CN216249958U - 一种lcd串口屏及降低lcd串口屏辐射干扰的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；LC低通滤波电路部件设置于串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的时钟线上；电阻部件根据串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的RGB信号线设置一个或多个电阻，每一个电阻分别串联在对应的RGB信号线上；LC低通滤波电路部件包括：磁珠和并联电容，磁珠串联在时钟线上，并联电容的一端与时钟线连接，并联电容的另一端接地；多个电阻的电阻值相同。本实用新型能够有效降低MCU与LCD之间信号传递过程所带来的辐射EMI；结构简单易于实现，且能够有效降低针对降低辐射EMI过程中所耗费的时间、人力与财力，具有较高的应用价值。

Description

一种LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置

技术领域

本实用新型涉及电磁兼容技术领域，具体地，涉及一种LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置。

背景技术

随着人工智能技术不断进步，LCD显示技术成为人机交互领域的主流技术，但是伴随着新型技术的不断出现，电磁兼容问题也引起了人们更多的关注和重视，如果不解决好产品本身所带来的电磁兼容中的辐射问题，产品周围形成的高频噪声很可能会影响周围其他产品的稳定性，甚至会导致其他产品或系统不能正常工作。

LCD显示技术应用于如工业、医疗、家电等多种领域中，电磁兼容中降低辐射电磁干扰(EMI)问题一直是很多硬件工程师较为棘手和困惑的问题，在解决此问题上会花费大量的时间、精力和财力。

经过检索发现：

授权公告号为CN101482659B的中国发明专利《一种终端》，包括印刷电路板、液晶显示屏驱动芯片、液晶显示屏，还包括源端阻容匹配电路和未端滤波电路；所述源端阻容匹配电路用于对反射噪声信号进行抑制，限制所述液晶显示屏驱动芯片输出噪声的共模电流，以及滤除所述液晶显示屏驱动芯片内部的电路开关过程中传导产生的开关噪声；所述末端滤波电路用于抑制液晶显示屏排线引入的噪声，以及隔离所述液晶显示屏驱动芯片侧产生的干扰。该终端虽然能够抑制液晶显示屏接口电磁干扰，有效地抑制LCD排线的天线辐射效应，但是该终所需元器件比较多，所给电阻电容的参数范围过于大，不容易找到合适的参数来处理噪声问题，而且采用二级滤波结构较为冗余。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种降低LCD串口屏辐射干扰的装置，包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；所述LC低通滤波电路部件设置于串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的时钟线上；所述电阻部件根据串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的RGB信号线设置一个或多个电阻，每一个所述电阻分别串联在对应的所述RGB信号线上；其中：

所述LC低通滤波电路部件包括：磁珠和并联电容，所述磁珠串联在所述时钟线上，所述并联电容的一端与所述时钟线连接，所述并联电容的另一端接地；

多个所述电阻的电阻值相同。

优选地，所述RGB信号线为18条，相应地，所述电阻为18个，18个所述电阻分别串联在18条所述RGB信号线上。

优选地，所述电阻的阻值为400～800Ω。

优选地，所述磁珠的参数为600～1000R@100MHz。

优选地，所述并联电容采用10～33pF的多层片式陶瓷电容器(MLCC)。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种LCD串口屏，包括主控芯片和LCD显示屏，所述主控芯片和LCD显示屏之间设置有RGB信号线和时钟线；该串口屏还包括降低串口屏辐射干扰的装置；其中：

所述降低串口屏辐射干扰的装置包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；所述LC低通滤波电路部件设置于所述时钟线上；所述电阻部件根据所述RGB信号线设置一个或多个电阻，每一个所述电阻分别并串联在对应的所述RGB信号线上；

