LCD-EMC测试方法...ppt

主讲人 SamDongEMC工程师 LCD PlasmaTVEMC测试要求及常见问题分析 EMCComplianceForLCD PDPTV CEFCC IC EMCComplianceForLCD PDPTV CEC tickFCC ICVCCI VoluntaryControlCouncilforInterferencebyITE CE Directive ADirectiveisnotFederalEuropeanLowADirectiveisanagreementbetweenEUMemberStatestoharmonizetheirlawsAmanufacturerhasaccesstothesingleEuropeanMarketNationallawsapplyforenforcementAmanufacturercan tbeprosecutedbyaEuropeanCourtR TTEDirective 1999 5 ECEMCDirective 89 336 EECLVDDirective 73 23 EEC Standard EMI EN55013 EN55022 EN61000 3 2 EN61000 3 3EMS EN55020 EN55024Note EN55022 EN55024isonlyfortheMonitorFunction LCD PDPTVCE EMCTestRequirement 试验信号 电视接收机 电视接收机 电视接收机和其他具有视频输入 输出和 或RF调制器的设备 其标准测试信号是标准彩条信号与非调制的声音载波信号 亮度值如下 黑条2cd m m品红条30cd m m白条80cd m m 试验信号 电视接收机 标准彩条信号ITU RBT471 1 试验信号 数字电视接收机 EN55013测试项目 一 电源端的骚扰电压二 天线输入端的骚扰电压三 有关设备的RF输出端的有用信号和骚扰电压 集成或者附加的RF视频调制 四 骚扰功率五 辐射骚扰六 功率辐射 EN55013测试项目 电源端的骚扰电压 传导 电源端骚扰电压限值 测试限值等同于EN55022CLASSB 适用于电视接收机 声音接收机以及有关设备 电源端骚扰电源测试布置 被测接收机和人工电源网络之间的电源线应尽可能短 超过0 8m的部分要在中间折叠成0 3 0 4m长的线束 如果设备提供了安全接地点 应用最短的线缆连接到人工电源网络的接地点 如果被测设备有一个同轴RF输入端口 则测试应在RF输入端口的屏蔽层接地和不接地的情况下分别进行 无其它的接地 如果被测设备无RF输入端口 且有接地端子 则测试应在接地端子接地的情况下进行 TestingResult MEASUREMENTRESULT deng VOLTAGqp pk FrequencyLevelLimitAVLIMMHzdB VdB VdB V0 150055 606643 5056 000 208557 3063 252 3053 20 EN55013测试项目 天线输入端的骚扰电压 带Tuner须做 天线端的骚扰电压 限值要求 30MHz 2 15GHz的RF输入端的天线端骚扰电压测量方法 在测试过程中 辅助信号发生器要对被测接收机或相关设备提供RF信号 辅助信号发生器的输出电平应设置到使被测接收机的天线输入端口的输入电平为60dBuV 调频接收机 或70dBuV 电视接收机 阻抗为75欧姆 如果是调频接收机 辅助信号应为非调制的载频信号Note 如果RF阻抗不是75欧姆 限值计算方法 Lz L75 10Log Z 75 dB V 同轴天线端骚扰电压测试布置 用同轴电缆和最小衰减值为6dB的阻性混合网络将被测设备天线端 辅助信号发生器与干扰测试仪相接 从被测设备向混合网络看过去的阻抗要等于其标称天线输入阻抗 调谐干扰测量仪到相应骚扰频率 测量的骚扰电平应计入被测设备天线端到干扰测量仪输入端的衰减值 调整辅助信号发生器输出电平 对应75欧姆阻抗 FM接收机天线输入端为60dBuV 电视接收机天线输入端为70dBuV 同轴天线端骚扰电压测试方法 被测接收机和辅助设备的阻抗应与天线端的输入阻抗相等 被测设备调谐到有用信号的频段 测试设备调谐到相应的辐射频段测量骚扰电平 并将衰减器的衰减考虑进去 TestingResult MEASUREMENTRESULT deng TVDTAINqp pk FrequencyLevelLimitMHzdB V1084 30000054 5054 RF输出端的有用信号和骚扰电压 集成或者附加的RF视频调制 限值 30MHz 2 15GHz接收机和具有RF输出端的天线端骚扰电压测量方法 