某型显示器提升抗电磁干扰优化措施探析

刘波

摘 要 针对某型显示器在外场使用過程中频繁出现干扰条纹的问题，本文从根本原因上分析了干扰产生的原因和设计方面的不足，分析并排除故障后从工艺方面提出抗电磁干扰优化措施，提升了该型显示器的抗电磁干扰性能。

关键词 电磁干扰;屏蔽线;防波套;铝箔

某型显示器在外场使用过程中频繁出现干扰条纹，具体现象表现为当产品独自通电工作时产品功能正常显示画面稳定，但每当显示器旁边的无线电设备开启时，显示器画面就出现横向条状干扰条纹，严重影响显示器的显示画面质量;当无线电设备关闭后，显示器画面又迅速恢复正常。

该型显示器为常规机箱设计，线束都敷设在显示器机箱内部，外观只露出机箱上的J30J连接器以及一小段J30J连接器自带的线束。用螺丝刀拆掉机箱盖板后，可以看到显示器内部的线束是沿着显示器内部支架下方里的凹槽走线的，再打开缠包在线束外层的聚四氟乙烯薄膜，可以看到线束内的导线类型是J30J连接器的自带线，线束一端至机箱外侧的J30J连接器，另外一端则是到达显示器的液晶屏幕对接插座，由于J30J连接器的自带线属于光线，外侧没有屏蔽层，所以设计者当初为了改善该型显示器的抗电磁干扰性能，对传输视频信号的每一根自带线的外侧都穿了一层屏蔽层，但是屏蔽距离明显不够，且由于固定屏蔽层两端的端头地方需要套上热缩套管，因此在线束靠近连接器端头的地方缺少屏蔽层的保护[1]。

电磁干扰是一种电磁信号干扰另一种电磁信号降低信号完好性的现象。干扰波又称电子噪音，通常由电磁辐射发生源产生，本文中电磁干扰由无线电设备产生。屏蔽就是用导电或导磁材料制成的特定结构形式，将电磁干扰限制在一定的空间范围内，导致干扰信号经过屏蔽体时受到很大的衰减，从而抑制电磁干扰信号对相关设备或空间的干扰。屏蔽技术是抑制电磁干扰的有力措施，屏蔽线是由最外层绝缘外层以及铜丝编织网的屏蔽层和一些填充物以及里面有绝缘外层包裹的多股铜丝组成的，常用的屏蔽导线有外层带绝缘层的双绞屏蔽线和同轴电缆，电磁屏蔽的效果都不错[2]。

由于该型显示器结构设计不太合理的原因，为了满足显示器的机械强度要求，显示器机箱内部支架用来走线的凹槽设计的比较窄，因此J30J连接器的甩线如果采用外层带绝缘层的双绞屏蔽线或者视频专用同轴电缆，会造成线束整体太粗而无法进入支架的走线凹槽中，且为了满足机械强度要求，凹槽的尺寸不允许扩大，才造成设计者不得不采用将J30J连接器的传输视频信号的每一根自带线的外侧都穿了一层屏蔽层，这样既满足了线束直径较小可以满足在凹槽中走线，也满足了较好的电磁干扰效果，因此在常规情况下改型显示器的画面是稳定的合格的。但是由于该型显示器平时的工作环境中存在着比较强的电磁干扰信号，该型显示器旁边的无线电设备开启后发送接收的电磁信号就容易对该型显示器的连接器端头和导线处造成电磁干扰，因此必须提升该型显示器的抗电磁干扰性能，从工艺方面采取的主要措施有以下两种：

方法1：将J30J连接器的自带线更换为传输视频专用的同轴电缆或者外层带绝缘层的双绞屏蔽线，电磁屏蔽效果会增强很多，但是由于同轴电缆和外层带绝缘层的双绞屏蔽线的直径都比较粗，整个线束的直径也会增大不少，但由于上文中提到，为了满足机械强度要求，机箱支架的凹槽的尺寸不允许扩大，所以若使用同轴电缆或者外层带绝缘层的双绞屏蔽线后，线束直径过大而导致线束无法放入凹槽内走线，所以这个方法无法执行下去。

方法2：在保留使用J30J连接器的自带线的情况下，在整个线束上穿上合适尺寸的防波套，使得防波套在处于拉伸状态后刚好满足防波套两端都能接触到线束两端的连接器端头附近，例如规格P6×10的防波套代表此防波套在拉伸后尺寸为10。在J30J连接器的自带线本身穿有屏蔽层的情况下，整个线束外面再穿了一个防波套，能够明显提升线束的抗电磁干扰性能。但是防波套末端与J30J连接器之间还是存在着一定的缝隙，外部环境的电磁干扰信号可以通过这个缝隙进入线束从而干扰视频信号的传输质量，为了堵住这个缝隙，可以采铝箔或者导电胶带从防波套的末端开始缠绕到J30J连接器端面，缠绕完毕后将铝箔或导电胶布的两头分别粘住防波套末端与J30J连接器端面，至此，防波套和铝箔（或导电胶布）形成了一个完整的电磁屏蔽体，可以有效屏蔽掉外部环境中发射过来的电磁干扰信号，电磁干扰信号无法进入该型显示器内部从而提升了该型显示器的显示画面质量[3]。

在实验室对该型显示器按照上文中方法2描述的方案进行了改装，先对该型显示器内部的整个线束进行穿防波套，注意在穿防波套的过程中应仔细谨慎，避免防波套的尖锐毛刺将J30J连接器的自带线刺破。防波套的两端应用热缩套管套住并热缩，之后再用蜡壳线将防波套两头捆扎牢固。再采用铝箔从防波套的末端开始缠绕到J30J连接器端面，缠绕完毕后将铝箔或导电胶布的两头分别粘住防波套末端与J30J连接器端面，注意铝箔在J30J连接器端面要粘接牢固，与连接器端面之间紧密贴合没有间隙。

将改装后的显示器在实验室中重新通电验证，当显示器旁边的无线电设备开启时，显示器画面稳定没有出现干扰条纹。经过多次将无线电设备上下电试验和长时间通电试验，显示器的画面一直稳定没有干扰条纹，从而证明了本文提出的将显示器内部线束整体穿防波套并用铝箔（或导电胶布）将连接器端面与防波套末端的缝隙连接紧密的方法能够有效提升该型显示器的抗电磁干扰性能，该型显示器画面有干扰条纹的故障成功排除。

结束语

本文针对某型显示器在外场使用过程中频繁出现干扰条纹的问题，从根本原因上分析了干扰产生的原因和设计方面的不足，在不改变该型显示器的设计方案的情况下，从工艺方面提出将显示器内部线束整体穿防波套并用铝箔（或导电胶布）将连接器端面与防波套末端的缝隙连接紧密的优化措施，排除了该型显示器在无线电设备开启时频繁出现的干扰条纹的故障，有效地提升了该型显示器的抗电磁干扰性能。

参考文献

[1] 大卫韦斯顿.电磁兼容原理与应用 方法分析电路测量[D].北京：机械工业出版社，2019：35-36.

[2] 何宏.电磁兼容与电磁干扰[D].北京：国防工业出版社，2007：44.

[3] 李献.接地与屏蔽技术[D].北京：清华大学出版社，2016：65-66.