2011培训资料-数字电视原理及测试

有线电视原理及测试天津市德力电子仪器有限公司2011v1一、模拟电视测试指标二、数字电视原理及测试1、数字电视基本概念及标准2、数字电视传输系统3、数字电视关键技术及测量一、模拟电视测试指标•系统输出口电平接收机高频电子调谐器的信号输入范围60～80dB•任意频道间电平差≤10dB•相邻频道间电平差≤3dB•图像/伴音电平差（V/A)17±3频道内频响应为从图像载频到图像载频加6MHz范围内的射频的幅频特性，频道内频响应≤±2dB。1、对图像质量的影响幅频特性下降过多，使高频分量幅度变小，图像清晰度下降。而幅频特性提升过高，高频分量增加，使图像变得比较生硬（类似勾边电路产生的现象）。2、产生原因和减少影响的办法产生原因：调制器幅频特性欠佳。减少影响的办法：采用质量较好的调制器。频道内频响图像载波功率与规定噪声带宽内的噪声功率之比。通常在系统设计时取44dB为设计值，留1dB的设计裕量。1、噪声对图像质量的影响噪声使电视屏幕上出现大量细小亮点，，犹如下雪开飘落的雪花一样；使图像结构粗糙，清晰度降低，对比度变差，层次减少。在彩色电视上为大量醒目的亮点。载噪比•2、产生的原因和减少的办法噪声产生的原因：前端接收信号场强较太弱，系统所用设备噪声系数过大事系统输出口电平过低。减少噪声影响的办法：当接收场强较弱时，就在接收天线下直接接低噪声天线放大器，放大后的信号再由电缆送出，这样可提高载噪比。有线电视系统线路设计合理，使用户端信号电平不至于过低，也能避免载噪比下降。在系统指定点，图像载波电平与围绕在图像载波中心附近群集的复合二次/三次差拍产物电平的峰值之比。1、对图像质量的影响复合三次差拍表现为在电视机屏幕上出现横向差拍噪波，这是一种水平波纹状的噪波干扰。当C/CTB=54dB时，在电视接收机屏幕上刚刚发现横向差拍噪波，最初为横向细小的水波纹状噪波，对比度较小，稍有察觉但不令人讨厌。当C/CTB=35dB时，横向差拍比噪波干扰严重、很讨厌，以时横向差拍噪波，为较粗横向水波纹，且对比度变大，使观看者很难接受。载波复合二/三次差拍比CSO/CTB)•2、产生的原因和减少影响的办法载波复合三次差拍比较低的原因有两个：其中一为放大器本身非线性指标未达标；其二为放大器输出电平过高。在一定范围内，随着放大器输出电平的提高，载波复合三次差拍比按线性降低，欲达到一定载波复合三次差拍比，只能选选适当的输出电平。•系统中放大器放大多个频道的电视信号时，由于放大器中非线性器件的影响（主要是三次项），使所欲接收频道的图像载波受到其它（干扰）频道的调制波的幅度变化干扰，这就称为交扰调制或交叉调制简称交调。•国家标准中规定CM≥46dB，设计时应取48dB。(()CMdB在被测载波上需要调制的峰－峰值交扰调制比)=20lg其它频道转移过来的调制的峰－峰值交扰调制比CM1、对图像质量的影响在串扰信号不矢真，且与被串信号基本同步时，则在一个画面上将看到一个弱信号，如彩条、格子等；当两个信号不同步时，串入图像将产生漂动，其影响更大。当串入信号有矢真时，画面上会出现杂乱无章的麻点，或移动不规则的花纹。2、产生原因和减少影响的办法交扰调制产生的原因是有线电视系统中有非线性失真产生。减少交扰调制的办法：放大器应选择质量较好的，非线性矢真达标，且放大器输出电平不能过高；频道安排要适当，由于某些原因容易串扰的频道尽量不用。•有线电视的交流声调制的定义，即由低频干扰引起的交流声幅度调制等于信号振幅峰－峰值变化量与信号的峰值之比。这些值可以很方便的用伏特值来表示，而其比值则用百分比来表示。•国标：≦3%•是一个载波的幅度调制。幅度调制是用于传输电视图像信号的调制，所以交流声干扰会出现在图像上。交流声的幅度调制所定义的值是我们通常所说的AM所定义的值的2倍。交流声调制•引起的现象：•交流声（尤其是与电源频率有关的交流声）对电视图像会产生不良的影响,一般电平波动约2%时，就会在电视屏幕上出现滚动横道，这取决于电视接收机的灵敏度。当电平波动幅度达4%时，屏幕上就会出现一个或两个滚动条，从而毁坏整个画面。