设备 如录像机 摄像机和解码器等 RF输出端与电视接收机天线端连接时 应测量设备RF输出端的有用信号和骚扰信号电平 用同轴电缆和匹配网络 如需要 将被测设备的RF输出端与干扰测量仪的输入端相接 同轴电路的特性阻抗应与被测设备的标称输出阻抗相同 被测设备应输出RF载波信号 其视频调制信号为垂直彩条信号 干扰测量仪或频谱分析仪的指示值加匹配网络插入损耗值即为RF输出电平 EN55013测试项目 辐射骚扰 3m法辐射骚扰的限值要求 30MHz 1GHz频率范围内3m法辐射场强的测量方法 作为可选的 按照EN55022的方法进行测量 TestingResult MEASUREMENTRESULT EN55013FieldQP FrequencyLevelLimitMHzdB V mdB V m221 18038 2340 0 EN55022 InformationTechnologyequipment Radiodisturbancecharacteristics Limitsandmethodsofmeasurement EN55022测试项目 RE RadiatedEmissionsCE ConductedEmissions RE Radiatedemission RE主要是考察设备在正常工作时自身对外界的辐射干扰强度 测试频段根据不同的标准要求不同 在CISPR22中 测试频段为30 1000MHz RE问题是EMC中的难点 主要因为RE设计产品EMC设计的各个环节 屏蔽 滤波 接地 测试标准 ITE设备为CISPR22 测试示意图如右图 CE Conductedemission 任何一个非便携式设备都和其他设备有电缆互连关系 无论是通过电源电缆还是信号电缆 只要有这种互连关系的存在 设备就有一个途径将自身的共模电流传导给与其互连的设备 这种现象就叫传导干扰 又成为传导发射 传导发射包含两个部分 电源端CE和通信端CE电源端CE 测试设备通过自己的电源端口向交流电网或直流配电网络传送的干扰 测试频段为150kHz 30MHz 原来直流的测试频段起始频率为20MHz 新版的欧洲386标准将其改为150kHz 此外FCC标准中测试频段也已经和CISPR22一致了 通信端CE 测试频段同上 此处描述的通信端指得是针对接驳到公网的端口 如网口 ISDN口等才有CE测试要求 而对于接终端的信号端口如音视频端口则无CE要求 CE 测试示意图 电源端 LISN Lineimpedancestabilizationnetwork线路阻抗稳定网络 用来进行电源端CE测试时的阻抗稳定 并且该网络上面有一取样端子 EUT沿电源线向外的干扰就从此端子取出 送至接收机进行检波 的C1 2法 EN55020 声音和电视广播接收机的抗扰度限值和测试方法 EN55020测试项目简介 天线输入端口的抗扰度测试 S1 S2b S4 感应电压 CS 的抗扰度测试 S2a 电源端EFT测试 EFT 整机抗扰度测试 S3 S5 ESD 性能判据A 音频 除非特别说明 该标准中性能判据要求是 有用信号和干扰信号的比率为大于等于40dB 有用信号的音频信号功率为50mW 如果S N小于43dB 音频质量的性能判据是实际的S N比减3dB 记录刚开始的S N比作为音频质量评估的参考值 对于调幅AM声音接收机的判据是大于等于26dB 在音频功率为50mW时 对于AM和FM的汽车收音机和计算机的广播接收机卡的判据是大于等于26dB 在音频输出功率为50mW时 性能判据A 视频 在评估图像质量时 有用信号产生一个标准的图像 干扰信号产生图像的性能下降 性能下降的形式有多种 如图像重叠 同步的干扰 几何失真 图像对比的丢失 颜色丢失等 图像的性能判据是刚出现可察觉的图像性能下降 观察距离为屏幕高度的六倍 性能判据B 音频和视频 在测试结束后被测设备应能继续正常工作 测试结束后不允许出现功能丢失 但是出现瞬间的处理延时是允许的 并且要求能自动恢复正常 实际的操作状态不允许出现改变 如频道的改变 存储数据和设置的改变 在测试过程中 性能下降是允许的 EN55020测试项目 天线输入端口的抗扰度测试 S1 S2b S4 带有FM TVtuner需做测试 天线输入端口的抗扰度测试项目 一 声音接收机FM模块的RF电压 差模 的内部抗扰度测试 S1 二 电视接收机和其它具有调谐器的视频设备 包括卫星电视接收机 的RF电压 差模 的内部抗扰度测试 S1 三 天线端口的RF电压 共模 的抗扰度测试 S2b 四 天线端的屏蔽效能测试 S4 电视接收机和其它具有调谐器的视频设备 包括卫星电视接收机 的RF电压 差模 的内部抗扰度测试 S1 天线输入端口的抗扰度测试项目 