所述LC低通滤波电路部件包括：磁珠和并联电容，所述磁珠串联在所述时钟线上，所述并联电容的一端与所述时钟线连接，所述并联电容的另一端接地；

多个所述电阻的电阻值相同。

优选地，所述RGB信号线为18条，相应地，所述电阻为18个，18个所述电阻分别串联在18条所述RGB信号线上。

优选地，所述电阻的阻值为400～800Ω。

优选地，所述磁珠的参数为600～1000R@100MHz。

优选地，所述并联电容采用10～33pF的多层片式陶瓷电容器(MLCC)。

与现有技术相比，本实用新型具有如下至少一项的有益效果：

本实用新型提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，能够有效的降低MCU与LCD之间信号传递过程所带来的辐射EMI。

本实用新型提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，所需电子元件较少，电阻电容的参数范围较小，很容易找到合适的参数来处理噪声问题。

本实用新型提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，采用LC低通滤波电路部件实现滤波，相比二级滤波，具有电路结构简单的优点。

本实用新型提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，结构简单易于实现，且能够有效降低针对降低辐射EMI过程中所耗费的时间、人力与财力，具有较高的应用价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一实施例中降低LCD串口屏辐射干扰的装置的工作结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中LCD串口屏的工作结构示意图。

图3为本实用新型一优选实施例中降低LCD串口屏辐射干扰的装置与主控芯片和LCD显示屏之间的电路连接关系示意图。

图4为RGB数字电压信号V-t波形图。

图5为采用本实用新型一优选实施例中的降低LCD串口屏辐射干扰的装置的降低结果波形图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型一实施例提供的降低串口屏辐射干扰的装置的工作结构示意图。

如图1所示，该实施例提供的降低串口屏辐射干扰的装置，可以包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；LC低通滤波电路部件设置于串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的时钟线上；电阻部件根据串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的RGB信号线设置一个或多个电阻R，每一个电阻R分别串联在对应的RGB信号线上；其中：

LC低通滤波电路部件包括：磁珠FB1和并联电容C1，磁珠FB1串联在时钟线上，并联电容C1的一端与时钟线连接，并联电容C1的另一端接地；

多个电阻R的电阻值相同。

在该实施例中，作为一优选实施方式，RGB信号线可以为18条，相应地，电阻部件的电阻数量为18个，18个电阻分别串联在对应的18条RGB信号线上。

在该实施例中，作为一优选实施方式，电阻的阻值可以为400～800Ω。

在该实施例中，作为一优选实施方式，磁珠的参数可以为600～1000R@100MHz。

在该实施例中，作为一优选实施方式，并联电容可以采用10～33pF的多层片式陶瓷电容器(MLCC)。

图2为本实用新型一实施例提供的串口屏的工作结构示意图。

如图2所示，该实施例提供的LCD串口屏，可以包括主控芯片和LCD显示屏，主控芯片和LCD显示屏之间设置有RGB信号线和时钟线；该串口屏还包括降低串口屏辐射干扰的装置；其中：

降低串口屏辐射干扰的装置包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；LC低通滤波电路部件设置于时钟线上；电阻部件根据RGB信号线设置一个或多个电阻R，每一个电阻R分别并串联在对应的RGB信号线上；

LC低通滤波电路部件包括：磁珠FB1和并联电容C1，磁珠FB1串联在时钟线上，并联电容C1的一端与时钟线连接，并联电容C1的另一端接地；

多个电阻R的电阻值相同。

在该实施例中，作为一优选实施方式，RGB信号线可以为18条，相应地，电阻部件的电阻数量为18个，18个电阻分别串联在对应的18条RGB信号线上。

在该实施例中，作为一优选实施方式，电阻的阻值可以为400～800Ω。

在该实施例中，作为一优选实施方式，磁珠的参数可以为600～1000R@100MHz。

在该实施例中，作为一优选实施方式，并联电容可以采用10～33pF的多层片式陶瓷电容器(MLCC)。

图3为本实用新型一优选实施例提供的LCD串口屏中降低LCD串口屏辐射干扰的装置与主控芯片(MCU)和LCD显示屏之间的电路连接关系示意图。

图3中，R、G、B分别为RGB信号线的红绿蓝三种颜色的引脚，其中MCU端为信号输出端，LCD端为信号输入端；R1～R6为电阻部件的电阻；其中，R1～R4为4排的电阻器，其中每一排电阻器串联在对应的RGB信号线上；R5和R6为单个电阻器，分别串联在对应的RGB信号线上。

