【導讀】本文將探討關于18英寸液晶顯示器的輻射電磁干擾(EMI)的評價與減小情況的研究，減小EMI的方法將在文中詳細介紹，并在適當的地方會采取一些修改。對EMI輻射的測量證實了這些建議的效果。
液晶監視器包括了一個液晶顯示器部件，一塊主PCB和一些輔助PCB。液晶顯示器部件包括一個液晶陣列，一些連接的PCB和一個熒光照明裝置。主PCB把來自個人計算機的顯示信息轉換成能夠被液晶顯示器數字式處理的信號。輔助PCB為熒光照明裝置提供電源，并將來自監視器前方按鍵的信息傳輸到主PCB。
液晶顯示器的不同位置有四個屏蔽體。屏蔽體１罩著液晶顯示器；屏蔽體２圍著主ＰＣＢ；屏蔽體３籠罩了屏蔽體２并且固定在了屏蔽體１上；屏蔽體４覆蓋了一個輔助ＰＣＢ，這塊電路板是變換電路ＰＣＢ，它為液晶顯示器部件的熒光照明裝置提供電源。
液晶顯示器里的電路在一定的時鐘頻率范圍內運行。模擬的紅綠藍輸入信號根據顯示器的分辨率在從３５ＭＨｚ到１３８ＭＨｚ的時鐘速率范圍內被數字化；另外，根據顯示器的分辨率，主處理器的存儲芯片的時鐘被鎖定在８０ＭＨｚ到１０１ＭＨｚ的范圍內。使用模數轉換器在相同的時鐘速率下去處理數字顯示數據，然而在處理器的輸出鐘頻為固定的４２.５ＭＨｚ。
液晶監視器ＥＭＩ的改進
ＥＭＩ的分析集中在主ＰＣＢ，因為主ＰＣＢ產生的頻率諧波在輻射頻譜中占主要地位。在主ＰＣＢ上的所有的ＥＭＩ改進能被分為三個不同的部分；去耦、印制線布線和電源絕緣區布局。
去耦
在時域中，去耦電容起到了電荷源的作用，它提供了反向改變電源總線電壓的電流；在頻域中，去耦電容減小了電源的阻抗。在任何情況下，都必須注意如何連接這種電容。如果去耦回路中有太多的電感（互感），電容就不能足夠地提供電流，并且從電源總線看過去的阻抗也會增加。過多的互感會減小電容的影響，并且可能導致產生出有驅動ＥＭＩ天線能力的帶噪聲的功率平面。
去耦電容能夠被分成三種：本體的，局部的和板間的。體去耦電容在低頻（亞ＭＨｚ范圍）時可提供電荷；局部去耦電容在較高的頻率（在幾百ＭＨｚ以上）也能提供電荷；在最高的頻率，電源面和接地面間的板間電容成為了去耦電流的主要來源。
主ＰＣＢ最初設計的去耦方案需要改進。例如，體電容沒有放置在最合適的地方，它一般被放置在有電源面的ＰＣＢ上，因為體電容工作在低頻，所以在電源總線的高電感可以被忽略。
在這種設計中，主ＰＣＢ上的體去耦電容被放置在靠近集成電路的地方，在那里印制線的密度非常高。移動體去耦電容離開這個區域并不會減小低頻去耦，而且還會為ＰＣＢ上布關鍵性的信號印制線提供空間。
局部去耦電容的連接同樣需要改進。在ＰＣＢ上局部去耦電容需要放置在距離集成電路很近的地方，其間的距離大約是３０密耳。另外，為了更好的效果，局部去耦電容和電源總線之間的互感需要最小化。對于大部分情況，在主ＰＣＢ上局部去耦電容會被放置在靠近集成電路之處。然而，許多局部去耦電容與電源總線的連接很差。在很多時候，經過一個共用的印制線使多個去耦電容與電源面和接地面連接起來。對于接地和電源來說，這些共用的印制線上的所有電容只有一個通孔。通過這種方式連接局部去耦電容就產生了許多的互感。連接局部去耦電容更好的方式就是應該為每個電容在連接處提供兩個通孔：一個通孔直接連接地平面，另一個直接連接電源平面。另外，去耦電容和集成電路不應該共用電源通孔和接地通孔，如果這樣的話就為去耦電容提供了一條線路。為了取得最大互感的地方。為了得到最大互感，較長的電源和接地通孔應該互相緊密放置。這樣，去耦電容和集成電路都被放到了ＰＣＢ的最上層，并且從上到下的層疊的順序是信號面——接地面——電源面——信號面。來自最上層的最長的通孔應該是電容和集成電路的電源通孔。因此，去耦電容和集成電路的電源通孔應該盡可能的互相靠近。如果電容被放置ＰＣＢ的反面，那么集成電路的電源通孔和電容的接地通孔應該被放置得盡可能靠近。
