卫星电视广播接收机电磁兼容性能分析

刘 扬，霍宏艳，吴 晓

(1. 北京出入境检验检疫局，北京 100176；2. 国家广播电视产品质量监督检验中心，北京 100015)

卫星电视广播接收机电磁兼容性能分析

刘 扬1，霍宏艳2，吴 晓2

(1. 北京出入境检验检疫局，北京 100176；2. 国家广播电视产品质量监督检验中心，北京 100015)

卫星电视广播接收机作为广播电视信号接收重要环节，已经成为行业关注的焦点。介绍了卫星电视广播接收机的产品认证及检测情况，对卫星电视广播接收机的电磁兼容性能进行了整体评价；列举了影响卫星电视广播接收机电磁兼容性能的重要关键件，对典型电磁干扰现象进行了分析，针对重要关键件提出了抑制电磁干扰的电路设计方法及有效措施；最后从市场抽查的角度指出生产厂商应严把质量关，优化产品生产工艺，提高产品性能。

电磁兼容；卫星电视广播接收机；开关电源；调制解调板

1 行业发展概况

直播卫星接收作为我国广播电视信号接收的重要组成，其覆盖区域广泛，传输距离远，无地理条件限制，近年来得到了极大普及。我国幅员辽阔、地理环境多样、人口分布不均，而卫星电视广播的普及无疑是解决偏远山区、牧区、海岛等地区人民群众收听广播及收看电视难的最佳途径。

目前，在我国4亿广播电视家庭用户中，有约2亿农村家庭用户主要使用地面无线信号收听收看广播电视节目，节目套数少，画面质量差。为了解决广大农民群众“看电视”的问题，中央决定利用直播卫星大力开展农村公共服务，实施面向几亿农民新的文化惠民工程。而卫星电视广播接收机作为广播电视信号接收重要环节，已经成为行业关注的焦点。

2 产品认证及检测情况介绍

卫星电视广播接收机是2003年8月1日第一批列入强制性产品认证产品目录的产品，其CCC认证采用的国家标准仅涉及电磁兼容标准 GB 13837—2003《声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法》(已更新为GB 13837—2012)、GB 17625.1—2003《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值》(设备每相输入电流≤16 A)(已更新为GB 17625.1—2012)。但从2012年8月起，关于该类产品已经不再实施强制性产品认证管理。

3 卫星电视接收机电磁兼容性能分析

电磁干扰的主要传播途径分为传导耦合和辐射耦合。所谓传导耦合，即在骚扰源与敏感设备之间存在完整的电路连接，电磁骚扰通过电路从骚扰源传输到敏感设备。所谓辐射耦合，即电磁骚扰通过天线向周围空间发射，通过天线耦合到敏感设备。 卫星电视接收机主要由开关电源、调制解调板(主板)、调谐单元等关键件组成，机顶盒的电磁干扰也主要产生于这3个部分。

3.1 开关电源

开关电源电磁兼容性能的好坏将直接影响产品电磁兼容性能的好坏。开关电源的种类很多，可分为桥式、半桥式、推挽式等，但任何形式的开关电源在工作过程中都会产生很强的电磁噪声，它们或通过产品电源线以共模或者差模的方式向外传播，或者通过机壳端口以辐射的方式向外传播。经验表明，在进行辐射骚扰场强的测试过程中，如果在30～200 MHz频率范围内的存在不合格现象，大多数原因都是产品使用的电源板电磁兼容性能不高所引起的。如图1a所示，为某卫星接收机产品辐射骚扰场强测试值，从图中可以看出，在40～60 MHz频率范围内，测试值呈包络状且超出限值 5 dB 以上，判不合格[1]。

开关电源产生的电磁骚扰是多方面、多途径的，所以产品设计者需在各方面均采取有效的抑制措施，可从以下几个方面考虑[2]：

1)在直流电源输出端插入共模滤波器，例如用铁氧体磁环做成的共模扼流圈，电感量在1～3 mH即可。

2)在交流电源线的输入端加装共模或差模滤波器，防止由电源产生的共模和差模骚扰传递到公共电源网络中；图1b为在卫星接收机的电源输入端加铁氧体磁环后的测试结果。

3)在开关电源的开关管两端使用RC吸收电路，用以吸收浪涌电压。

4)采用良好的屏蔽措施。

图1 开关电源对辐射骚扰场强的测试结果的影响

3.2 调制解调板(主板)

