文档介绍：液晶显示器的内部结构
液晶显示器的内部结构加图 1所示。它本要包括一块主 PCB、一些辅助 PCB和一组液晶显示电路。主 PCB把来自计算机的显示信息转换成能被液晶显示电路数字式处理的信号。辅助 PCB为液晶显示电路提供电源, 并将来自键盘 PCB的信息传送给主 PCB。
液晶显示器的不同位置有四个屏蔽体。屏蔽体 1笼罩着液晶显示电路; 屏蔽体 2包围着主 PCB, 屏蔽体 3覆盖了屏蔽体 2, 并与屏蔽体 1相连; 屏蔽体 4罩着一个辅助 PCB- 变换电路 PCB, 它为液晶显示电路的荧光照明装置提供电源。

PCB设计上改进 EMC性能

通过电磁场探头的检测, 我们发现主 PCB上产生的频率谐波在辐射频谱中占主要地位, 因此对液晶显示器主 PCB上的 EMC分析不可或缺。主 PCB上 EMC性能的改进有两个大方面: 电容去耦和印制板布线。
电容去耦
去耦电容在补偿集成片或电路板工作电压跌落时起到了储能作用。它可以分成三种: 整体的、局部的和板间的。
整体去耦电容又称旁路电容, 它工作于低频(亚 MHz 范围状态, 为整个电路板提供一个电流源,补偿电路板工作时产生的△ I噪声电流, 保证工作电源电压的稳定。它的大小为 PCB上所有负载电容和的 50- 100倍。这台液晶温示器将整体去耦电容放在了印制线密度很高的地方(见图 2), 这是不正确的, 它应放置在紧靠 PCB外接电源线和地线的地方。所以应该将图 2中的整体去耦电容移开、这不仅不会减小低频去耦, 而且还会为 PCB上布置关键性的印制线提供空间。
局部去耦电容有两个作用。第一, 出于功能上的考虑: 通过电容的充放电使集成片得到的供电电压比较平稳, 不会由于电压的暂时跌落导致集成片功能受到影响; 第二, 出于 EMC考虑,为集成片的瞬变电流提供就近的高频通道, 使电流不至于通过环路面积较大的供电线路,从而大大减小了向外的辐射噪声。同时由于各集成片拥有自己的高频通道,相互之间没有公共阻抗,抑止了其阻抗耦合。局部去耦电容安装在每个集成片的电源端子和接地端子之间,并尽量靠近集成片。

板间电容是指电源面和接地面之间的电容,它是最高频率时去耦电流的主要来源。板间电容可以通过增加电源层和接地层间面积来增大。在这台液晶显示器的主PCB中,一些接地面被布到了电源层。移去这些接地面,用电源隔离区代之, 可以增加板间电容。地层上的隔缝不要阻挡高频回流的通路

为了防止共地线阻抗耦合干扰,电路设计者通常会根据不同的电源电压、数字和模拟、高速和低速、大电流和小电流来分别设置地线,这就很容易在PCB接地层留下隔缝。此时应该注意高速信号线在轨线展上不要跨过隔缝。

首先考察高频电流在金属面上的流动情况。图3(a)中的双面PCB一面用作地层,另一面用作元件和轨线层。轨线层上有一时钟轨线,地层上带箭头的实线表示其返回电流的轨迹。在高频时,回流线总是尽可能地贴近信号线返回。我们知道电流总是走阻抗最小的途径,电流环路的阻抗Z=R+jω,阻抗既包括电流环路的电阻,也包括电流环路的电感,环路电感的大小与环路面积成正比。当时钟频率为MHz级时,感抗大于环路电阻,起主导作用, 这时Z≈jLω,所以电流走环路电感最小的途径。环路面积越小电感越小,回流线总是尽可能贴近信号线返回。