平板显示器的制造方法

平板显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种平板显示器。本实用新型实施例通过采用伪缆技术，即在本体上增设一个伪缆接口连接至与原有的视频连接线的结构与长短完全相同的伪缆线，新增加的伪缆线与原有的视频连接线分别连接至转接板，使得新增加的伪缆线上传输的视频伪缆信号与原有的视频连接线上传输的视频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相位相反，以达到电磁波相互抵消的目的，能够有效降低平板显示器的TEMPEST问题，从而提高了平板显示器的信息安全性。
【专利说明】【【技术领域】】
[0001] 本实用新型涉及显示技术，尤其涉及一种平板显示器。 平板显示器 【【背景技术】】
[0002] 平板显示器，是指显示屏对角线的长度与整机厚度之比大于4 :1的显示器件，包 括液晶显示器、等离子体显示器、电致发光显示器、真空荧光显示器、平板型阴极射线管和 发光二极管等。由于平板显示器采用数字方式进行驱动，平板显示器运行中，通常会由于各 种分布电气因素产生伴随的泄漏电磁波，即传导发射电磁波和福射发射电磁波。
[0003] 由于泄漏电磁波承载了信息，伴随平板显示器的运行自然产生的泄漏电磁波与液 晶屏显示的信息之间存在着确定的映射关系，伴随的泄漏电磁波就成为视频信息泄露的通 道，致使平板显示器出现瞬时电磁脉冲发射监测技术（Transient Electromagnetic Pulse Emanation Surveillance Technology, TEMPEST)问题，从而导致了平板显示器的信息安全 性的降低。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的多个方面提供一种平板显示器，用以提高平板显示器的显示的安全 性。
[0005] 本实用新型的一方面，提供一种平板显示器，包括：
[0006] 本体；
[0007] 接收视频显示信号的视频显示接口，设置在所述本体上；
[0008] 接收视频伪缆信号的伪缆接口，设置在所述本体上；所述视频伪缆信号与所述视 频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相位相反；
[0009] 可调电阻，连接至所述伪缆接口；
[0010] 所述视频显示接口和所述伪缆接口分别通过视频连接线和伪缆线连接至将原始 视频信号转换为所述视频显示信号和所述视频伪缆信号的转接板；所述原始视频信号与所 述视频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同、带宽相同和相位相同；其中，
[0011] 所述伪缆线与所述视频连接线的结构相同，且长度相同。
[0012] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述视频显 示接口与所述伪缆接口之间的距离小于或等于距离阈值。
[0013] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述视频连 接线和所述伪缆线之间的距离小于或等于所述距离阈值。
[0014] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述转接板 包括：
[0015] 接收所述原始视频信号的输入接口；
[0016] 将所述原始视频信号转换为所述视频显示信号和所述视频伪缆信号的差分放大 电路，所述差分放大电路的输入端连接至所述输入接口，所述差分放大电路的输出端分别 连接输出所述视频显示信号的同相输出接口和输出所述视频伪缆信号的反相输出接口。
[0017] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述原始视 频信号包括VGA信号、DVI信号或HDMI信号。
[0018] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述平板显 示器还包括设置在所述本体的背部的金属箔结构。
