《數(shù)字電視接收器（機頂盒）能效限定值及能效等級》標準解析

吳蔚華，阮衛(wèi)泓，李 強，李 默

（國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 國家數(shù)字電視測試實驗室，北京 100015）

1 引言

近幾年，為配合《中華人民共和國節(jié)約能源法》的實施，我國相繼出臺了多個家用電器的強制性能效標準，以淘汰高耗能、低能效產(chǎn)品，鼓勵廣大消費者選擇使用高能效的家用電器。最初，人們都把減低能耗的注意力集中在大型家用電器上，首先制定實施的能效標準也是冰箱、空調(diào)、洗衣機等大家電產(chǎn)品，暫時忽略了小家電的能耗問題。

早在2000年，衛(wèi)星機頂盒的數(shù)字化工作就已經(jīng)啟動；2004年，全國全面展開有線電視數(shù)字化工作，越來越多的數(shù)字電視接收器（以下簡稱機頂盒）走進了家庭。雖然機頂盒的總體耗能比較少，但是機頂盒在設計之初并未將節(jié)能設計考慮在內(nèi)。

為提高機頂盒產(chǎn)品的能源利用效率，引導節(jié)能技術(shù)進步，提高我國機頂盒產(chǎn)品的國際競爭力，由全國能標委提出，經(jīng)國家標準化管理委員會批準，機頂盒能效標準被正式列入了2007年國家標準制、修訂計劃。該標準由全國能標委技術(shù)歸口，由中國標準化研究院牽頭，國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等檢測機構(gòu)及國內(nèi)多個數(shù)字機頂盒企業(yè)參與了標準制訂。2010年8月4日，我國向WTO及其成員國通報了該標準的報批稿。

2 標準的主要內(nèi)容及強制性

該標準有4個主要內(nèi)容：1） 普通用途數(shù)字電視接收器的能效等級；2）產(chǎn)品的能效限定值；3）產(chǎn)品的節(jié)能評價值；4）產(chǎn)品的能效試驗方法。它們對產(chǎn)品能效的提高具有不同的作用：

1）能效等級：可以向消費者提供產(chǎn)品的總體能效信息，并且可以作為實施產(chǎn)品能效標識制度的依據(jù)。

2）能效限定值：屬于強制性指標，是進行行業(yè)監(jiān)督管理、防止能源利用效率低的產(chǎn)品進入市場和淘汰高耗能產(chǎn)品的依據(jù)。

3）節(jié)能評價值：推薦性指標，是開展節(jié)能產(chǎn)品認證的技術(shù)依據(jù)。

4）試驗方法：是確定產(chǎn)品能效水平的技術(shù)依據(jù)，保證科學合理地測定產(chǎn)品的能效水平。

該標準適用于在220 V，50 Hz電網(wǎng)供電下正常工作的機頂盒，包括有線接收器、地面接收器和衛(wèi)星接收器。

標準對機頂盒的幾種狀態(tài)進行了規(guī)定：

1）工作狀態(tài)

工作狀態(tài)是 “接收器連接到電網(wǎng)電源上，提供主要功能的狀態(tài)”。主要功能是指接收數(shù)字射頻信號、解調(diào)解碼后形成基帶音視頻信號輸出給顯示設備。

2）被動待機狀態(tài)

被動待機狀態(tài)是 “接收器連接到電網(wǎng)電源上，不提供主要功能的低功率狀態(tài)。接收器只有受到遙控器、按鍵等外部激發(fā)信號后才能進入該狀態(tài)。通過遙控裝置、內(nèi)部信號等方式的激發(fā)，接收器可以從該狀態(tài)返回工作狀態(tài)”。遙控裝置或主機上的“待機”功能鍵可使機頂盒進入被動待機狀態(tài)或從被動待機狀態(tài)返回到工作狀態(tài)，內(nèi)部信號是指機頂盒的睡眠定時功能使機頂盒啟動返回到工作狀態(tài)等。

