zhuǎn)換至平滑電容（filter condenser），動作時反復(fù)ON/OFF造成電壓/電流產(chǎn)生急遽變化，尤其是switching頻率的高頻次數(shù)極易出現(xiàn)大型噪聲，除此之外FPC的力率改善電路line switching也會出現(xiàn)同樣現(xiàn)象。噪聲的傳輸方式若以頻寬的角度探討噪聲的傳輸方式時，可分為：傳導(dǎo)性

3、噪聲放射性噪聲若以傳輸路徑分類時則可分為：common mode噪聲（不平衡成份）normal mode噪聲（平衡成份）傳導(dǎo)性噪聲是機(jī)器內(nèi)部的集中定數(shù)電路、容量性結(jié)合及誘導(dǎo)性結(jié)合三者所造成的coupling，同時它也是以分布定數(shù)電路為媒體傳輸?shù)脑肼?；相較之下放射性噪聲則是經(jīng)由穿透、反射、共振將噪聲放射至空間，并以空間為媒體傳輸?shù)脑肼暋?噪聲分析方法switching電源的傳導(dǎo)性噪聲分析量測傳導(dǎo)性噪聲時必需先將LISN（仿真電源回路網(wǎng)）的檢測port，分割成common與normal兩種可量測成份，接著再用示波器分析噪聲，其結(jié)果如(圖一)所示。(圖一)傳導(dǎo)性噪聲分析結(jié)果由圖一的波形可知norma

4、l與common成份，分別是由A相噪聲與B相噪聲，亦即A/B相兩噪聲合成所構(gòu)成。圖一(a)與圖一(b)分別表示normal mode與common mode頻率的spectrum。根據(jù)分析結(jié)果顯示normal mode的噪聲，在一定頻率時噪聲level明顯偏低；相較之下common mode的噪聲低頻領(lǐng)域顯得非常大，而且噪聲level也非常高。接著將XY電容插入switching電源的入口處，藉此測試噪聲抑制效果。如(圖二)測試結(jié)果可知，若與無噪聲對策比較時，設(shè)有XY電容對策的噪聲level有降低趨勢，不過整體而言并不理想。 (圖二)噪聲對策結(jié)果因此上述相同電路另外再追加設(shè)置common ch

5、oke coil，藉此測試噪聲抑制效果。根據(jù)(圖三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，若與無噪聲對策比較的話，上述方法可以有效抑制噪聲。(圖四)是50filter插入損失仿真分析的結(jié)果。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)switching電源的傳導(dǎo)性噪聲，主要是由common mode傳輸所造成，因此只好設(shè)置common choke coil，就可以有效抑制噪聲。(圖三)插入common choke coil后噪聲抑制效果 (圖四)50filter的插入損失特性(圖五)矩形波與頻率spectrum的互動關(guān)系特定的放射性噪聲源利用天線量測電子機(jī)器的放射性噪聲，實(shí)施特定部位的噪聲對策實(shí)際上相當(dāng)困難，換句話說為更有效率進(jìn)行噪聲對策，

6、必需使放射性噪聲源特定化。常用手法是在電波暗室中利用磁界探針（probe）與頻譜分析儀（spectrum analyzer），量測各電路附近的磁界，藉此將放射性噪聲收斂至特定的電路內(nèi)進(jìn)行噪聲對策。(圖六)是平面顯示器附近磁界的量測結(jié)果，接著將量測結(jié)果與顯示器整體的放射性噪聲量測結(jié)果置于頻率軸上作比對，如此便可以獲得高效率、高精度的噪聲對策。(圖七)是將高頻特性極佳的ferrite EMI core，以common mode方式插入平面顯示器附近，高磁界電路布線內(nèi)部后獲得的噪聲減緩效果。(圖六)平面顯示器附近的磁界量測結(jié)果 (圖七)EMI core的噪聲減緩效果 常用的噪聲對策組件接著要介紹日本