如图3所示，该优选实施例中，主控芯片MCU端的RGB信号输出引脚与LCD显示屏端的RGB信号输入引脚之间通过RGB信号线连接，电阻部件的电阻分别串联在RGB信号线上；其中电阻部件的电阻采用4排电阻器和单个电阻器两种，4排电阻器中的每一个电阻和单个电阻器中的每一个电阻的电阻值均相同。

主控芯片MCU端与LCD显示屏端之间设置有时钟线，LC低通滤波电路的磁珠FB1串联在时钟线上，LC低通滤波电路的并联电容C1的一端与时钟线连接，并联电容C1的另一端接入GND。

下面对本实用新型上述实施例提供的技术方案及其设计原理进一步说明如下。

LCD显示需要用到一块驱动板和一块LCD屏幕，一般地驱动主板上MCU与LCD屏之间常常用RGB信号进行传输，然后在LCD显示器上显示出色彩斑斓的图片、视频等界面，其中RGB代表三基色红、绿、蓝。在LCD显示器上显示色彩斑斓的界面，器其本质上就是通过主控芯片向LCD显示屏发送所需调制的高速RGB数字电压信号来实现的，而该高速的RGB数字电压信号在陡峭的上升沿和下降沿时间处将会形成高频信号，并通过一定的耦合介质向空气中发射出去；同时，通过主控芯片向LCD显示屏发送的高速时钟信号的信号线CLK上也将会产生很强的高频辐射信号向空气发射出去。

若想降低辐射干扰，最重要也是最关键的地方是找到辐射源，然后针对所找到的辐射源(即干扰源)来降低高频成分对外部系统或产品的干扰。针对干扰源，应对或降低噪声的设计原理：

同步开关噪声simultaneous Switch noise简称SSN，是指器件多个I/O口同时开关产生的噪声，I/O开关速度越快，瞬态电流变化率越大，在回路中产生的噪声越大，同步噪声VN＝N*LLOOP*di/dt,其中N代表同步开关的I/O数量，LLOOP代表电流回路的等效电感，di/dt代表I/O输出电流的变化率，在该电流回路的等效电感一般为PCB板上走线中存在的寄生电感，该寄生电感很难控制，I/O口的数量因功能所需也不能减少，因此唯一能处理的就是I/O输出电流的变化率，即高速RGB数字电压信号上的电流的变化率，如图4所示，RGB数字电压信号V(t)的二维坐标上V1表示高电平1，0即为低电平，如果信号线上的阻抗很小，可以看出电压-时间的变化率dv/dt极大，即di/dt很大，参考以上论述可知可以在每根RGB信号线上串联相同阻值的电阻，经过大量的研究及试验验证6m，RGB信号配合时钟信号CLK下，所需串联的电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6阻值在400Ω-800Ω左右，不同的时钟频率、不同PCB板下可以适当对串联阻值进行适当的调整。对时钟线上的LC低通滤波电路部件可以根据截止频率f0＝1/2πRC,以及频率f＝f0时对数关系20ln|Au|＝-3dB，其中Au为低通滤波前后级的增益，经过验证后可得串联在时钟线上的磁珠FB1用600-1000R@100MHz的参数，并联电容C1用10-33pF的MLCC电容，鉴于时钟频率不同、PCB走线宽度、长度等不同可适当调整C1阻值。具体电路如图3所示。

