目前已經商品化的平面顯示器（Flat Panel Display；FPD）分別有液晶顯示器（Liquid Crystal Display；LCD）、電漿顯示器（Plasma Display Panel；PDP）、場發射顯示器（Field Emission Display；FED）、EL（Electro Luminescent）以及VFD（Vacuum Fluorescent Display），其中又以液晶顯示器早在70年代便開始，被應用在手錶、計算機等領域，最近幾年則成為筆記型電腦、行動電腦、數位相機不可或缺的重要元件。在此同時各國已經針對平面顯示器制訂噪訊（noise）規範，例如CISPR與FCC規範；EU、EFTA加盟國的EN規範；2003年8月開始實施的中國強制認證制度（CCC）GB規範；日本的電氣用品安全法等，請見(表一)。由此可知在高度資訊化時代，平面顯示器的EMC對策不論是法律層面或是技術問題，已經成為與其它電子設備共存共榮極重要的一環，因此本文將以液晶電視與電漿電視為例，深入探討有關噪訊的分析方法與對策實例，同時介紹各種噪訊對策元件。

《表一　各國制定的電氣產品安全規範一覽》

噪訊源與噪訊的傳輸方式

噪訊源

電子設備內部的電路若有電氣振動、電位變化、高頻波等動作時就會變化噪訊，此處假設液晶電視與電漿電視內部的電路產生噪訊，而且power/高速switch電路、數位電路、高頻電路及磁束漏洩電路等噪訊源，會影響低壓電路、微信號電路、低頻電路的動作。由於switch電源是利用switching device，將電壓從變壓器轉換至平滑電容（filter condenser），動作時反覆ON/OFF造成電壓/電流產生急遽變化，尤其是switching頻率的高頻次數極易出現大型噪訊，除此之外FPC的力率改善電路line switching也會出現同樣現象。

噪訊的傳輸方式

若以頻寬的角度探討噪訊的傳輸方式時，可分為：

若以傳輸路徑分類時則可分為：

傳導性噪訊是機器內部的集中定數電路、容量性結合及誘導性結合三者所造成的coupling，同時它也是以分佈定數電路為媒體傳輸的噪訊；相較之下放射性噪訊則是經由穿透、反射、共振將噪訊放射至空間，並以空間為媒體傳輸的噪訊。

噪訊分析方法

switching電源的傳導性噪訊分析

量測傳導性噪訊時必需先將LISN（模擬電源回路網）的檢測port，分割成common與normal兩種可量測成份，接著再用示波器分析噪訊，其結果如(圖一)所示。

《圖一　傳導性噪訊分析結果》

由圖一的波形可知normal與common成份，分別是由A相噪訊與B相噪訊，亦即A/B相兩噪訊合成所構成。圖一(a)與圖一(b)分別表示normal mode與common mode頻率的spectrum。根據分析結果顯示normal mode的噪訊，在一定頻率時噪訊level明顯偏低；相較之下common mode的噪訊低頻領域顯得非常大，而且噪訊level也非常高。

接著將X‧Y電容插入switching電源的入口處，藉此測試噪訊抑制效果。如(圖二)測試結果可知，若與無噪訊對策比較時，設有X‧Y電容對策的噪訊level有降低趨勢，不過整體而言並不理想。

《圖二　噪訊對策結果》

因此上述相同電路另外再追加設置common choke coil，藉此測試噪訊抑制效果。根據(圖三)實驗結果顯示，若與無噪訊對策比較的話，上述方法可以有效抑制噪訊。(圖四)是50Ωfilter插入損失模擬分析的結果。

根據以上實驗結果證實switching電源的傳導性噪訊，主要是由common mode傳輸所造成，因此只好設置common choke coil，就可以有效抑制噪訊。

《圖三　插入common choke coil後噪訊抑制效果》

《圖四　50Ωfilter的插入損失特性》

接著進行力率改善電路（PFC）的傳導性噪訊分析，由於力率改善電路可利用pre converter將電力線switching，因此一般認為在平衡傳輸線路，高頻波有可能變成噪訊，根據分析結果顯示低頻領域的normal mode噪訊比預期更大，因此必需插入normal mode線圈（coil）或是X電容，藉此抑制噪訊level。

數位電路的放射性噪訊分析

分析放射性噪訊發生原因，基本上是以common mode為討論對象，因為放射性噪訊主要是在高頻領域產生的common mode高頻電流，導致佈線與pattern ground之間發生噪訊，該噪訊經由擬似天線源放射至自由空間。除此之外引發同量放射的common mode電流，比形成回路天線（loop antenna）的normal mode電流更小（大約只有1/1000左右），所以common mode的噪訊對策也非常重要。

此處為確認數位電路在高頻波頻率軸上發生原因，因此接著要探討頻率spectrum的影響。(圖五)是矩形波與頻率spectrum的互動關係，由圖可知100MHz相同頻率，站立時間分別是0.1ns與1.0ns的矩形波，彼此的頻率spectrum截然不同，由於數位電路的信號包含大量的高頻波spectrum，因此成為放射噪訊源。

常用的對策是插入common choke coil，就可以減緩矩形波的站立，也就是說common choke coil可以降低高頻波的spectrum，進而有效抑制噪訊。必需注意的是即使common choke coil也會有微量的normal mode阻抗（impedance），因此設置common choke coil時，必需確認是否會影響傳輸信號。