[0019] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述金属箔 结构的厚度与所述平板显示器运行中所产生的泄漏电磁波的中心频率和带宽有关。
[0020] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述金属箔 结构与所述本体之间设置绝缘结构。
[0021] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述平板显 示器还包括设置在所述本体四周的封闭环形的金属带状结构。
[0022] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述金属带 状结构的宽度与所述平板显示器运行中所产生的泄漏电磁波的中心频率和带宽有关。
[0023] 由上述技术方案可知，本实用新型实施例通过采用伪缆技术，即在本体上增设一 个伪缆接口连接至与原有的视频连接线的结构与长度完全相同的伪缆线，新增加的伪缆线 与原有的视频连接线分别连接至转接板，使得新增加的伪缆线上传输的视频伪缆信号与原 有的视频连接线上传输的视频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相 位相反，以达到电磁波相互抵消的目的，能够有效降低平板显示器的TEMPEST问题，从而提 高了平板显示器的信息安全性。
[0024] 另外，采用本实用新型提供的技术方案，由于在所述本体的背部增设金属箔结构， 使得该金属箔结构上产生的镜像电流所激发的感应电磁波，与，平板显示器运行中所产生 的泄漏电磁波的水平分量，大小相等且方向相反，因此，能够达到相互抵消的目的，能够进 一步降低平板显示器的TEMPEST问题，从而进一步提高平板显示器的信息安全性。
[0025] 另外，采用本实用新型提供的技术方案，由于在所述本体四周增设的封闭环形的 金属带状结构，使得该金属带状结构上产生的感生电流所激发的感应电磁波，与，平板显示 器运行中所产生的泄漏电磁波的垂直分量，大小相等且方向相反，因此，能够达到相互抵消 的目的，能够进一步降低平板显示器的TEMPEST问题，从而进一步提高平板显示器的信息 安全性。 【【专利附图】

【附图说明】】
[0026] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
[0027] 图1为本实用新型一实施例提供的平板显示器的结构示意图；
[0028] 图2为图1对应的实施例中转接板的结构示意图；
[0029] 图3为图1对应的实施例中差分放大电路的电路示意图；
[0030] 图4为图1对应的实施例中视频连接线、伪缆线与设备的连接与接地的方式示意 图；
[0031] 图5为本实用新型另一实施例提供的平板显示器中本体的结构示意图；
[0032] 图6为本实用新型另一实施例提供的平板显示器中本体的结构示意图；
[0033] 图7为现有的平板显示器所产生的泄漏电磁波，被截获的效果示意图；
[0034] 图8为图1对应的实施例所提供的平板显示器所产生的泄漏电磁波，被截获的效 果示意图；
[0035] 图9和图10为表1所示的测试数据所绘制成的折线图。 【【具体实施方式】】
[0036] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
[0037] 另外，本文中术语"和/或"，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在 三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情 况。另外，本文中字符"/"，一般表示前后关联对象是一种"或"的关系。
[0038] 图1为本实用新型一实施例提供的平板显示器的结构示意图，如图1所示。本实 施例提供的平板显示器可以包括：
[0039] 本体 1〇 ;
[0040] 接收视频显示信号的视频显示接口 20,设置在所述本体10上；
[0041] 接收视频伪缆信号的伪缆接口 30,设置在所述本体10上；其中，所述视频伪缆信 号与所述视频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相位相反；