本实用新型上述实施例提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，选择GB4343-84《电动工具、家用电器和类似器具无线电干扰特性的测量方法和允许值》作为测试和整改的标准，在进行多次试验和整改后，得到本实用新型上述实施例提供的相应技术方案，该技术方案针对LCD显示屏能够快速降低辐射EMI，降低结果如图5所示，图中，数字1～5分别为为所测波形的最大值，上图波形图为标准值，下图波形图为所测得实际值，从图中可以清晰的看出，所测得实际波形在标准值之下，因此整体的EMI表现良好。

本实用新型上述实施例提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，主要包括两个方面的结构设计，其一为搭载在主控芯片与LCD显示屏之间时钟线上的LC低通滤波电路部件，其二为串联在主控芯片与LCD显示屏之间RGB信号线之间的电阻部件，其中LC低通滤波电路部件由一个串联在时钟线上的磁珠与一个一端接时钟线、另一端接入GND的半导体电容(并联电容)组成。其中，电阻部件中的电阻数量与RGB信号线数量一致，例如RGB信号线一共有十八条，因此需要十八个相同阻值的电阻，分别串联在这些信号线上。

本实用新型上述实施例提供的LCD串口屏及降低LCD串口屏辐射干扰的装置，能够有效的降低MCU与LCD之间信号传递过程所带来的辐射EMI；结构简单易于实现，且能够有效降低针对降低辐射EMI过程中所耗费的时间、人力与财力，具有较高的应用价值。

本实用新型上述实施例中未尽事宜均为本领域公知技术。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种降低LCD串口屏辐射干扰的装置，其特征在于，包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；所述LC低通滤波电路部件设置于串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的时钟线上；所述电阻部件根据串口屏主控芯片与LCD显示屏之间的RGB信号线设置一个或多个电阻，每一个所述电阻分别串联在对应的所述RGB信号线上；其中：

所述LC低通滤波电路部件包括：磁珠和并联电容，所述磁珠串联在所述时钟线上，所述并联电容的一端与所述时钟线连接，所述并联电容的另一端接地；

多个所述电阻的电阻值相同。

2.根据权利要求1所述的降低LCD串口屏辐射干扰的装置，其特征在于，所述RGB信号线为18条，相应地，所述电阻部件的电阻为18个，18个所述电阻分别串联在18条所述RGB信号线上。

3.根据权利要求1所述的降低LCD串口屏辐射干扰的装置，其特征在于，所述电阻的阻值为400～800Ω。

4.根据权利要求1所述的降低LCD串口屏辐射干扰的装置，其特征在于，所述磁珠的参数为600～1000R@100MHz。

5.根据权利要求1所述的降低LCD串口屏辐射干扰的装置，其特征在于，所述并联电容采用10～33pF的多层片式陶瓷电容器。

6.一种LCD串口屏，包括主控芯片和LCD显示屏，所述主控芯片和LCD显示屏之间设置有RGB信号线和时钟线；其特征在于，还包括降低串口屏辐射干扰的装置；其中：

所述降低串口屏辐射干扰的装置包括LC低通滤波电路部件和电阻部件；所述LC低通滤波电路部件设置于所述时钟线上；所述电阻部件根据所述RGB信号线设置一个或多个电阻，每一个所述电阻分别并串联在对应的所述RGB信号线上；

所述LC低通滤波电路部件包括：磁珠和并联电容，所述磁珠串联在所述时钟线上，所述并联电容的一端与所述时钟线连接，所述并联电容的另一端接地；

多个所述电阻的电阻值相同。

7.根据权利要求6所述的LCD串口屏，其特征在于，所述RGB信号线为18条，相应地，所述电阻部件的电阻为18个，18个所述电阻分别串联在18条所述RGB信号线上。

8.根据权利要求6所述的LCD串口屏，其特征在于，所述电阻的阻值为400～800Ω。

9.根据权利要求6所述的LCD串口屏，其特征在于，所述磁珠的参数为600～1000R@100MHz。

10.根据权利要求6所述的LCD串口屏，其特征在于，所述并联电容采用10～33pF的多层片式陶瓷电容器。

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