《圖五　矩形波與頻率spectrum的互動關係》

特定的放射性噪訊源

利用天線量測電子機器的放射性噪訊，實施特定部位的噪訊對策實際上相當困難，換句話說為更有效率進行噪訊對策，必需使放射性噪訊源特定化。常用手法是在電波暗室中利用磁界探針（probe）與頻譜分析儀（spectrum analyzer），量測各電路附近的磁界，藉此將放射性噪訊收斂至特定的電路內進行噪訊對策。

(圖六)是平面顯示器附近磁界的量測結果，接著將量測結果與顯示器整體的放射性噪訊量測結果置於頻率軸上作比對，如此便可以獲得高效率、高精度的噪訊對策。(圖七)是將高頻特性極佳的ferrite EMI core，以common mode方式插入平面顯示器附近，高磁界電路佈線內部後獲得的噪訊減緩效果。

《圖六　平面顯示器附近的磁界量測結果》

《圖七　EMI core的噪訊減緩效果》

常用的噪訊對策元件

接著要介紹日本NEC TOKEN開發的平面顯示器用噪訊對策元件。

GL-FVP系列INLET Type噪訊濾波器（noise filter）

基本上INLET Type噪訊濾波器是由common mode choke coil與X電容（condenser）‧Y電容所構成。common mode時的common mode choke coil、Y電容，與normal mode時的common mode choke coil洩漏（leakage）的電感（inductance）以及X電容，彼此不但可以發揮low pass filter功能，而且都具備噪訊發生頻率的衰減量，因此INLET Type噪訊濾波器可以使噪訊有效衰減。噪訊濾波器具體動作原理是choke coil的阻抗（impedance）先將傳輸短路的阻抗提高，X與Y電容具備的阻抗則分別使line之間與pair earth之間的開放傳輸admittance減緩，藉此便可以達成降低機器內部電路噪訊的目的。

INLET Type噪訊濾波器將AC INLET與噪訊濾波器作成一體化，並以金屬外殼將電路作shield，由於噪訊最終出口可作filtering，同時本濾波器還可用低阻抗將金屬外殼earth至機器筐體，因此GL-FVP系列INLET Type噪訊濾波器的特性，備受相關業者高度期待。(圖八)(a)是INLET Type噪訊濾波器特有的傳導噪訊特性；圖8(b)是與設有相同定數LC濾波器的switching電源單元比較的結果，根據實驗結果顯示LC濾波器可以大幅抑制噪訊。

《圖八　INLET Type噪訊濾波器的傳導噪訊特性》

common mode choke coil（SS線圈）

common mode choke coil使用高透磁率的Mn質ferrite core。由於本線圈具備很大的common mode阻抗，因此可以使switching電源的common mode noise大幅衰減，此外common mode choke coil具有少量的normal mode阻抗（impedance），所以同樣可以使normal mode噪訊衰減。SS線圈經過特殊外形設計，所以具有低高度、小型、高inductance等特徵，目前NEC TOKEN已推出SS11VL、SS21V、SS26V、SS30V完整的線圈系列提供客戶選用。

normal mode choke coil（HHB線圈）

normal mode choke coil HHB系列線圈使用高磁束飽和密度的dust core，所以即使大交流電磁心也無飽和之虞，此外HHB線圈具有normal mode阻抗，因此可以大幅降低PFC等line switching的歸返噪訊（return noise）。如上所述HHB線圈使用高磁束飽和密度、高透磁率original dust core，因此外形體積只有傳統同等級產品的45％。

EMI core（ESD-SR）

ESD-SR系列EMI core使用高頻領域，具有頻率特性優良的Ni質ferrite core，因此只要將ESD-SR系列EMI的core插入AC纜線（cable），或是信號基板、面板（panel）控制基板之間的佈線內，就可以在高頻領域獲得很好的噪訊抑制效果。

common mode choke coil（SBS線圈）

SBS系列線圈可以有效降低data line高速、高頻switching的噪訊，尤其是將SBS系列的線圈插入speaker line，可以降低影響音質的common mode噪訊。除此之外它還可以減緩數位電路矩形波的站立，進而獲得高頻噪訊減低的效應。由於SBS系列的線圈具有小型大電流特徵，因此適用於CPU、數位增幅器等大電流領域。

電磁干擾抑制體

電磁干擾抑制體的製作是將micron order的金屬粉分散混合於樹脂中，製成膜片狀的複合磁性體，由於電磁干擾抑制體可將電磁波轉換成熱能，因此可以發揮吸收電磁波的功能，一般是將電磁干擾抑制體粘貼於天線發射源，藉此抑制高頻波的電流進而降低放射噪訊。此外電磁干擾抑制體為膜片狀，所以非常適合應用於PC、DSC、DVD及行動電話等空間非常緊湊的電子產品。

結語

如上所述平面顯示器的EMC對策已經成為各國非常關心的問題，同時也是與其它電子設備共存共榮極重要的一環。因此本文以液晶電視與電漿電視為例，深入探討有關噪訊的分析方法與對策實例，同時介紹各種噪訊對策元件。

此外一般認為未來平面顯示器的應用勢必會進入家用領域，因此有關EMC對策元件必需將朝向小型、輕量、高性能、薄形化與複合特性方向發展，而提供高效率噪訊對策方案則成為元件廠商的另一項服務。