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展频

扩展频谱(Spread Spectrum)技术是一种常用的无线通讯技术,简称展频技术。当主板上的时钟发生器工作时,脉冲的峰值会产生电磁干扰(EMI),展频技术可以降低脉冲发生器所产生的电磁干扰。在没有遇到电磁干扰问题时,应将此类项目的值全部设为“Disabled”,这样可以优化系统性能,提高系统稳定性;如果遇到电磁干扰问题,则应将该项设为“Enabled”以便减少电磁干扰。在将处理器超频时,最好将该项设置为“Disabled”,因为即使是微小的峰值飘移也会引起时钟的短暂突发,这样会导致超频后的处理器被锁死。

EMC认证是对整个电子产品的电磁兼容进行检测的认证,因此EMC设计是一个系统的工程,除了要考虑硬件设计之外,还要配合相应的结构设计、布线设计及软件设计等。从软件设计角度来考虑,针对液晶显示屏EMC测试超标问题,解决的方法主要有展频方法、降低驱动电流的方法、关闭闲置I/O口的方法等。以液晶显示器的EMC设计为例,重点探讨展频技术的应用 [1]

展频技术,即扩展频谱技术(Spread-spectrum),是一种常用的无线电通讯技术,主要分为跳频技术(Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)和直接序列(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)2种方式。液晶显示产品主要是采用跳频技术,其是将某频点的信号,通过调制技术使其工作到更高频率上。

(1)EMC测试故障分析。

在505MHz频点,EMC测试标准的上限值为47dB,而此时测试值为51.5dB,超过标准值,EMC测试不合格。由于505MHz频率可能是高频头或LVDS传送过程中产生,也有可能是DDR的时钟信号倍频以后产生。因此,要首先确定EMC测试超标原因。

(2)故障定位。应用频谱分析仪搭配圆圈状探头(A型)来测试高频头区域的电磁波信号强度,应用频谱分析仪搭配金属触点接触探头(B型)来测试DDR的时钟信号及LVDS时钟信号强度。通过测试结果找出故障点。需要注意的是,应用频谱分析仪搭配探头的进场测试结果只作为判断参考,但是远场测试的不合格点一定能用近场测试的方法找到。另外,采用B型探头时,必须串接一个47pF左右的电容,以防止电流回灌损坏频谱分析仪。

由近场测试结果看出,LVDS时钟脚的信号强度近场测试达到了60dB,进一步把LVDS的时钟脚添加完全屏蔽措施,重复在3m状态空间进行测试,发现505MHz信号强度为30dB,从而确认在3m状态空间505MHz信号强度超标是由于LVDS时钟信号引起的。

(3)故障排除。LVDS时钟信号强度导致505MHz信号强度超标,为降低LVDS时钟信号强度,对该机型的展频技术参数调按如下步骤进行调整:①按下遥控电源键,电视开机,将菜单定选到“对比度”;②连续按下数字键“1950”,进入工厂调试模式;③通过“▲”和“”键将工厂设置菜单定位到“EMC设置”,按确认键调出EMC设置菜单;④在EMC 设置菜单中,LVDS Enable 对应的是LVDS的展频功能,通过遥控器的“▲”“”、“”“”键,将LVDS Enable 对应的值由“0”变成“1”,然后调节“LVDS Span(调变频率范围)”和“LVDS Step(调变幅度)”对应的参数,此时观察频谱分析仪中LVDS时钟的信号强度,直到满足要求;⑤将展频参数填入换算表中,计算出对应寄存器的数值,编译之后更新机型里的软件;⑥将电视机重新在3m状态空间测试,505MHz频点的信号强度变为34.8dB,测试合格,故障排除。

以上方法通常适用于工厂调试人员,工程技术人员和研发工程师一般采用在线调试工具和软件直接在线调试 [2]

①进行展频之前,请首先确保硬件支持该功能;②进行展频时,调变幅度有3种方式,即中间扩频、向下扩频、向上扩频,不管采用哪种方式,调变幅度不能超过±5%,否则就会造成信号传输错误;③进行展频时,调变频率的范围为30~60kHz,否则将造成展频之后的频率偏移原频率过大,出现花屏或图像拉丝等现象;④进行展频时,调制波形没有硬性规定,可以是三角波、正弦曲线,也可以是其他非线性波形;⑤展频以后,信号屏带变宽,数据处理量变大,所以会导致芯片温度升高5~10℃,因此展频要结合温升实验一起来设计。

展频技术是常用的无线通信技术,通过实际案例介绍了如何将这种无线通信技术应用到液晶显示技术中,以及应用的注意事项,为液晶显示EMC设计提供了有利的依据,在后续工作研究中将继续探究其他的应用技术,并将之应用到液晶显示技术中 [3]


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