视频信号的测试

Fairchild Company Confidential 视频信号的测试 Fairchild Company Confidential 视频信号的失真 视频信号输入 视频信号输出 理想的滤波驱动器是一个理想的低通滤波器，但实际的跟理想的总有一些区别， 并且在传输的过程中受到干扰，产生了失真。另外DAC的输出也会有类似的失真现象， 但这个由主芯片决定，我们做的只能是在LPF端尽量减少失真，或做一些补偿， 使整个系统的失真减小。 失真，这是一个相对的概念，相对于理想状态或原有事物的变化程度， 利用失真这一概念，通过检查信号在传输前后的变化情况来分析设备的性能。 （不是一般正弦信号的失真，而是电视视频信号的线性和非线性失真， 是电视原理中最重要和最基础的内容之一） 视频测试的目的是：把干扰和失真限制在允许的容限之内，对通道的 各项技术指标进行测试，保证设备完好的工作状态。 失真主要分为三类：线性失真，非线性失真，噪声 DAC LPF Fairchild Company Confidential 线性失真 定义：由于系统特性而产生的失真，与信号本身幅度无关，输出信号与输 入信号之 间保持线性关系：U2=KU1 U1输入信号、U2输出信号、K传输函数（频率或时间的函数） 原因：系统幅频特性和相频特性不均匀，是由于电路中存在电抗性元件 （电容，电感）及各种分布参量引起 分析方法： 频域法－－失真表现为传输通道的幅频特性和相频特性（群延时）。线路内的电抗 元件表现为频率的函数，所以用频域法分析比较直接，但对图像质量和损伤程 度联系不紧，对图像质量影响比较难估计 时域法－－失真表现为脉冲过渡特性的失真，即信号波形失真。与图像质量和损 伤联系比较紧密，波形失真反映为图像失真，能比较直观评估。 Fairchild Company Confidential 线性失真分类 幅频特性频域法 相频特性（群延时） 短时间波形失真 行时间波形失真 场时间波形失真 长时间波形失真 幅度失真 相位失真 增益差 时延差 色度－亮度 色度信号 K系数亮度信号群延时 Fairchild Company Confidential 非线性失真 定义：信号在传输中引起的失真与被传输信号本身的幅度有关时，这种失真称非线 性失真，输出输入信号之间已经不是简单的线性关系 U2=K(U1)U1 传输函数K(U1)不仅是频率（或时间）的函数，而且是输入信号的函 数 原因：原因由非线性元器件（如三极管，运放）引起，它们的参数随作用于它们 的信号电平而变化。 分析方法： 时域法－－用有代表性的特定波形产生的失真来分析。 Fairchild Company Confidential 非线性失真分类 亮度信号非线性 色度增益非线性色度信号非线性 色度相位非线性 微分增益（DG） 微分相位（DP） 色度亮度交调失真 同步脉冲非线性同步型号静态非线性 色同步非线性 同步脉冲非线性同步型号动态非线性 同步型号非线性 色同步非线性 图像信号非线性 Fairchild Company Confidential 测试仪器 SD STB HD STB CVBS S-Video YPbPr Tektronix的VM700和VM5000（VM6000）在 大多数国家里作为电视广播的标准测试设备 Fairchild Company Confidential CVBS信号测试 CVBS信号的基本要素（PAL制）： 1. 黑色电平作为基准电平0V 2. 白电平作为最高电平700mV 3. 同步电平为-300mV 4. 0V以下的电平作为消隐电平 5. 4.43MHz的幅载波作为色同步 S-Video测试原理方法和CVBS 是一样的，就是要用两根线输入 到VM700的两个通道进行测试 Fairchild Company Confidential 测试信号CODEC43 CODEC43的测试码流 这个码流包含了很多重要 的测试信号： 1. CCIR17 2. 100% Color Bar 3. Black field 4. Multiburst 5. Sinx/x 测试不同的指标，需要用到不同的信号，这些信号分布在不同 的行里面，所以需要利用VM700的行选择功能，去选择相 应的信号 Fairchild Company Confidential 国家广电的指标测试 最新的国家标准已经简化了，去掉了DG/DP等要求， 也放宽的指标要求，但我们按照此表格来介绍测试 Fairchild Company Confidential 视频输出幅度 测试信号：含有白电平的信号，我们常用CCIR17（Line33） 测试方法：用VM700里的Bar and Linetime 测试，正常的Bar Level 会是 700mV，这也是白电平的幅度。如果偏小或偏大，可以通过调节增益电 阻来调整这个参数。 对图像影响：这个值太小，图像会变太暗，太大，图像会变太亮 Fairchild Company Confidential 视频同步幅度 测试信号：含有同步头的任何信号 测试方法：用VM700里的Sync Level 测试，正常的Sync Level 会是 -300mV。 对图像影响：没有影响，只会影响对同步头的锁定，如果太大或太小，可 能会使TV端对同步头失锁，丢失图像信息 Fairchild Company Confidential 视频幅频特性 测试信号：Multiburst 或 Sinx/x 测试方法：用VM700里的Multiburst或Sinx/x 测试，正常的参数在视频的 5.8MHz频带内,信号增益比较平坦，+/-1dB(0~5MHz), +1~-4dB(5.5MHz) 对图像影响：影响图像的细节 Fairchild Company Confidential 微分增益，微分相位DGDP 测试信号：带调制的5阶梯波 测试方法：用VM700里的DGDP 测试。