电视接收机和视频磁带机的内部抗扰度要求 测试电平要求 电视接收机和视频磁带机的内部抗扰度要求 测试电平要求 PAL制式 电视接收机和视频磁带机的内部抗扰度要求 测试电平要求 L制式 电视接收机和视频磁带机的内部抗扰度要求 测试信号要求 具有集成的电视广播接收设备的电视接收机 视频磁带机 应在RF录制模式下和具有调谐端的其它相关视频设备 在调谐到电视频道N 将干扰信号加到频道M 电平nf 共有以下几种模式 A 一个在图像载频的未调制信号 B 两个未调制的干扰信号 一个在图像载频 0 5MHz 另一个在图像载频的 0 5MHz C 一个在声音载频的调制信号 1kHzFM调制 30kHz频偏 模式C应用到单声道电视的国家中 对于双声道电视的国家 两个声音载频的调制信号 C1 第一个声音载频频率调制信号 1kHzFM调制 30kHz频偏 C2 第二个声音载频的频率调制信号 1kHzFM调制 30kHz频偏 同时适用 D 在图像载频的幅度调制信号 1kHzAM调制 调制深度为80 D1 针对于SystemL L 在声音载频的幅度调制信号 1KHzAM调制 调制深度为80 强度低于信号D5dBE 幅度调制信号 1kHzAM调制 调制深度为80 电视接收机和视频磁带机的内部抗扰度要求 测试方法 TestingResult Test InputImmunityS1TestMode TV SoundMonitor SpeakerChannel 4 200 00MHz S N 41 5dBCountry France 1 IF38 90 AFLevel 49mWInterf Signal TypeD 300606 00005 007 2006 6 30 10 40 15 Test InputImmunityS1TestMode TV PictureChannel 4 200 00MHz Country France 1 IF38 90 Interf Signal TypeD 240806 00113 001 2006 8 24 15 08 36 TestingResult 天线端口的RF感应电流的抗扰度测试 S2b 天线输入端口的抗扰度测试项目 天线端的共模RF电压 试验电平 测试应满足声音性能判据和视频性能判据 天线端的共模RF电压 试验原理 天线端的共模RF电压 天线端的耦合器 天线端的共模RF电压 测试电路 Test ImmunityConductedCurrentsS2bTestMode TV PictureChannel 9 199 25MHz Country Poland IF38 90 Interf Signal Antenna 080706 00036 004 2006 7 8 15 40 29 TestingResult Test ImmunityConductedCurrentsS2bTestMode TV PictureChannel 9 199 25MHz Country Poland IF38 90 Interf Signal Antenna 240806 00119 004 2006 8 24 16 37 45 TestingResult 天线端的屏蔽效能测试 S4 天线输入端口的抗扰度测试项目 天线端的屏蔽效能 要求 天线端的屏蔽效能 测试电路要求 接收机应放置在0 8m高的非金属桌子上 在天线端应有4m长的桌子以便吸收钳移动 也为0 8m高 RF信号发生器 同轴转换开关和可调衰减器放在另外一个桌子上 Test ScreeningEffectivenessS4TestMode TV PictureMonitor VideoOutChannel 55 743 25MHz Ref Level 76 9dB VCountry Germany IF38 90 Interf Signal 040706 00022 001 2006 7 4 16 12 20 TestingResult EN55020测试项目 感应电压 CS 的抗扰度测试 S2a 感应电压的抗扰度测试项目 S2a 一 音频接口的抗扰度测试 包括喇叭 耳机输出端口 音频输入 出端口 二 AC电源端口的抗扰度要求 音频输入 出口的抗扰度要求 AC电源端口的抗扰度要求 感应电压的抗扰度测试 测试电路 感应电压的抗扰度测试 测试电路注释 感应电压的抗扰度测试 干扰信号 感应电压的抗扰度测试 测试布置 有用信号通过连接器S V S T分别连接到信号发生器G1 G2 G3 G4 干扰信号发生器G5 RCi为音频输入端口的匹配网络 RCo为音频输出端口的匹配网络 MSF为电压端口滤波器和干扰信号注入设备 被测设备放置在距接地铜板0 1m高 电源线小于0 3m 为了避免地环路问题 