電視機產(chǎn)品的不同測試狀態(tài)比較和分析

謝于迪，徐 嵬，霍宏艷，李 磊

（北京泰瑞特檢測技術(shù)服務有限責任公司，北京 100015）

0 引 言

產(chǎn)品測試標準一般都在介紹測試方法前，對產(chǎn)品的測試狀態(tài)進行規(guī)定，涉及通用要求、測試信號、測試條件以及工作狀態(tài)調(diào)整等章節(jié)。產(chǎn)品的性能與測試狀態(tài)的選取直接相關(guān)。合適的測試狀態(tài)能夠反映產(chǎn)品的真實性能狀況，保持測試人員之間、測試機構(gòu)之間的一致性、科學性以及可重現(xiàn)性。電視機產(chǎn)品測試狀態(tài)的選取對測試結(jié)果的影響顯著，但不同的測試領(lǐng)域標準對測試狀態(tài)的選取差異很大。因此，本文嘗試對不同標準測試狀態(tài)的規(guī)定進行介紹和分析。

1 電視機不同性能標準對測試狀態(tài)的規(guī)定

電視機產(chǎn)品的性能測試包括顯示、電性能、聲學能、能耗/能效、安全、電磁兼容、軟件等測試。本文重點分析消費者關(guān)注度高或強制性認證測試的顯示、能耗/能效、安全、電磁兼容性能的測試狀態(tài)。

1.1 顯示性能測試標準

1.1.1 VESA信息顯示設(shè)備測試標準

VESA即Video Electronics Standards Association組織，致力于顯示標準的制修訂。本文介紹的VESA標準為信息顯示設(shè)備測試標準1.1版[1]（Information Display Measurements Standard V1.1），更新于2021年7月。第3章“顯示設(shè)備和儀器的設(shè)置”規(guī)定了平板電視設(shè)備的測試狀態(tài)如下。

（1）預熱時間大于20 min，鼓勵更長的預熱時間。

（2）顯示器的性能設(shè)置應保持不變并被記錄。

（3）顯示器的設(shè)置以最優(yōu)化顯示性能為原則，并不采用工廠模式。

（4）模擬信號輸入時，輸入信號的信號電平非常重要。

（5）顯示器應能顯示盡可能多的灰度等級，在理想暗室中進行調(diào)整，輸入圖像獲得更多的灰階?？上日{(diào)整暗部控制，讓能顯現(xiàn)的黑色模塊最多，但不能影響灰色和白色部分，再調(diào)整亮部控制，使顯示的白色模塊最多，但不能影響灰色和黑色部分?？芍貜瓦M行操作，檢查并確保沒有灰階調(diào)整信號中的任何深灰色調(diào)整為黑色，將淺灰色調(diào)整為白色。

當顯示器無法顯示所有所有灰階的情況時采用折中調(diào)整，但是需使蛇形灰階信號顯示盡量多灰階數(shù)，且做好記錄。

1.1.2 顯示性能行業(yè)標準

平板電視顯示性能測量方法[2]和超高清晰度電視機顯示性能測試方法[3]兩項行業(yè)標準分別規(guī)定了不同清晰度平板電視顯示性能的測量方法。具體規(guī)定如下：預熱時間30 min，圖像設(shè)置恢復到出廠位置，如無出廠位置則調(diào)整至“標準”模式。關(guān)閉環(huán)境光控制、背光控制，幅型比調(diào)整至全屏模式、重顯率100%，輸入極限八灰度信號，調(diào)整亮度、對比度至八灰階極限可辨，如無法調(diào)至極限可辨則放在出廠位置。

同為顯示性能測試標準，VESA與行業(yè)標準雖然所用狀態(tài)調(diào)試圖不完全相同，但調(diào)整原則基本一致，即性能測試應在線性輸出的最優(yōu)顯示狀態(tài)下?；译A調(diào)整和極限八灰階調(diào)整都需要專業(yè)檢測人員操作，且可重現(xiàn)性略差，但顯示性能測試仍然選用這種方式，表明不同的狀態(tài)對顯示性能測試結(jié)果影響極大。

1.2 能效/能耗測試標準

1.2.1 IEC能效標準

IEC 62087-1：2015[4]和IEC 62087-3：2015[5]（音頻、視頻和相關(guān)設(shè)備-功耗的測定-第1部分：概述、第3部分：電視機）是國際上使用最廣的能耗測試方法，涉及包括電視機在內(nèi)的多種音視頻產(chǎn)品。IEC 62087標準規(guī)定的測試狀態(tài)是：除特殊規(guī)定外，各項設(shè)置都應放在制造商模式，并在測試全過程保持不變。如果默認模式中環(huán)境光自動控制處于打開狀態(tài)，則啟用環(huán)境光自動控制功能，并施加300 lx光照在照度傳感器上。受測設(shè)備需在開啟模式下至少穩(wěn)定1個小時，但也應在3小時內(nèi)完成測試。對于沒有默認環(huán)境光自動控制的電視，首選關(guān)閉環(huán)境光自動控制功能進行測試，在不能關(guān)閉的情況下，采用上述施加光照的方式進行測試。

1.2.2 平板電視能效國家強制性標準

《平板電視與機頂盒能效限定值及能效等級》（GB 24850—2020）[6]是國內(nèi)平板電視能效測試的強制性標準，涉及能效標識管理。GB 24850—2020標準規(guī)定的測試狀態(tài)調(diào)整方法如下：將電視機恢復出廠設(shè)置后，關(guān)閉環(huán)境光控制。如無出廠設(shè)置或出廠模式下亮度、對比度不可調(diào)，將圖像模式調(diào)整到“標準”或與之相對應的模式，其他菜單設(shè)置包括動態(tài)背光調(diào)整等為開機后的設(shè)置。如果環(huán)境光控制不能關(guān)閉，在光感應器處給予不低于300 lx的照度。輸入極限八灰度九窗口信號，改變“對比度”功能和“亮度”功能控制器位置，調(diào)整到極限八灰度信號極限分辨狀態(tài)。