产生的原因：如果交流声过大，这表明电源或者连接有问题，也许是某些硬件设备有损坏。交流声的调幅频率通常与电源有关，即50Hz和二次谐波100Hz，但那些直到400Hz的低频干扰都在其定义的范围内。更一般的原因：·分配放大器上直流电源电压设置不对。·滤波电容失效。·整流二极管有损坏。·连接器连接不紧。微分增益是不同亮度电平下的色度幅度变化，定义微分增益DG为不同亮度阶梯上副载波的最大幅度Amax与最小幅度Amin之差，再与消隐电平上副载波幅度A0之比，即：式中：A0—输出端消隐电平上副载波幅度或检波电平。Amax和Amin—分别为输出端阶梯波各阶梯（包括消隐电平）上副载波幅度或检波电平中的最大值和最小值。DG，的定义见下图：微分增益AminAmaxA0消隐电平副载波微分增益国标：≦10%1、对图像质量的影响微分增益矢真使在不同亮度收饱和度不一样，如在电视画面上演员从暗处走到亮处，肤色和服饰的饱和度不一样。2、产生原因和减少影响的办法产生原因：产生微分增益矢真的设备是调制器。原因是调制特性曲线的非线性或视频放大器的非线性引起的矢真。减少影响的方法：采用合格的质量较好的调制器。微分相位（DP）定义微分相位失真为：将未经相位调制的恒定幅度色度副载波加在亮度信号上，并加至被测通道的输入端，当亮度信号从消隐电平变到白电平，而平均图像电平保持在某一特定值时，在输出端副载波的相位变化称为微分相位失真。国标：≦101、对图像质量的影响微分相位矢真使图像在不同亮度处颜色发生变化。例如一个演员由暗处走到亮处，红色服装会由暗红色变为绛紫色。2、产生原因和减少办法产生原因：产生微分相位的主要设备是调制器，其相位特性非线性引起相位矢真，其它设备对此影响很小，可以忽略不计。减少影响的办法：采用合格的质量较好的调制器。•定义：把一个亮度分量有规定的幅度和波形，色度分量是被这个亮度分量调制的色度副载波，这两个分量在幅度和时间上都有确定的关系的重合信号加到被测通道的输入端，在输出端，把亮度分量与色度分量的调制包络做比较，如果这两个波形的相应部分在时间关系上与输入端不同，则称此变化为色度－亮度时延差。•国标：≦100ns色亮时延差1、对图像质量的影响使图像在水平方向上产生彩色镶边，严重时使彩色和黑白轮廓分家，类似画报中出现套色不准的情形，使彩色清晰度下降。2、产生原因和减少影响的办法产生原因：主要是调制器中频滤波器做的不好，幅频特性下降过陡，使相位特性起伏较大。次要原因是频道处理器的中频滤波器做的不好。减少影响的办法：系统中选用合格的质量较好的调制器和频道处理器。回波值•回波值为被测系统对2T正弦平方脉冲的响应，用百分数表示。•传输介质不均匀时，信号会产生反射波，使图像左边出现重影。系统回波值要求不大于7%。1、对图像质量的影响回波的存在会在图像右边出现一个反射波的重影或幻像。当重影与正常信号延时不大时，两个图像接近重合，引起自然镶边现象，对图像质量的影响较小；当重影与正常信号延时较大时，幻影就很明显，使清晰度下降，严重影响图像质量。2、产生原因和减少影响的办法产生原因：电缆质量不好，反射损耗低或接壮举匹配不好都会产生回波。减少方法：选用合格的质量较好的电缆作传输线；传输电缆与放大器中间的接头（电缆头）质量要好，电缆接头应安装牢固以保证接触良好。•图像载频准确度图像载波测量值与图像载频标称值之差，用kHz表示。±25•图像伴音/载频间距图像/伴音载频间距值与规定的6500kHz频之差，用kHz表示。±5•系统输出口相互隔离度≥30（VHF）≥22（其它）二、数字电视原理及测试1、数字电视基本概念及标准1.1什么是数字电视•数字电视(DigitalTV)是从电视信号的采集、编辑、传播、接收整个广播链路都数字化的广播系统。其具体传输过程是：由电视台送出的图像及声音信号，经过数字编码压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。