面間電容可以通過電源層和接地層間共同的表面積的增加而增大。在這個設計中，一些接地的臨時線被布到了電源層。通過移動這些接地的臨時線，并用電源層存在的電源隔離區域代替這些臨時線，就會增加層間電容。
圖題：18英寸液晶顯示器
印制線布線
設計者通常在ＰＣＢ的接地層留下間隙。這些間隙可能是接地層的高速時鐘線或者其他印制線布線的結果。有時間隙置于接地層，以使板上的低頻區域與高頻電路隔開。由于連接器插頭空隙區可能會不經意的產生間隙。當回流電流被迫繞著接地層的間隙流動的時候，間隙周圍就產生了不同的電位。這個電位差可能就是ＥＭＩ的原因。
在主ＰＣＢ上，有一些信號層的印制線穿過了鄰近接地層間隙的地方。例如，信號層上的高速數據和地址線穿過了接地層上的由時鐘印制線產生的位于接地層的間隙。
接地層的隔離間隙被用來隔離電源電路和數字電路。然而，如果相鄰層的高速線穿過間隙的話，那建立這個間隙的好處就失去了。在一個較早的原型中，隔離間隙很長，因此，在相鄰層上的一些模擬紅綠藍印制線在間隙上穿過。
電源絕緣區的布局
主ＰＣＢ上的電源層被分成許多不同的電源絕緣區。結果，電源層產生了許多間隙。當相鄰層的信號印制線的回流電流圍繞這些間隙流動時，這些間隙形成了一個潛在的ＥＭＩ源。為了減小這些潛在的ＥＭＩ源，要通過移動或者重新建立電源絕緣區來減少相鄰層通過這些間隙 的印制線的數量。例如，一個可驅動ＰＣＢ全部長度的１２伏電源面不得已而在信號層上布線。一個電源絕緣區應該被移動，以使紅綠藍信號線不通過任何一個間隙。為了進一步減小潛在的ＥＭＩ源，只有低速信號印制線能布在鄰近的信號層。
ＥＭＩ“天線”的測定法
在液晶顯示器上可能有許多ＥＭＩ“天線”。為了找出哪個ＥＭＩ“天線”ＥＭＩ的影響最大，利用了可選擇的屏蔽方法。所選擇的屏蔽方法包括了用銅帶和鋁箔去屏蔽所有可能的ＥＭＩ源，然后每一次有選擇性地暴露一個可能的ＥＭＩ“天線”。用這種方法，每個ＥＭＩ“天線”的貢獻都可以被量化出來。
最重要的ＥＭＩ“天線”被發現是在屏蔽體２背面驅動的屏蔽體１。當屏蔽體１和屏蔽體２被４個螺絲連接起來的時候，在高頻時，這些螺絲并不是一個很好的電連接。這兩個屏蔽體之間的不良連接就產生了一個ＥＭＩ“天線”。為了消除這個ＥＭＩ“天線”，可將指型簧片放置在兩個屏蔽體之間。ＥＭＩ測試顯示，在放置了指型簧片后，在低于５００ＭＨｚ時ＥＭＩ平均降低了２到３ｄＢ；而在高于５００ＭＨｚ時平均降低了５到１０ｄＢ。
一些其他的低速電纜需要用鐵氧體來減小ＥＭＩ。在主ＰＣＢ和按鍵ＰＣＢ之間的一簇電線，以及來自主ＰＣＢ為液晶監視器組件提供電源的電纜都攜帶了很多的噪聲電流，這些證明了在電纜上加上鐵氧體的正確性。
在主ＰＣＢ和液晶顯示器組件之間攜帶高速顯示數據的屏蔽電纜并沒有在遠離屏蔽體之處連接到屏蔽體２上。沒有連接到屏蔽體２上的電纜允許噪聲電流自主ＰＣＢ到屏蔽體２，并進行輻射。因此，高速數據電纜外部屏蔽體和屏蔽體２之間的連接要建立。輻射測量表明，當這種連接建立時，對于４２.５ＭＨｚ的輸出時鐘的諧波有了很大的減少，而在８００ＭＨｚ左右有適度減小。
進入屏蔽體２并連接到主ＰＣＢ的紅綠藍電纜和電源電纜對輻射ＥＭＩ的貢獻不大，因此勿需改進。
建議的效果
在５００ＭＨｚ以下，所有的諧波都降低了３到５ｄＢ，一些降低了１０ｄＢ。在５００ＭＨｚ以上，大多數時鐘諧波都降低了５ｄＢ，一些降低的更多。
在液晶顯示器中的最重要的ＥＭＩ源并不是源于液晶顯示器面板自身，而是來自用于處理并將模擬紅綠藍數據轉換成為液晶顯示器面板能夠用的數字信號的主ＰＣＢ。重要的ＥＭＩ源就是由模數轉換器、主處理器和存儲芯片使用的不同時鐘。潛在的ＥＭＩ源（例如低壓數字信號集成電路的輸出）并不象最初所想的為ＥＭＩ起到很大的貢獻。ＥＭＩ“天線”主要包括沒有適當彼此連接的屏蔽體，同時也包括其他濾波不良的電纜連接的ＰＣＢ。在一個寬頻率范圍內，合適的設計可使輻射的ＥＭＩ減少３～５ｄＢ，或者更多。