IEC 62087標準和GB 24850—2020標準雖是一個針對能耗測試、一個針對能效測試，但實質(zhì)上都是推動電視機產(chǎn)品節(jié)約能源，但兩個標準的測試狀態(tài)設(shè)計出發(fā)點完全不同。IEC 62087標準希望能測得消費者實際使用時的能耗情況。GB 24850—2020為強制性標準，產(chǎn)品達不到標準要求將不能上市，標準組出于規(guī)避企業(yè)為通過測試而故意將開機功率調(diào)到很低造成亮度過低以致消費者不能正常使用的目的，將亮度測試融入功率測試。亮度測試屬于顯示性能，所以采用了調(diào)整極限八灰度的方式，使產(chǎn)品狀態(tài)保持在線性顯示區(qū)域內(nèi)。

1.3 安全標準

IEC 62368-1：2018信息技術(shù)、視聽設(shè)備和通訊設(shè)備的安全標準是最新的安全領(lǐng)域標準，與之對應的國內(nèi)標準正在制定過程中。測試狀態(tài)調(diào)整類似，要求將電視機調(diào)整至最大功耗狀態(tài)。安全標準主要考核產(chǎn)品可能存在的電氣安全，最大功率確實是風險概率最大的情況。

1.4 電磁兼容標準

1.4.1 諧波電流限制標準

IEC61000-3-2：2020電磁兼容-限值-諧波電流限值標準在2020年發(fā)布實施。標準規(guī)定了電視機諧波電流限制的測試方法和要求。對應的國家標準GB 17625.1—202X電磁兼容 限值 第1部分：諧波電流發(fā)射限值，目前正在完成修訂（修改采用IEC標準）報批工作。

諧波是與功率相關(guān)的參數(shù)，電視機的功率大小將影響是否進行測試和測試結(jié)果。找準測試狀態(tài)，對這兩項標準至關(guān)重要。IEC 61000-3-2標準中，電視的對比度、亮度、背光和其他功能（如果存在）應設(shè)置為交付給客戶家用的默認條件。音量控制應在屏幕音頻顯示最大值的8%至12%之間進行調(diào)整。所有其他音頻功能應保持在電視交付給客戶家用的默認條件下。GB 17625.1的修訂版基本遵照IEC標準的表述方式，僅依據(jù)電視機產(chǎn)品實際測試中遇到的情況，增加了“如無默認狀態(tài)，可將圖像模式調(diào)整到‘標準’或與之對應的模式，其他菜單設(shè)置為開機后的設(shè)置，并記錄該狀態(tài)。”通過IEC標準和GB標準的規(guī)定的方法進行調(diào)整，基本能保證將電視機調(diào)整至消費者開機使用時的狀態(tài)，保障后續(xù)諧波測試的準確性。筆者所在實驗室，選取75英寸和65英寸兩臺液晶電視機作為樣品，分別在兩組人員、不同背光亮度、不同輸入信號等條件下進行試驗，比較和分析各次試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，對于樣品A，兩組人員測得的試驗數(shù)據(jù)差異較小，降低背光亮度或使用HDMI作為輸入信號時樣品功率顯著降低，但測得的各次諧波電流值與最大背光亮度、使用DTMB作為輸入信號時相比，某些次諧波降低，某些次諧波反而升高，沒有明顯規(guī)律；對于樣品B，兩組人員、降低背光亮度、不同輸入信號的試驗條件下，測得的樣品功率基本一致，各次諧波電流試驗數(shù)據(jù)差異均較小。通過驗證，證實了新版標準相關(guān)試驗方法的合理性、可重復性以及可操作性。

1.4.2 發(fā)射要求

電磁兼容發(fā)射性能與功率有相關(guān)性，信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機電磁兼容 第 1 部分：發(fā)射要求（GB/T9254.1—2021）[7]新版標準參照IEC標準規(guī)定電視機的測試狀態(tài)調(diào)整，如表1所示，屏幕設(shè)置最高分辨率和幀速率，最高色位深度，以期獲得開機正常使用時的最大電磁發(fā)射狀態(tài)。

表1 電視機測試狀態(tài)

2 測試狀態(tài)比較和確定原則分析

從上述分析可以看出，各標準組在相關(guān)標準中，對電視的測試狀態(tài)規(guī)定差異明顯。對于顯示性能測試，國際、國內(nèi)標準存在差異，但總體設(shè)計思路相似，旨在使電視機處于線性工作區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)最好的顯示效果。對于能效標準，國際、國內(nèi)標準差異較大，國際標準力圖呈現(xiàn)消費者使用的正常狀態(tài)，國內(nèi)標準考慮到企業(yè)規(guī)避質(zhì)量責任的問題，設(shè)計了更嚴苛的測試狀態(tài)。安全標準方面，國際、國內(nèi)標準相似，旨在找到電氣安全風險最大的狀態(tài)。對于電磁兼容標準，同樣，國際、國內(nèi)標準相似度高，也主要是呈現(xiàn)正常工作狀態(tài)或最大發(fā)射時的正常工作狀態(tài)。

3 結(jié) 語

電視產(chǎn)品不同性能測試要求的測試狀態(tài)確實存在很大差異。但經(jīng)研究分析，目前各標準選用的狀態(tài)基本合理，體現(xiàn)了該性能測試的特殊需求。