《數(shù)字電視接收器（機頂盒）能效限定值及能效等級》（報批稿）是部分條款強制性標準，其中能效限定值（第4.2條）為強制性條款。

3 能效限定值及能效等級

機頂盒能效限定值為強制性條款，即機頂盒出廠和上市銷售的能效最低要求。機頂盒能效限定值是“在標準規(guī)定測試條件下，接收器所允許的工作狀態(tài)及被動待機狀態(tài)下的最大功率”。依據(jù)標準規(guī)定，機頂盒能效限定值為能效等級的3級。

機頂盒能效等級分為3級，1級能效最高，2級為機頂盒的節(jié)能評價值，3級為能效限定值。能效等級針對不同傳輸信道的機頂盒進行分類，各等級機頂盒的工作狀態(tài)功率及被動待機功率均應不大于表1的規(guī)定。

表1 機頂盒各能效等級的工作狀態(tài)功率和被動待機功率

其中ΣPfa是機頂盒工作狀態(tài)附加功能功耗因子之和，根據(jù)不同機頂盒在工作狀態(tài)時可提供的全部功能，通過查表確定，包括高清輸出功能、內(nèi)部硬盤、HDMI接口、ADSL調(diào)制解調(diào)器、雙調(diào)諧器、有線調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)接口和USB接口。

注意：工作狀態(tài)功率包含附加功能的功率，進行能效等級判定時，應對實測的工作狀態(tài)功率減去標準給出的附加功能功率后得到的結(jié)果進行判定。也就是說對于有線機頂盒是對1級5.0W、2級7.0W和3級10.0W進行判定，地面機頂盒和衛(wèi)星機頂盒同理。

此外，針對使用單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源的機頂盒，所使用的外部電源也應符合GB 20943—2007《單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源能效限定值及節(jié)能評價值》[1]的要求。GB 20943—2007規(guī)定了電源適配器的平均效率及空載狀態(tài)效率的限定值和節(jié)能評價值。標準規(guī)定，自2009年12月1日之后，原節(jié)能評價值變?yōu)橄薅ㄖ怠Ｈ绻m配器能效標準修訂，其最新版本適用于平板電視能效標準。

4 測量方法

該標準在附錄A中規(guī)定了機頂盒功率的測量方法。

4.1 測量環(huán)境

機頂盒能效測試是在標準的環(huán)境條件下測量，電壓要求交流220V，頻率50Hz。

4.2 測試儀器

測試儀器除使用碼流發(fā)生器和發(fā)射機提供視頻測試信號外，采用功率計測量功率。功率計分辨率至少為0.01W，最小電流量程≤10mA，測量精度優(yōu)于5%。功率計應具備世界積分功能。

4.3 測試框圖（圖1）

圖1 機頂盒能效測試框圖

4.4 測試信號及信道設置

視頻測試信號采用IEC 62087[2]中規(guī)定的50Hz活動序列，高清晰度數(shù)字視頻信號格式[3]采用 1 920×1 080i/50 Hz，標準清晰度數(shù)字視頻信號格式[4]采用720×576i/50 Hz。

機頂盒按照傳輸信道可分為有線、地面和衛(wèi)星3類，按視頻解碼方式可分為高清晰度和標準清晰度2種。標準針對傳輸信道和視頻解碼方式分別規(guī)定測試工況，測量時測試發(fā)射機的信道參數(shù)設置如表2～5所示。當機頂盒能提供多種解調(diào)方式或解碼方式時，需對各種工況狀態(tài)全部進行測試，并以最大功率值作為機頂盒的功率。

表2 有線機頂盒信道參數(shù)

表3 地面機頂盒信道參數(shù)

表4 直播星衛(wèi)星機頂盒信道參數(shù)

表5 DVB-S衛(wèi)星機頂盒信道參數(shù)

4.5 測量步驟

4.5.1 工作狀態(tài)功率的測量

將機頂盒設置在工作狀態(tài)，接收IEC 62087活動序列信號并保持在此狀態(tài)下預熱不少于15min。用功率計測量機頂盒正常工作時的電能消耗 （單位為W·h，），記為 E1，積分時間不小于 15min（單位為h），記為 T1，利用以下公式計算功率 P1。