[0042] 可调电阻40,连接至所述伪缆接口 30 ;
[0043] 所述视频显示接口 20和所述伪缆接口 30分别通过视频连接线60和伪缆线70连 接至将原始视频信号转换为所述视频显示信号和所述视频伪缆信号的转接板50 ;其中，所 述原始视频信号与所述视频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同、带宽相同和相位相 同。
[0044] 其中，所述伪缆线70与所述视频连接线60的结构相同，且长度相同。
[0045] 这样，通过采用伪缆技术，即在本体上增设一个伪缆接口连接至与原有的视频连 接线的结构与长度完全相同的伪缆线，新增加的伪缆线与原有的视频连接线分别连接至转 接板，使得新增加的伪缆线上传输的视频伪缆信号与原有的视频连接线上传输的视频显示 信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相位相反，以达到电磁波相互抵消的 目的，能够有效降低平板显示器的TEMPEST问题，从而提高了平板显示器的信息安全性。
[0046] 可选地，在本实施例的一个可选实施方式中，所述视频显示接口 20与所述伪缆接 口 30之间的距离小于或等于距离阈值，例如，50毫米（mm)。
[0047] 可选地，在本实施例的一个可选实施方式中，所述视频连接线60与所述伪缆线70 可以平行放置，所述视频连接线60和所述伪缆线70之间的距离小于或等于所述距离阈值， 例如，50_ ;或者还可以采用扭绞方式设置，本实施例对此不进行特别限定。
[0048] 这样，能够保证所述视频连接线传输的视频显示信号所产生的漏泄电磁波能够被 伪缆线传输的视频伪缆信号所产生的发射电磁波充分对消。
[0049] 可选地，在本实施例的一个可选实施方式中，所述原始视频信号可以包括但不 限于视频图形阵列（Video Graphics Array, VGA)信号、数字视频接口（Digital Visual Interface，DVI)信号或高清晰度多媒体接口（High Definition Multimedia Interface， HDMI)信号，本实施例对此不进行特别限定。
[0050] 可以理解的是，相应地，视频显示信号和视频伪缆信号则可以对应为VGA信号、 DVI信号或HDMI信号。
[0051] 可选地，在本实施例的一个可选实施方式中，如图2所示，所述转接板50具体可以 包括：
[0052] 接收所述原始视频信号的输入接口 51 ;
[0053] 将所述原始视频信号转换为所述视频显示信号和所述视频伪缆信号的差分放大 电路52,例如，如图3所示的电路示意图。如图3所示，差分放大电路52是一个由差分放 大器和增益调整电阻R1?R4组成的电路。所述差分放大电路的输入端连接至所述输入接 口 51，所述差分放大电路的输出端分别连接输出所述视频显示信号的同相输出接口 53和 输出所述视频伪缆信号的反相输出接口 54。
[0054] 具体地，所述差分放大电路52中的差分放大器选型和设计是关键。在选型的过程 中，需要考虑的参数有很多，例如，供电电压、工作电流、输出电压摆幅、压摆率、大信号带宽 与小信号带宽、过驱恢复时间和建立时间等。
[0055] 为使得本实用新型实施例提供的方法更加清楚，下面将以VGA信号作为举例。在 平板显示器的本体上增设一个伪缆接口连接至与原有的视频连接线的结构与长度完全相 同的伪缆线，新增加的伪缆线与原有的视频连接线分别连接至转接板，使得新增加的伪缆 线上传输的视频伪缆信号与原有的视频连接线上传输的视频显示信号的幅度相同、波形相 同、频率相同和带宽相同，且相位相反，以达到电磁波相互抵消的目的。伪缆线应用与平板 显示器的用于传输VGA信号的视频连接线的结构完全相同，二者可以平行放置，进而再调 节二者之间的间距。伪缆线的终端接入一个屏蔽的可调电阻，以便调节伪缆线的负载电阻， 使得伪缆线所传输的视频伪缆信号与视频连接线所传输的VGA信号的幅度相同、波形相 同、频率相同和带宽相同，且相位相反。其中，转接板的功能具体可以由一个差分放大电路 实现，该差分放大电路可以由差分放大器和增益调整电阻组成。通常来说，可以在实现转接 板即伪缆线端接附件之后进行调试时确定可调电阻的阻值并固定。
