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淺談數字電視主要參數及其測量

作者： 時(shí)間：2017-02-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏



三、數字電視測試

數字電視測試大致可分為四個(gè)層次，即應用層、協(xié)議層、傳輸層、物理層。應用層測試主要針對于 SD/HD 的節目制作和播出部門(mén)，測試儀器應當提供多格式、多標準的測試平臺，對數字電視音頻基帶信號進(jìn)行質(zhì)量測試。協(xié)議層測試主要用于衡量設備對于標準和協(xié)議的符合性，要求此類(lèi)儀器盡可能多的具有當前通用協(xié)議，進(jìn)行協(xié)議測試，如 MPEG-2 、 MPEG-4 、 H.264/AVC 和 VC-1 等。傳輸層測試用于評估各種調試方式的調試性能，如星座圖、調制誤差率、誤碼率等。物理層測試包括具體的物理接口測試，如輸出功率、端口阻抗、回波損耗等。

1. 位誤碼率（BER）

位誤碼率是發(fā)生誤碼的位數與傳輸的總位數之比。早期的數字電視監視接收機提供了一個(gè)位誤碼率指示，作為數字信號質(zhì)量的唯一度量。誤碼率實(shí)質(zhì)上與信號的信噪比（ S/N ）有關(guān)，它受到噪聲、脈沖抖動(dòng)，工業(yè)干擾及突發(fā)信號（如雷擊）的影響。誤碼率可以由信噪比計算出來(lái)。

BER 測量結果通常使用工程表示法，并常常顯示為一個(gè)瞬時(shí)比值和一個(gè)平均比值。典型的目標值為 1E-09 ，準無(wú)誤碼 BER 為 2E-04 ；臨界 BER 為 1E-03 ； BER 大于 1E-03 將喪失服務(wù)。

2. 調制誤差率（MER）

調制誤差率是信號理想的矢量幅度和信號誤差矢量幅度和之比，以 dB 表示，其中誤差矢量幅度是指信號能受到噪聲干擾的總和， MER 是表征尚未誤碼時(shí)信號的質(zhì)量，即正常工作時(shí)廣義噪聲干擾狀態(tài)。調制誤差率的測量目的是為了給接收信號提供一個(gè)單一的品質(zhì)因數。

MER 可以為接收機對傳輸信號進(jìn)行正確解碼能力提供一個(gè)早期指示。事實(shí)上， MER 將接收符合（代表調制圖案中的一個(gè)數字值）的實(shí)際位置與其理想位置比較。當信號質(zhì)量降低時(shí)，接收符號距離理想位置更遠， MER 測量值將會(huì )減少。

3. 星座圖

星座圖可以看成數字信號的一個(gè)“二維眼圖”陣列，同時(shí)符號在圖中所處的位置具有合理的限制或判決邊界。代表名接收符合點(diǎn)在圖中越接近，信號質(zhì)量就越高。由于屏幕上的圖形對應著(zhù)幅度和相位，陣列的形狀可用表分析和確定系統或信道的許多缺陷和畸變，并幫助查找其原因。星座圖對于識別幅度失衡，正交誤差，相關(guān)干擾，相位、幅度噪音，相位誤差，調制誤差比等調制問(wèn)題相當有用。

4. 正交誤差

正交誤差使得符號在圖中的位置更靠近邊界限制，因而降低了噪聲度。當I、Q相差不精確為90°，便會(huì )出現正交誤差。其結果是使得星座圖不再為方形，而是看起來(lái)象一個(gè)平行四邊形或菱形一樣。

5. 噪聲誤差

噪聲是包括 QAM 在內的任何信號中最為常見(jiàn)和無(wú)法避免的損傷。加性高斯百噪聲（AWGN）是噪聲損傷的常規類(lèi)型。由于它是白色（在頻率上為平坦功率密度函數）和高斯性質(zhì)（數學(xué)上為“正態(tài)”幅度密度）的，使得接收符號分布在理想位置得周?chē)?BR>
四、數字電視測試儀器

測試儀器作為數字電視產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節，它的發(fā)展快慢直接影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文以筆者所在公司北京海洋興業(yè)科技有限公司所設計的內容進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分類(lèi)：

1. 基礎儀器

在數字電視測試的過(guò)程中，除了要用到一些專(zhuān)業(yè)儀器外，還用到一些常用的基礎儀器，如萬(wàn)用表、示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等，這些儀器用來(lái)測試一些基礎參數，反映信號的基本特性。例如：示波器在視頻信號的觀(guān)測中應用較廣，利用其視頻觸發(fā)功能可以進(jìn)行行場(chǎng)觸發(fā)，觀(guān)察每一行場(chǎng)信號的模擬特性，如泰克公司的示波器 TDS3000B 可以觀(guān)測視頻信號的矢量波形，進(jìn)行矢量分析十分簡(jiǎn)便。

2. 數字電視信號源

數字電視信號源產(chǎn)生標準的數字信號，它可按不同的調制方式和制式產(chǎn)生測試信號，它們可以有靜止圖像，也可以有活動(dòng)圖像。數字電視信號源不僅可以產(chǎn)生標準信號，而且可以在標準信號上加上模擬的噪聲等。

3. 碼流發(fā)生器

碼流發(fā)生器可產(chǎn)生 MPEG2等TS碼流，具有TS碼流的記錄和播放功能，以提供高清電視（HDTV）和標清數字信號（SDTV），含視、音頻和其它圖文數據。

4. 碼流分析儀

碼流分析儀是按數字電視標準進(jìn)行測試，對碼流協(xié)議、碼流結構、 SI表格信息分析、 EPG節目指南、碼流測試、時(shí)鐘PCR分析、QAM分析等。

5. 數字電視測試儀器的發(fā)展方向

未來(lái)數字電視測試儀器有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢，對于數字電視接收終端設計、研發(fā)所需的測試儀器，不僅要注重其測試設備的高精度、高質(zhì)量、還應向多標準、多功能的方向發(fā)展，不再是簡(jiǎn)單意義上的一臺信號源，而是集碼流發(fā)生、信通編碼調制，信通仿真等功能于一體的測試系統，并具有良好的可升級性，以滿(mǎn)足新的數字電視標準的測試需求。對于數字電視接收終端生產(chǎn)所需的測試儀器，應更多地注重其功能的單一性，以降低生產(chǎn)成本。對于發(fā)射前端設置測試，網(wǎng)絡(luò )安全所需的儀器，應當注意其小型化、靈活化，以適應不同測試的需求。

綜上所述，我以幾個(gè)典型參數，儀器為例介紹數字電視及其測試。未來(lái)數字電視測量?jì)x器將向兩個(gè)方向發(fā)展：一個(gè)方向主要針對數字電視傳輸網(wǎng)絡(luò )建設和運營(yíng)維護的工程級測試。另一個(gè)方向主要針對高頻用戶(hù)，如數字電視設備研發(fā)。這就要求廣大數字電視測試設備廠(chǎng)商，給自己一個(gè)比較準確的定位，更快的發(fā)展
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