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液晶显示屏电磁干扰和解决方法

干扰是产品整机测试中常见而又非常棘手的问题,当系统电路受到干扰时,在电源线或者信号线上产生某种频率、一定幅值的干扰波。液晶显示模块作为产品的一个显示窗口,必然也是干扰的表演窗口之一。模块对系统而言,是纯输入型部件,或称被动型部件,既模块接收满足操作时序关系的任何信号而无判断是非的能力。错误的信号与数据,将产生错误的控制字指令或者显示图案,导致错误的显示效果。

消除干扰的首要工作是找到干扰源或干扰影响的位置,然后以有效的方法去消除、消弱、或预防、屏蔽、补救。

液晶显示屏EMI与解决方法

问:工作时或者做干扰测试时,出现白屏/蓝屏(所谓白屏或者蓝屏,是指模块屏幕如同刚上电时
显示,只有背光亮,调对比度也没有反应)
答: 这是因为在模块工作期间,干扰施加在模块的电源 VDD 或者VSS 上,或者施加到模块的RESET 信号线上,导致模块被复位了。复位的结果是初始化了模块内部寄存器,同时关显示。解决的方法是:
如果干扰施加在电源线上,则建议在最靠近模块的位置的电源线VDD、VSS 之间并入一个
稳压电容(10uF)和一个滤波电容(0.1uF/0.01uF)。
如果干扰施加在 RESET 信号线上,则建议在最靠近模块的位置的RESET 信号线对VSS之间并入一个滤波电容,电容容量选择0.1uF 或0.01uF。
电容值的选择,需要根据实际测试的效果而定。

问: 工作时或干扰测试时,画面产生错误的字符或乱点(数据错误),而且无法恢复,只能重新上电,初始化寄存器才能恢复
答: 这是因为干扰施加到控制信号上,使得寄存器参数被修改,一般的操作是写显示数据,没有对主要工作的寄存器参数进行重复写入,所以出现上述现象。解决的方法是:
如果干扰施加在传输线上,
(1)用磁环、或者锡纸、铜薄做线路的屏蔽;
(2)改变传输线的走向,躲避干扰环境;
(3)缩短传输线长度;或者加入传输线驱动器,以提高驱动能力和抗干扰能力。

问:工作时或干扰测试时,找不到干扰点或者采取电路预防,仍然杜绝不了干扰的影响,怎么办?
答:定时对寄存器初始化,首先不使用RESET 信号,仅对寄存器操作;如果出现死机不能恢复的话,就需要使用RESET 信号初始化,但这样的操作在正常显示下会产生闪屏现象。因此,为了保证正常显示不受到初始化的干扰
1、可以采用读寄存器数据做初始化的判断依据,如读显示状态字,特殊SRAM 单元数据等。
2、使用负性显示模块,在不操作时关闭背光,此时,不易观察到显示内容,当需要观察显
示内容时,希望启动背光点亮,将此时作为重新初始化模块启动点,不易被察觉。

问:对产品外壳(尤其是产品面板)进行静电干扰测试,模块出现白屏或者乱显现象
答:这种干扰多数是通过模块的铁框或玻璃干扰模块电路的。改善的方法是,(1)模块的铁框接
大地、(2)模块的铁框接VSS,(3)模块的铁框浮空,(4)在模块铁框与金属外壳之间加绝缘垫,绝缘垫越厚,对静电的消减就越大;这四种方法需要在实际产品中测试,选择有效的方法。

问:外部没有干扰源,但也出现白屏或者乱显现象
答:这种情况也属于干扰,是系统内部的干扰,主要是软件的程序冲突所致。首先找出干扰出现的规律,如下机会如果发生在模块的写入过程中时,容易产生模块的死机、错误显示等:
中断程序正在操作模块(I/O 寻址方式)的过程中产生,控制信号被修改、数据被修改等错误的操作,导致模块的死机或显示错误。改善的方式是,在操作模块过程中,关闭中断响应操作。

抗干扰举例

案例1:使用图形模块,产品机箱为金属壳,进行静电8000V放电试验,模块显示花屏,复位重新初始化无效 ,必须关电重新启动。在行业规范中不允许外壳接地
[改善措施] 改用有机玻璃外壳,并在主程序中加入定时循环刷新 (初始化 ) 程序。当静电放电测试时,液晶显示模块被复位,经刷新 (初始化) 程序纠正,显示仅闪一下即恢复正常工作,通过测试。

案例2 :使用图形模块,对产品机箱做静电8kV放电测试,模块无显示
[改善措施] 在模块的电源脚加330μF电容和浪涌管P6K1,在驱动电源输出VOUT加330μF电容,改善效果良好。
再将模块的铁框与机箱外壳进行绝缘, 并保持2mm的间隙,通过静电测试。
但上述措施仍偶发无显示现象,于是在程序上定时对模块执行初始化程序,恢复干扰影响。干扰显示的问题完全解决。

案例3 :使用图形模块,在系统整机电源线上施加4Kv、150Hz正脉冲群干扰信号测试时,显示出现乱码
[改善措施] 在液晶显示模块接口的电源线上加点燃华人突波吸收器,同时减短冗余的传输线长度后,通过测试。

案例4 :在开关柜上使用图形模块,在高压电磁干扰时,模块无显示
[改善措施] 更换系统电源为隔离电源
在模块的/RESET脚接0.01μF电容
断开模块铁框与VSS的跳线点
模块铁框与开关柜之间加绝缘衬垫隔离。

案例5 :图形模块与系统主板之间连接线长700mm多,重复写图形数据时,在图形右侧逐一复制最右边一字节的图形数据
[改善措施]测模块接口处的输入信号波形都很好,/WR=0宽2μs,在接口信号上并电容,加上拉电阻无明显改善,缩短线,串磁珠,有明显改善,但不彻底。
在/WR信号线上串施密特门电路(74HC14)后,被彻底改善。
在/WR信号线上串入680Ω电阻也同样可以实现彻底改善。