[0056] -般来说，应该符合RS-232串行物理接口标准，采用异步通信模式。目前，广泛应 用于控制计算机与外围设备(热敏打印机、信号采集卡等）的通信。RS-232标准规定的数据 传输速率为 50 比特 / 秒（bps)、75bps、100bps、150bps、300bps、600bps、1200bps、2400bps、 4800bps、9600bps、19200bps 比特等，并以 9600bps 应用最多。
[0057] 下面的设计举例主要针对VGA信号，其幅值为0. 7伏（V)，对于分辨率为 1024X768像素/英寸（ppi)，刷新频率为60赫兹（Hz)的显示模式下，VGA信号的点脉冲频 率为65MHz。
[0058] 在设计转接板时，转接板所包括的差分放大器选型和设计是关键。在选型的过程 中，需要考虑的参数有很多，例如，供电电压、工作电流、输出电压摆幅、压摆率、大信号带宽 与小信号带宽、过驱恢复时间和建立时间等。下面以几个重要参数的设计过程作为举例。
[0059] A、压摆率
[0060] 压摆率SR，是英文Slew Rate的简写，中文翻译为"转换速率"。对于单频输入信 号，差分放大器的压摆率的计算公式为
[0061] SR = 2 π fVp_p
[0062] 其中，f为信号的频率；Vp_p为信号的峰峰值。
[0063] 针对视频电子标准协会（Video Electronics Standards Association，VESA)给出 的VGA信号的信号参数，即分辨率为1024 X768ppi，刷新频率为60Hz，点脉冲频率为65MHz， 峰峰值为〇. 7V。所需的最小的差分放大器的压摆率SRmin为
[0064] SRmin = 2 π X 65000 X 0. 7 = 285. 88V/ μ s
[0065] B、大信号带宽与小信号带宽
[0066] 因为VGA信号并不是一个单频信号，是一个近似的梯形信号，除了主谱瓣之外还 有着很多的高次谐波分量。但谐波分量的能量要远远小于主谱瓣的能量，可以视同为小信 号，因此，在选择差分放大器时，可以使得小信号带宽在点频的3?5倍之间。
[0067] C过驱恢复时间和建立时间
[0068] 为了实现差分放大电路两个输出端的平衡即同相输出端与反相输出端的平衡，可 以将差分放大电路设计成如图3所示的电路。其中，VGA信号，其幅值为0. 7V，对于分辨率 为1024X768ppi，刷新频率为60Hz的显示模式下，VGA信号的点脉冲频率为65MHz。
[0069] 针对VGA信号的这些信号参数，图3所示的电路中，具体可以采用低失真差分模 数转换器（Analog to digital Converter, ADC)驱动器。采用±5V双路直流电压供电，可 以满足双极性信号的输出。其最终实现的差分放大电路，使用计算机主机中的+5V直流电 源供电，PCB电路板使用四层电路板设计，从上到下依次是元器件层、接地层、电源层和布线 层。其中，电源层具体可以划分成+5V和-5V两个直流电源区。其压摆率为1150V/ys远 远大于我们的要求。其大信号带宽为265MHz，小信号带宽为320MHz，0. ldB平坦增益带宽为 30MHz。2V峰峰值情况下的建立时间为16ns，输入信号从0V升至5V情况下的过驱恢复时 间为4ns。以上参数均能满足对于VGA信号的要求。
[0070] D视频连接线、伪缆线与设备的连接与接地的方式
[0071] 视频连接线、伪缆线与设备的连接与接地的方式可以如图4所示，伪缆线与设备 的连接与接地的方式、与视频连接线与设备的连接与接地的方式，完全相同，并力求与结构 的完全对称性。优选地，可以将伪缆线和视频连接线放进一根塑料管中，以保证二者之间的 机械稳定和位置固定。
[0072] 可以理解的是，伪缆线所连接的转接板可以装入计算机主机的机壳内部，或者还 可以装在计算机主机的机壳外部，本实施例对此不进行特别限定。但是，装在计算机主机的 机壳外部时，转接板的外部要设置金属屏蔽壳，屏蔽壳可以紧紧靠在计算机主机的机壳上 并通过螺钉连接。上述所有设计的关键在于确定漏泄电磁波的敏感频率及其对应的波长， 敏感频率可以按泄漏电磁波的频谱第二转折点决定。
