如果看不見(jiàn)，為什么還要測量？

　　DG和DP測試用于在檢測非常微小的誤差，以免這些誤差影響到視覺(jué)效果。這可確保視訊訊號從訊號源到最終目標經(jīng)過(guò)數百次放大器后仍能保持較高的影像品質(zhì)。對于放大器、類(lèi)比/數位轉換器（ADC）和數位/類(lèi)比轉換器（DAC），可以利用一些簡(jiǎn)單的方法評估其DG和DP性能，并在幾個(gè)測試點(diǎn)或接近電源軌的位置評估性能。再次強調，此處檢測的是非常小的誤差，以確保每一級訊號完整性。為了更加瞭解DG、DP誤差的影響，我們首先檢視DG、DP誤差對于放大器、ADC與DAC的影響。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們可以把DG或DP視訊誤差的影響視為從較亮的環(huán)境移動(dòng)到較暗環(huán)境時(shí)的膚色變化。對于採用副載波的電視系統，例如NTSC（北美和日本），DG的變化會(huì )直接影響飽和度或色澤的亮麗程度，如同電視機的色度控制。DP誤差則會(huì )改變色調（使得影像偏綠或偏紫），如同電視機的色彩控制。

　　再者，在類(lèi)似于PAL（歐洲和中國）規格的副載波電視系統中，DG將直接影響到DP在二階飽和度的結果。最后，對于高解析（HD）和元件系統而言，DG和通道增益的差別將導致色度變化。雖然美國的NTSC系統并非透過(guò)空中無(wú)線(xiàn)播送的方式，但工業(yè)與安全視訊監控系統仍然受傳統技術(shù)主導。

　　為什么需要DG和DP規格？

　　我們可以從電視節目的製作過(guò)程來(lái)看，多工攝影訊號經(jīng)過(guò)切換后，透過(guò)特殊設備傳送、錄影、播放和編輯，最終製成節目。頻道節目可能透過(guò)微波、光纖或衛星系統遠距離傳輸，最終轉換成空中廣播電視訊號。有線(xiàn)系統、DVD或衛星系統能夠將電視節目傳送至每個(gè)家庭，讓我們可以在家中觀(guān)賞。在整個(gè)處理過(guò)程中，視訊訊號可能要經(jīng)過(guò)數百個(gè)放大器，每個(gè)放大器都會(huì )在視訊訊號中產(chǎn)生少量的DG和DP，為了保持視訊訊號的完整性，工程師必須設計高度靈敏的檢測訊號。

　　所有的放大器都具有一定的非線(xiàn)性振幅響應特性，利用負反饋可以幫助降低非線(xiàn)性。DG和DP是真正強調線(xiàn)性度并考慮到頻率響應特性的測量。NTSC和PAL電視系統在副載波中傳遞彩色資訊（分別為3.58MHz和4.43MHz）。差動(dòng)增益被定義為低頻視訊電平或亮度產(chǎn)生變化時(shí)，對應高頻副載波的幅度變化。在NTSC視訊波形中（圖1所示），3.58MHz副載波疊加在頻率較低的亮度訊號上，具有5級亮度。為了清晰起見(jiàn)，副載波用一個(gè)幅度較大的正弦波表示。實(shí)際上，在一行中包含了兩百多個(gè)副載波週期。

　　圖1：視訊的DG和DP。（白、黑、每個(gè)梯級的副載波、參考彩色脈衝、平行同步、一條平行線(xiàn)）

　　差動(dòng)相位定義為在NTSC和PAL訊號中，低頻視訊訊號電平或亮度變化時(shí)所引起的高頻副載波相位變化。色調或色彩色顯示受制于視訊訊號同步脈衝以及出現在有效視訊影像段副載波之間的相位關(guān)係。為了正確顯示色彩資訊，必須保證精確控制相位。

　　放大器、ADC和DAC具有一個(gè)最佳工作點(diǎn)，在此點(diǎn)時(shí)的放大器具有最佳線(xiàn)性度，并滿(mǎn)足最高規格指標或標準。最佳工作點(diǎn)通常位于電源軌的中心位置（圖2），當然，IC設計人員也可以把它放在所需的其它位置。放大器在最佳工作點(diǎn)時(shí)具有最佳反饋控制與最佳線(xiàn)性度。這意味著(zhù)訊號向電源軌方向偏離時(shí)，線(xiàn)性度變差。

　　圖2： 放大器的DG和DP接近電源軌。（正電源軌、負電源軌、未失真正弦波、最佳工作點(diǎn)、在電源軌中間、接近電源軌時(shí)頂點(diǎn)訊號開(kāi)始壓縮、在電源軌產(chǎn)生硬性剪波）

　　在低頻訊號上疊加一個(gè)高頻正弦波，可以檢測放大器的整個(gè)工作範圍。例如，MAX4389放大器在副載波電視系統中能夠提供低至0.015% （典型值）的DG和0.015°（典型值）的DP。但是，該DG指標還適用于更寬頻帶的電視訊號以及非視訊應用，如果我們需要一個(gè)10MHz的訊號，可以在MAX4389作用一個(gè)7MHz的正弦波并改變直流偏置，對放大器進(jìn)行測試評估。如果需要作業(yè)于30MHz的頻寬，則需作用一個(gè)22MHz的正弦波。

　　典型情況下，選擇一個(gè)頻率在2/3到3/4系統頻寬的高頻正弦訊號，正弦波訊號偏置在直流電源電壓的中點(diǎn)（圖2），則可獲得最佳響應。當直流電壓改變時(shí)，正弦訊號將向電源的一側偏移，正弦波幅度將產(chǎn)生變化。通常，在接近電源軌時(shí)，高頻響應將會(huì )降低，電晶體的工作電流減少。極端條件下，放大器會(huì )超出電流範圍、停止作業(yè)或鉗位。ADC和DAC也會(huì )遇到類(lèi)似問(wèn)題。

　　隨著(zhù)晶片復雜度的提高，它們不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的放大器，電路中可能出現較大的DG和DP誤差。這種高度復雜的電路中可能包含多工開(kāi)關(guān)、六個(gè)極點(diǎn)的Sallen-Key濾波器（具有叁路或更多的放大器）、視訊緩衝放大器等。MAX7428即為一款這樣的電路，典型DG誤差保持在0.2%，DP誤差僅為0.2°。

　　放大器測試從DG測試開(kāi)始，而視訊訊號則必須再增加DP以提高測試靈敏度，在多級串聯(lián)的情況下依然保持訊號完整性。ADC、DAC等其它產(chǎn)品中同樣採用DG測試。對于需要較寬頻的應用，可透過(guò)改變DG測試訊號來(lái)滿(mǎn)足頻寬的要求。DG測量是一種通用的測試方法，用于評估不同元件在整個(gè)電源電壓範圍內的線(xiàn)性度。測量不可見(jiàn)的DG非常有用，它的作用如同一個(gè)顯微鏡，可對訊號完整性進(jìn)行更密切的檢測，以確保在經(jīng)過(guò)一長(cháng)串類(lèi)比電路后仍保持較好的訊號品質(zhì)。