测试仪器应为不接地类型 或者通过隔离变压器进行供电 连接电缆应为50欧姆同轴电缆 未用的输入端口应合适的负责电阻进行匹配 对于立体声或双声道电视应同时在两个声音输入通道分别注入干扰信号 输出端口也要分别进行测试 要测试音频输出功率 干扰信号为1kHz幅度调制信号 调制深度为80 音频输出功率应为50mW或500mW 立体声设备在平衡状态下两个声道的输出功率为50mW Test ImmunityConductedVoltagesS2aTestMode TV PictureChannel 3 77 25MHz Country Poland IF38 90 Interf Signal Headphones 030706 00017 001 2006 7 3 14 42 47 TestingResult EN55020测试项目 电源端EFT测试 AC电源端口EFT测试 测试方法以及测试步骤依据标准IEC61000 4 4 EN55020测试项目 整机抗扰度测试 S3 S5 ESD 整机抗扰度要求测试项目 环境电磁场的抗扰度 S3 S5 静电放电抗扰度测试 ESD 环境电磁场的抗扰度要求 S3 整机抗扰度要求测试项目 环境电磁场的抗扰度测试电平 环境电磁场的抗扰度要求 声音广播接收机 环境电磁场的抗扰度要求 电视广播接收机 环境电磁场的抗扰度要求 有关的视频磁带机设备 环境电磁场的抗扰度要求 其它的有关设备 环境电磁场的抗扰度 测试布置图 环境电磁场的抗扰度 测试布置 TEM放置在0 8m高的非金属桌子上 顶部的平板距离天花板距离不小于0 8m TEM小室敞开的侧边应距离墙边0 8m远 在屏蔽室里应用时 吸波材料应放置在小室的各边与墙壁之间 被测设备放置在0 1m高的非金属材料上 如正常使用时放置在小室中间 连接电缆通过小室下面平板的洞进行连接 小室内的电缆应越短越好 并完全要加磁环来衰减感应电流 电源线长度应小于0 3m 平衡转非平衡变压器应连接到被测设备的线缆应尽可能短 未用到端口要进行端接 连接到被测设备天线端或视频输入端口的线缆和连接器应是高品质的 同轴电缆的屏蔽层要额外接地 增加RF滤波器和磁环以减小干扰 Test ImmunityRadiatedFieldsS3TestMode TV SoundMonitor SpeakerChannel 82 63 75MHz S N 34 2dBCountry France 1 IF38 90 AFLevel 76mWInterf Signal Scan 110706 00045 001 2006 7 11 17 23 01K2 6 0dB TestingResult 环境电磁场的抗扰度要求 S5 整机抗扰度要求测试项目 环境电磁场的抗扰度 S5 Test KeyedCarrierS5TestMode TV SoundMonitor SpeakerChannel 26 511 25MHz S N 22 6dBCountry Poland IF38 90 AFLevel 56mWInterf Signal Scan 060706 00027 003 2006 7 6 15 48 36 905M TestingResult 静电放电抗扰度测试要求 整机抗扰度要求测试项目 静电放电抗扰度测试电平 静电放电测试方法 ESD 依据IEC61000 4 2进行测试 对于双层绝缘设备 对于不接地的CLASSII设备 对于便携式设备 因为静电不能充分泄放 因此在放电间隔应保证足够时间 EN55024 Informationtechnologyequipment Immunitycharacteristics Limitsandmethodsofmeasurement EN55024 EMSTest A级 在规范极限值内性能正常 B级 功能或性能暂时降低或丧失 但能自行恢复 储存数据不应丢失 C级 功能或性能暂时降低或丧失 但需操作者干预或系统重调 或复位 存储在非易失存储器内的或由备用电池保护的功能和 或 信息不应丢失 D级 因装置 或元件 损坏而不可恢复的功能降低或丧失或内存数据丢失 EN55024 测试项目 ESDRSEFTSurgeCSDips ESD Electrostaticdischarge ESD 静电放电 考察设备在接收外界静电源 如带电人体 带电设备等 所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力 测试标准 IEC61000 4 2 静电波形及参数Tr约为0 7至1ns 因上升时间非常短 根据傅利叶变换 其产生干扰的频率可以延伸至500MHz ESD 试验介绍 静电放电试验包含两个部分 直接放电和间接放电直接放电 