1.2数字电视实现的意义•数字电视系统建成后将成为一个数字信号传输平台：它使整个广播电视节目制作和传输质量显著改善信道资源利用率大大提高提供其他增值业务：数据广播，视频点播，电子商务，软件下载，电视购物等等，为“三网融合”提供了技术上的可能性。1.3数字电视的优点数字传输，信号质量高彩色逼真可实现不同分辨率等级接收（HDTV，SDTV）可移动接收，无重影增加节目频道应实现加解密和加解扰，便于展开CA业务准交互和交互其它增值业务1.4数字电视分类（按清晰度）•HDTV：图像分辨率1920×1080（16：9）•SDTV：图像分辨率720×756（PAL）720×480（NTSC）•LDTV：VCD级图像分辨率1.5传输等级及传输系统模式1)传输等级LDTV，SDTV，HDTV2)传输系统模式电缆传输——PCM方式光纤传输——SDH方式光纤—同轴混合传输——HFC数字调制方式1.6数字电视标准•国际：三大标准•欧洲：DVB（数字视频广播）包括：DVB-CDVB-SDVB-T•美国：ATSC（高级电视制式）•日本：ISDB（综合业务数字广播）ATSCDVBISDBDVB-TDVB-CDVB-S视频编码方式MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2音频编码方式AC-3MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2复用方式MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2调用方式8VSBCOFDMQAMQPSKQPSK带宽（Hz）6M8M--27M有线数字电视广播•DVB-C用于有线信道。有线信道的特点是:信噪比高、频带资源窄、存在回波和非线性失真。这些特点要求DVB-C采用带宽窄、频带利用率高、抗干扰能力较强的调制方式。同时，由于信道信噪比高，误码率较低，纠错能力要求不很高。因此,DVB-C的信道部分采用RS码和卷积码交织技术,正交幅度调制(QAM)。有线数字电视传输方式对比DVB-CATSC-64QAMATSC-16VSBISDB-C传送方式16-64QAM64QAM16VSB64QAM频带宽度8MHz6MHz6MHz6MHz传输速率41.34Mb/s31.64Mb/s43.05Mb/s30.31Mb/s接收滚降15%15%11.5%18%纠错率RS(204,188)RS(128,122)RS(207,187)RS(204,188)压缩方式MPEG-2卫星数字电视广播•DVB-S用于卫星信道。卫星信道的特点是:可用频带宽、功率受限、干扰大、信噪比低。所以要求采用可靠性高的信号调制方式、强的信号纠错能力,对带宽要求不是特别高。因此DVB-S采用前向纠错(FEC)(包括Viterbi编码、交织、RS编码及加扰等电路),正交移相键控(QPSK)调制的信道处理,然后馈给卫星链路。接收时进行相反的处理。星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点,工作频率为11/12GHz。DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国也选用了DVB-S标准。•美国的ATSC（AdvancedTelevisionSystemCommittee先进电视制式委员会）标准。美国地面广播频道的带宽为6MHz，调制采用8VSB（vestigialsideband残留边带）调制。•欧洲的DVB（DigitalVideoBroadcasting数字视频广播）标准，其中地面广播采用DVB-T，这是最复杂的DVB传输系统。采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式，广播频道为8MHz带宽。•日本的ISDB（IntegratedServicesDigitalBroadcasting）综合业务数字广播，ISDB-T和欧洲的DVB-T非常类似,可以说是经修改的欧洲方案,传输方案仍是COFDM。地面数字电视广播•中国的GB20600-2006，DTMB（Digita