调制解调板(主板)是实现卫星电视广播接收机产品功能的基础，是使设备达到电磁兼容要求的最关键部分，印制板的线路布线合理与否对产品的整体质量及电磁兼容性能有至关重要的作用。在进行印制板设计的过程中应注意以下2点[2]：

1)印制板上各部分电路应相互之间没有干扰，都能正常工作；

2) 印制板对外的传导发射和辐射发射应尽可能低，达到有关标准要求。

图2a为某卫星接收机顶盒辐射骚扰场强的测试曲线，从图中可以看出，该产品在频率266 MHz处测试场强值超过标准限值，测试结果为不合格。频率226 MHz是卫星接收机内存芯片(DDR)的工作主频，从测试结果可以看出，该产品在进行产品设计时并没有考虑到印制板上内存芯片的布置、引脚安排、输入输出布线等因素，从而造成了辐射骚扰场强测试超标。

印制板布线时，应该先确认器件在板上的放置位置，然后布置地线、电源线、高速低速信号线等。在信号线布线设计时应注意：

1)应隔离相互不相容的信号线；

2)应尽量减小信号环路面积；

3)应考虑阻抗匹配问题；

4)应在信号线输入输出馈线链接器端口插入高频去耦电容；

5)应设计专用的“EMC地”。按照以上原则整改后的测试曲线如图2b所示。

图2 主板线路布线对辐射骚扰场强的测试结果的影响

3.3 调谐单元

调谐单元又称高频头，主要由输入回路、高放回路、混频电路、本振回路组成。调谐单元的工作频率较高，且所有部件都集中在一个矩形金属小盒内，故其分布参数不容忽略，如果电路设计不当或金属外壳接地不良，则在产品调谐过程中，本振频率基波电压及谐波电压及其他干扰信号会通过输入回路传至天线端口，从而形成传导电压。

在进行调谐单元电路设计时，应注意以下2点：1)应使本振电路及输入回路之间的分布参数尽量减小，以防本振基波及谐波通过输入回路向外传导发射；2)调整输入回路带宽，使本振频率在输入回路带宽以外，则骚扰电压无法通过[3]。

4 结语

近年来，随着我国对于卫星广播电视事业的大力扶持，卫星电视广播接收机竞争日益激烈。大多数卫星广播电视接收设备的生产企业均对产品电磁兼容性能的有所关注，在产品设计阶段和生产过程中各个生产厂家均采取了积极有效的措施，以提高产品质量。但也不排除少数企业为抢占市场占有率，不惜在生产采购环节不断减低成本，在产品的设计阶段和生产过程中缺乏对产品性能的考量，从而直接影响了专用卫星电视广播地面接收设备的良序发展。

在市场抽查环节，样品不符合国家标准及被召回现象比比皆是。广播电视接收设备的质量好与坏不仅依赖于元器件质量，还与产品的生产工艺息息相关。仅以卫星电视接收机(机顶盒)的电磁兼容性能为例，其性能的好坏除了与所选择的元件质量有直接关系，产品内部结构、布线方式的变化都会影响产品的电磁兼容性能。由此，广大卫星广播电视接收设备的生产厂家在不断提高自身市场竞争力的同时，也要严把质量关，优化产品生产工艺，提高产品性能。

[1] GB 13837， 声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法[S].2012.

[2] 沙斐著.机电一体化系统的电磁兼容技术[M].北京：中国电力出版社，1999.

[3] 陈业刚.电视接收机天线端子骚扰电压的测量[J].科技创新与应用，2013(23)：68-69.

责任编辑：闫雯雯

Analysis on Electromagnetic Compatibility of Satellite TV Broadcast Receiver

LIU Yang1, HUO Hongyan2,WU Xiao2

(1.BeijingEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau，Beijing100176,China;2.NationalTestingandInspectionCenterforRadio&TVProductsofChina,Beijing100015,China)

As an important part of radio and television signal receiving, the satellite TV broadcasting receiver has become a focus.In this paper, the compulsive product certification of Satellite TV broadcast receiver is introduced. The electromagnetic compatibility of satellite TV broadcast receiver is analyzed in detail. The typical electromagnetic interferences from the important key are listed and the effective measures to restrain electromagnetic interference are presented. Finally, the paper points out that manufacturers should strictly control the quality of the product, improve product performance.

EMC; satellite TV broadcast receiver; switching power supply; modem board

TN949

A

10.16280/j.videoe.2015.18.007

2015-07-02

【本文献信息】刘扬，霍宏艳，吴晓.卫星电视广播接收机电磁兼容性能分析[J].电视技术,2015，39(18).