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转: 数字电视测试   

2009-06-19 16:05:20|  分类: IC design |  标签: |举报 |字号 订阅

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http://tm.eefocus.com/html/09-06/8895110090626EW6l.html

 

       数字电视测试大致可分为四个层次,即应用层、协议层、传输层、物理层。应用层测试主要针对于 SD/HD 的节目制作和播出部门,测试仪器应当提供多格式、多标准的测试平台,对数字电视音频基带信号进行质量测试。协议层测试主要用于衡量设备对于标准和协议的符合性,要求此类仪器尽可能多的具有当前通用协议,进行协议测试,如 MPEG-2 、 MPEG-4 、 H.264/AVC 和 VC-1 等。传输层测试用于评估各种调试方式的调试性能,如星座图、调制误差率、误码率等。物理层测试包括具体的物理接口测试,如输出功率、端口阻抗、回波损耗等。

  1. 位误码率(BER)

  位误码率是发生误码的位数与传输的总位数之比。早期的数字电视监视接收机提供了一个位误码率指示,作为数字信号质量的唯一度量。误码率实质上与信号的信噪比( S/N )有关,它受到噪声、脉冲抖动,工业干扰及突发信号(如雷击)的影响。误码率可以由信噪比计算出来。

  BER 测量结果通常使用工程表示法,并常常显示为一个瞬时比值和一个平均比值。典型的目标值为 1E-09 ,准无误码 BER 为 2E-04 ;临界 BER 为 1E-03 ; BER 大于 1E-03 将丧失服务。

  2. 调制误差率(MER)

  调制误差率是信号理想的矢量幅度和信号误差矢量幅度和之比,以 dB 表示,其中误差矢量幅度是指信号能受到噪声干扰的总和, MER 是表征尚未误码时信号的质量,即正常工作时广义噪声干扰状态。调制误差率的测量目的是为了给接收信号提供一个单一的品质因数。

  MER 可以为接收机对传输信号进行正确解码能力提供一个早期指示。事实上, MER 将接收符合(代表调制图案中的一个数字值)的实际位置与其理想位置比较。当信号质量降低时,接收符号距离理想位置更远, MER 测量值将会减少。

  3. 星座图

  星座图可以看成数字信号的一个“二维眼图”阵列,同时符号在图中所处的位置具有合理的限制或判决边界。代表名接收符合点在图中越接近,信号质量就越高。由于屏幕上的图形对应着幅度和相位,阵列的形状可用表分析和确定系统或信道的许多缺陷和畸变,并帮助查找其原因。星座图对于识别幅度失衡,正交误差,相关干扰,相位、幅度噪音,相位误差,调制误差比等调制问题相当有用。

  4. 正交误差

  正交误差使得符号在图中的位置更靠近边界限制,因而降低了噪声度。当I、Q相差不精确为90°,便会出现正交误差。其结果是使得星座图不再为方形,而是看起来象一个平行四边形或菱形一样。

  5. 噪声误差

  噪声是包括 QAM 在内的任何信号中最为常见和无法避免的损伤。加性高斯百噪声(AWGN)是噪声损伤的常规类型。由于它是白色(在频率上为平坦功率密度函数)和高斯性质(数学上为“正态”幅度密度)的,使得接收符号分布在理想位置得周围。

  四、数字电视测试仪器

  测试仪器作为数字电视产业链的重要环节,它的发展快慢直接影响整个产业的发展。本文以笔者所在公司北京海洋兴业科技有限公司所设计的内容进行了简单的分类:

  1. 基础仪器

  在数字电视测试的过程中,除了要用到一些专业仪器外,还用到一些常用的基础仪器,如万用表、示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪等,这些仪器用来测试一些基础参数,反映信号的基本特性。例如:示波器在视频信号的观测中应用较广,利用其视频触发功能可以进行行场触发,观察每一行场信号的模拟特性,如泰克公司的示波器 TDS3000B 可以观测视频信号的矢量波形,进行矢量分析十分简便。

  2. 数字电视信号源

  数字电视信号源产生标准的数字信号,它可按不同的调制方式和制式产生测试信号,它们可以有静止图像,也可以有活动图像。数字电视信号源不仅可以产生标准信号,而且可以在标准信号上加上模拟的噪声等。

  3. 码流发生器

  码流发生器可产生 MPEG2等TS码流,具有TS码流的记录和播放功能,以提供高清电视(HDTV)和标清数字信号(SDTV),含视、音频和其它图文数据。

  4. 码流分析仪

  码流分析仪是按数字电视标准进行测试,对码流协议、码流结构、 SI表格信息分析、 EPG节目指南、码流测试、时钟PCR分析、QAM分析等。

  5. 数字电视测试仪器的发展方向

  未来数字电视测试仪器有以下几个方面的发展趋势,对于数字电视接收终端设计、研发所需的测试仪器,不仅要注重其测试设备的高精度、高质量、还应向多标准、多功能的方向发展,不再是简单意义上的一台信号源,而是集码流发生、信通编码调制,信通仿真等功能于一体的测试系统,并具有良好的可升级性,以满足新的数字电视标准的测试需求。对于数字电视接收终端生产所需的测试仪器,应更多地注重其功能的单一性,以降低生产成本。对于发射前端设置测试,网络安全所需的仪器,应当注意其小型化、灵活化,以适应不同测试的需求。

  综上所述,我以几个典型参数,仪器为例介绍数字电视及其测试。未来数字电视测量仪器将向两个方向发展:一个方向主要针对数字电视传输网络建设和运营维护的工程级测试。另一个方向主要针对高频用户,如数字电视设备研发。这就要求广大数字电视测试设备厂商,给自己一个比较准确的定位,更快的发展。

  参考文献:

  [1] Melody Zhao :“DTV广播和视频终端开发需要视频技术的革新”,《电子工程专辑》 2006年3月.
  [2] 向天明:“数字电视及测量”,《国外电子测量技术》, 2006年9月.
  [3] 章文辉、王世平编著:《数字视频测量技术》,北京广播学院出版社.
  [4] 姜秀华主编:《数字电视原理与应用》,人民邮电出版社.

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