7、NEC TOKEN開發(fā)的平面顯示器用噪聲對策組件。GL-FVP系列INLET Type噪聲濾波器（noise filter）基本上INLET Type噪聲濾波器是由common mode choke coil與X電容（condenser）Y電容所構(gòu)成。common mode時的common mode choke coil、Y電容，與normal mode時的common mode choke coil泄漏（leakage）的電感（inductance）以及X電容，彼此不但可以發(fā)揮low pass filter功能，而且都具備噪聲發(fā)生頻率的衰減量，因此INLET Type噪聲濾波器可以使噪聲有效

8、衰減。噪聲濾波器具體動作原理是choke coil的阻抗（impedance）先將傳輸短路的阻抗提高，X與Y電容具備的阻抗則分別使line之間與pair earth之間的開放傳輸admittance減緩，藉此便可以達(dá)成降低機(jī)器內(nèi)部電路噪聲的目的。INLET Type噪聲濾波器將AC INLET與噪聲濾波器作成一體化，并以金屬外殼將電路作shield，由于噪聲最終出口可作filtering，同時本濾波器還可用低阻抗將金屬外殼earth至機(jī)器筐體，因此GL-FVP系列INLET Type噪聲濾波器的特性，備受相關(guān)業(yè)者高度期待。(圖八)(a)是INLET Type噪聲濾波器特有的傳導(dǎo)噪聲特性；圖8(

9、b)是與設(shè)有相同定數(shù)LC濾波器的switching電源單元比較的結(jié)果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示LC濾波器可以大幅抑制噪聲。 (圖八)INLET Type噪聲濾波器的傳導(dǎo)噪聲特性common mode choke coil（SS線圈）common mode choke coil使用高透磁率的Mn質(zhì)ferrite core。由于本線圈具備很大的common mode阻抗，因此可以使switching電源的common mode noise大幅衰減，此外common mode choke coil具有少量的normal mode阻抗（impedance），所以同樣可以使normal mode噪聲衰減。SS線

10、圈經(jīng)過特殊外形設(shè)計，所以具有低高度、小型、高inductance等特征，目前NEC TOKEN已推出SS11VL、SS21V、SS26V、SS30V完整的線圈系列提供客戶選用。normal mode choke coil（HHB線圈）normal mode choke coil HHB系列線圈使用高磁束飽和密度的dust core，所以即使大交流電磁心也無飽和之虞，此外HHB線圈具有normal mode阻抗，因此可以大幅降低PFC等line switching的歸返噪聲（return noise）。如上所述HHB線圈使用高磁束飽和密度、高透磁率original dust core，因此外形體

11、積只有傳統(tǒng)同等級產(chǎn)品的45。EMI core（ESD-SR）ESD-SR系列EMI core使用高頻領(lǐng)域，具有頻率特性優(yōu)良的Ni質(zhì)ferrite core，因此只要將ESD-SR系列EMI的core插入AC纜線（cable），或是信號基板、面板（panel）控制基板之間的布線內(nèi)，就可以在高頻領(lǐng)域獲得很好的噪聲抑制效果。common mode choke coil（SBS線圈）SBS系列線圈可以有效降低data line高速、高頻switching的噪聲，尤其是將SBS系列的線圈插入speaker line，可以降低影響音質(zhì)的common mode噪聲。除此之外它還可以減緩數(shù)字電路矩形波的站立，進(jìn)而獲得高頻噪聲減低的效應(yīng)。由于SBS系列的線圈具有小型大電流特征，因此適用于CPU、數(shù)字增幅器等大電流領(lǐng)域。電磁干擾抑制體電磁干擾抑制體的制作是將micron order的金屬粉分散混合于樹脂中，制成膜片狀的復(fù)合磁性體，由于電磁干擾抑制體可將電磁波轉(zhuǎn)換成熱能，因此可以發(fā)揮吸收電磁波的功能，一般是將電磁干擾抑制體粘貼于天線發(fā)射源，藉此抑制高頻波的電流進(jìn)而降低放射噪聲。此外電磁干擾抑制體為膜片狀，所以非常適合應(yīng)用于PC、DSC、DVD及行動電話等空間非常緊湊的電子產(chǎn)品。結(jié)語如上所述平面顯示器的EMC對策已經(jīng)成為各國非常關(guān)心的問題，同時也是與其它電子