4.5.2 被動待機功率的測量

通過遙控器或面板開關(guān)使機頂盒進行如被動待機狀態(tài)，等待5 min，使機頂盒狀態(tài)穩(wěn)定。用功率計測量機頂盒被動待機狀態(tài)時的功率消耗 （單位為W·h），記為E2，積分時間不小于15min（單位為h），記為 T2，利用以下公式計算功率 P2。

5 檢驗規(guī)則

該標準對機頂盒能效限定值的出廠檢驗和型式檢驗進行了規(guī)定。

機頂盒出廠時，要檢驗工作狀態(tài)的功率和被動待機功率是否達到能效限定值，不符合要求的不允許出廠。

在機頂盒出現(xiàn)下列情況之一時，要進行能效限定值的型式試驗：

1）試制新產(chǎn)品；

2）改變產(chǎn)品設計、工藝或所用材料明細影響其性能時；

3） 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門提出檢驗要求時。

型式檢驗抽樣按GB/T 2829-2002[9]規(guī)定的判別水平I、二次抽樣方案進行。其樣本大小、不合格質(zhì)量水平（RQL）及對應的判定組數(shù)見表5。

表5 型式檢驗抽樣樣本、不合格質(zhì)量水平及判定組數(shù)

型式檢驗采用二次抽樣方案，每次抽樣數(shù)量3臺。第一次抽樣如果3臺均合格，則認為可接收，判定產(chǎn)品合格；第一次抽樣如果出現(xiàn)2臺或者3臺不合格，則直接認為不可接收，判定產(chǎn)品不合格；第一次抽樣如果出現(xiàn)1臺不合格，則進行二次抽樣，二次抽樣后，如果二次抽的3臺均合格，則認為可接收，可以判定產(chǎn)品合格，否則認為不可接收，判定產(chǎn)品不合格。

6 舉例

為幫助讀者更好地理解機頂盒的能效限定值和能效等級，筆者舉例說明。

例：有線高清晰度機頂盒1臺，具備HDMI接口、以太網(wǎng)接口1個和USB接口1個。根據(jù)報批稿規(guī)定的測量方法測得的工作狀態(tài)功率為13.0W，被動待機功率為1.8W。1.8W可以直接作為該機頂盒的被動待機功率，進行能效等級判定，判定為2級；但是13.0W不能直接進行工作狀態(tài)功率能效等級的判定，應減去附加功能的功率，即高清輸出功能3.0W，HDMI接口1.0W，1個以太網(wǎng)接口0.4W,1個USB接口0.3W，共計4.7W。也就是說最后對工作狀態(tài)功率判定時是針對（13.0-4.7）W=8.3W進行能效等級的判定，判定為3級。綜合考慮，該臺機頂盒的能效等級為3級。

附加功能的功率是標準給出的、針對附加功能的限定值。如果附加功能的功率過大，自然會造成機頂盒能效等級偏低，甚至達不到能效限定值。

[1]GB 20943—2007，單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源能效限定值及節(jié)能評價值[S].北京：國家廣播電影電視總局，2007.

[2]IEC 62087—2008，Methodsofmeasurement for the power consumption of audio,video and related equipment[S/OL].2008[2010-10-10]. http：//wenku.baidu.com/view/03000a67f5335a8102d22035.htm l.

[3]GY/T 155—2000，高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值[S].北京：國家廣播電影電視總局廣播電視規(guī)劃院，2000.

[4]GB/T 14857—1993，演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，1993.

[5]GY/T 170—2001，有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范[S].北京：國家廣播電影電視總局廣播電視規(guī)劃院，2001.

[6]GB/T 17700—1999，衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制標準[S].北京：中國標準出版社，1999.

[7]GD/JN 01—2009，先進廣播系統(tǒng)-衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼及調(diào)制：安全模式[S].北京：國家廣播電影電視總局廣播電視規(guī)劃院，2009.

[8]GB/T 20600—2006，數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制[S].北京：中國標準出版社，2006.

[9]GB/T 2829—2002，周期檢驗計數(shù)抽樣程序及表 （適用于對過程穩(wěn)定性的檢驗）[S].北京：中國標準出版社，2002.