又包含接触放电和空气放电接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行 空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行 入喷有绝缘漆等 直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象 间接放电 只包含接触放电对水平耦合板和垂直耦合板进行放电 耦合板距离设备一定距离 耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地 所以当对耦合板放电时 耦合板上的静电不会马上泄放到地 而以耦合板为静电源形成一静电场 对设备进行干扰 模拟设备抗静电场干扰的能力货 EFT B Electricalfasttransientburst EFT B 电快速瞬变脉冲群模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲干扰 测试标准 IEC61000 4 4 EFT B波形及主要参数 上升沿 5ns脉宽 50ns干扰覆盖频率 60至100MHz EFT B 试验介绍 EFT B试验包含两个部分电源端试验使用耦合去耦网络 CDN 进行注入 信号端试验使用容性耦合夹进行干扰耦合 具体试验做法为使信号线从容性耦合夹中穿过因为容性耦合夹和信号线之间存在分布电容 33至200pF 从而使得干扰被注入至信号线内部 受试设备 辅助设备 信号源 容性耦合夹 信号源 受试设备 辅助设备 耦合 去耦 DIP interruptions 试验介绍 DIP interruptions 该试验主要是模拟交流电网中接入大功率设备引起的电网电压下降甚至短时中断的现象 考察设备在处于这种工作状态中的性能稳定性 交流测试标准 IEC61000 4 11 试验组合 DIP interruptions 试验介绍 试验仪器控制试验的跌落深度 持续时间以及跌落相位 其中相位为0 45 90 135 180 225 270 315 360 Surge 浪涌试验 浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的脉冲对设备的影响 包含电源端和信号端测试 测试标准 IEC61000 4 5 电源端测试包括L和N线间 L对保护地 N线对保护地 L N对保护地 其中第一种属于差模干扰 后三种为共模干扰 信号端测试如果是屏蔽线 干扰加在屏蔽层上 如果是非屏蔽线 干扰加在信号线上 例如对用户线 直接加在AB线上 Surge 浪涌波形 浪涌波形有 1 2 50 8 20 组合波 10 700电压波 其中1 2 50 1 2 50 8 20 波形用在电源端和室内信号端的试验上 而10 700电压波用在室外信号端的浪涌试验上 上述波形中的1 2 8和10都是指波形的波前时间 单位为us 50 20和700指得是波形的脉宽 单位也为us 可见浪涌波形的能量远大于EFT B和静电 但是干扰频宽却要窄得多 RS Radiatedsusceptibility RS 辐射敏感度 该项试验的目的主要用来考察设备对于外界电磁场干扰的抗扰能力 例如在设备附近使用无线通讯设备时 设备已经在进行一场考验了 测试频段 80MHz 2000MHz 使用1kHz的正弦波进行调幅 该项试验需要在电波暗室内进行 测试标准 IEC61000 4 3 CS Conductedsusceptibility 现在的空间存在太多的电磁噪声 当空间的电磁波的波长和设备线缆的长度可以比拟时 电磁波将会耦合在此段线缆上并产生感应电压 电流 沿着该电缆流进设备内部 从而对设备的正常工作产生干扰 上述的设备线缆包含电源线和信号线 测试标准 IEC61000 4 6 电源端CS试验此时频段150kHz 80MHz 加入的试验电压根据产品类型不同而不同 例如对于电信设备来说 CC08该项试验时需要加3V的骚扰电压 二对于NT1来说则需加扰10V 信号端CS试验测试频段同电源端试验 加扰的强度也因产品类型不同而不同 CS 试验示意图 电源端试验信号端试验 EUT 信号发生器 辅助设备 CDN 骚扰注入点 0 1m木垫 供电 电源 CDN 信号发生器 EUT 辅助设备 CDN为耦合去耦网络 0 1m木垫 注入点 FCC47CFRRegulations Part2GeneralRequirementsPart15BUnintentionalRadiatorsPart15C D E FIntentionalRadiatorsPart18ISMDevicesAllOtherRuleP