[0073] 本实施例中，通过采用伪缆技术，即在本体上增设一个伪缆接口连接至与原有的 视频连接线的结构与长度完全相同的伪缆线，新增加的伪缆线与原有的视频连接线分别连 接至转接板，使得新增加的伪缆线上传输的视频伪缆信号与原有的视频连接线上传输的视 频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相位相反，以达到电磁波相互 抵消的目的，能够有效降低平板显示器的TEMPEST问题，从而提高了平板显示器的信息安 全性。
[0074] 经过试验测试，图7为现有的平板显示器所产生的泄漏电磁波，被截获的效果示 意图；图8为图1对应的实施例所提供的平板显示器所产生的泄漏电磁波，被截获的效果示 意图。
[0075] 下面对于本实用新型提供的平板显示器的空间电磁抑制效果进行定量测试。测试 时仍然使用电流探头作为接收器，使用Tektronix WCA280A无线通信分析仪对泄漏电磁波 的频谱进行测量，测试环境为普通的室内环境。测试时，显示器显示两个绿相素点与两个黑 色像素点相间的图像，这样视频信号就可等效成频率等于1/4点频，即频率为16. 25MHz的 近似矩形信号，这样泄漏电磁波的频谱主要集中在1/4点频的奇数倍频附近，泄漏效果明 显，有利于进行定量测量的分析。首先，对现有的平板显示器的81. 25MHz频点处泄漏电磁 波的强度进行测试，然后，再对本实用新型提供的平板显示器的81. 25MHz频点处泄漏电磁 波的强度进行测试。
[0076] 对系统性能的测试选取了从16. 25MHz到300MHz的频段进行测试。系统在300MHz 的频带内。本实用新型提供的平板显示器与现有的平板显示器所产生的泄漏电磁波的对比 情况，如表1所示。
[0077] 表1平板显示器的性能测试表
[0078]
【权利要求】
1. 一种平板显示器，其特征在于，包括： 本体； 接收视频显示信号的视频显示接口，设置在所述本体上； 接收视频伪缆信号的伪缆接口，设置在所述本体上；所述视频伪缆信号与所述视频显 示信号的幅度相同、波形相同、频率相同和带宽相同，且相位相反； 可调电阻，连接至所述伪缆接口； 所述视频显示接口和所述伪缆接口分别通过视频连接线和伪缆线连接至将原始视频 信号转换为所述视频显示信号和所述视频伪缆信号的转接板；所述原始视频信号与所述视 频显示信号的幅度相同、波形相同、频率相同、带宽相同和相位相同；其中， 所述伪缆线与所述视频连接线的结构相同，且长度相同。
2. 根据权利要求1所述的平板显示器，其特征在于，所述视频显示接口与所述伪缆接 口之间的距离小于或等于距离阈值。
3. 根据权利要求1所述的平板显示器，其特征在于，所述视频连接线和所述伪缆线之 间的距离小于或等于所述距离阈值。
4. 根据权利要求1所述的平板显示器，其特征在于，所述转接板包括： 接收所述原始视频信号的输入接口； 将所述原始视频信号转换为所述视频显示信号和所述视频伪缆信号的差分放大电路， 所述差分放大电路的输入端连接至所述输入接口，所述差分放大电路的输出端分别连接输 出所述视频显示信号的同相输出接口和输出所述视频伪缆信号的反相输出接口。
5. 根据权利要求1所述的平板显示器，其特征在于，所述原始视频信号包括VGA信号、 DVI信号或HDMI信号。
6. 根据权利要求1?5任一权利要求所述的平板显示器，其特征在于，所述平板显示 器还包括设置在所述本体的背部的金属箔结构。
7. 根据权利要求6所述的平板显示器，其特征在于，所述金属箔结构的厚度与所述平 板显示器运行中所产生的泄漏电磁波的中心频率和带宽有关。
8. 根据权利要求6所述的平板显示器，其特征在于，所述金属箔结构与所述本体之间 设置绝缘结构。
9. 根据权利要求1?5任一权利要求所述的平板显示器，其特征在于，所述平板显示器 还包括设置在所述本体四周的封闭环形的金属带状结构。
10. 根据权利要求9所述的平板显示器，其特征在于，所述金属带状结构的宽度与所述 平板显示器运行中所产生的泄漏电磁波的中心频率和带宽有关。
【文档编号】G09G5/00GK203882591SQ201420151349
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】吕英华 申请人:北京邮电大学