微分增益失真，发生在色度增益 取决于亮度电平时。微分相位失真，发生在色度相位取决于亮度电平 时。 对图像影响：微分增益失真时，不能正确地重现色饱和度，一般对红色和 黄色尤其显著。微分相位失真时，会导致色调失真。 Fairchild Company Confidential 信噪比 测试信号：50％Grey field 或 Luma Ramp Field 测试方法：用VM700里的Noise spectrum 测试 对图像影响：噪声太大，会引起图像颗粒状或雪花状干扰，噪 声过大，会引起图像难以同步。 Fairchild Company Confidential 亮度非线性 测试信号：CCIR17（Line33）中的5价波 测试方法：用VM700里的Luminance Non-Linearity 测试，正常的设备会在每个 幅值上的增益比较接近，增益差不会超过8％ 对图像影响：在黑白画面上，会造成阴暗处和明亮出失去细节，这是由于 黑白电平被挤压或受限幅所致。在彩色画面上，影响更加明显，因为人 眼对色饱和度比较敏感。 Fairchild Company Confidential 色亮增益差、延时差 测试信号：CCIR17（Line33）中的带调制的20T脉冲 测试方法：用VM700里的ChromaLum Gaindelay 测试，色亮增益差和相位差是 由于色度和亮度信号经过通道时，产生的增益和相位不一样引起。 对图像影响：增益失真表现为色度信号的衰减或增强，在图像上表现为色饱和度 过浓或过淡。延时失真会引起彩色拖尾或嵌色，特别是在图像中物体的边缘 Fairchild Company Confidential K系数 测试信号：CCIR17（Line33）中的2T脉冲和Bar 测试方法：用VM700里的K Factor 测试，一般的K系数测试指 Kpulse/Bar，K2T，Kbar,K50。总的K系数评测值，是指这里面的最大 值。 对图像影响：任何线性失真都会影响K系数，导致图象出现多重轮廓，造成重 影，使清晰度下降 Fairchild Company Confidential HD STB分量视频测试 利用VM5000（6000）的自动测试功能，可以完成以下项目测试： Fairchild Company Confidential 设备连接 Fairchild Company Confidential 测试信号 • YPbPr的输出，可以从1080i， 720p，480p到480i，针对不同的 格式，Tek公司提供不同的测试 码流。 码流 格式 M1080i59.trp 1080i M720p59.trp 720p M480p16x9.trp 480p M480i16x9.trp 480i 测试信号图像 Fairchild Company Confidential 测试信号说明 Fairchild Company Confidential 测试设置 设置YPbPr或者RGB模式 设置要测的视频格式 设置好后按 就可以进行自动测试了 Fairchild Company Confidential 彩条测量 Fairchild Company Confidential 利用矢量图检查色度情况 在彩色出现异常的时候，这个矢量测试很有用， 可以检查STB的输出是否正常。 Fairchild Company Confidential 频率响应测试：多波群Multi burst Fairchild Company Confidential 非线性测试：有效斜波 Fairchild Company Confidential 噪声测试：平场信号 Fairchild Company Confidential 通道间的延时测量 Fairchild Company Confidential 同步幅度和定时测量 Fairchild Company Confidential 参考 1. Fairchild High-Speed Signal Lab training document 2. Fairchild Video training document 3. Tektronix VM700 and VM5000 training document Fairchild Company Confidential The End : Thank you！ 如果有需要视频方面的技术支持，请联系Fairchild： Ryan Song 宋泉荣 Fairchild Semiconductor Room 2208,Central Plaza,227 Huangpi North Road, Shanghai 上海市黄陂北路227号中区广场2208室 Tel:(86)21-63759198,ext316 Fax:(86)21-63759200/55 Mob:(86)13621956980 Email : Ryan.Song@fairchildsemi.com Website : www.fairchildsemi.com 视频信号的失真 线性失真 线性失真分类 非线性失真 非线性失真分类 测试仪器 CVBS信号测试 测试信号CODEC43 国家广电的指标测试要求 视频输出幅度 视频同步幅度 视频幅频特性 微分增益，微分相位DGDP 信噪比 亮度非线性 色亮增益差、延时差 K系数 HD STB分量视频测试 设备连接 测试信号 测试信号说明 测试设置 彩条测量 利用矢量图检查色度情况 频率响应测试：多波群Multi burst 非线性测试：有效斜波 噪声测试：平场信号 通道间的延时测量 同步幅度和定时测量 参考 The End : Thank you！