1、電視測量原理內(nèi)容 根據(jù)國標<GB-3659-83>電視視頻通道測試方法，部標<GY35-34>VHF 電視發(fā)射機通道測試方法，部標<GY/T107-92>電視中心播控系統(tǒng)維護規(guī)程中規(guī)定的視頻傳輸通道主要運行技術(shù)指標、探討分析其物理含義、測試原理及測試方法、與圖象質(zhì)量的關(guān)系以及在指標測試中易出現(xiàn)的問題及注意事項，并分析解決和提高其技術(shù)指標所采取的措施。目的 （由于采用了自動測試儀器，指標的測試非常簡便）在理解技術(shù)指標物理含義的基礎(chǔ)上去進行測試，通過技術(shù)指標測試，達到部頒標準規(guī)定的等級要求、提高播出質(zhì)量。（進行指標測試時指標測不出、測不好時應能分析原因、找到問題

2、，并解決測好指標這一目的）。參考書 張家謀電視傳輸與測量 人民郵電出版社1984年 邢君九、張潤臣電視發(fā)射機檢修與測量人民郵電出版社1990年一 視頻傳輸通道廣義上是指這樣一種通道或設備，不論它的中間環(huán)節(jié)對信號的處理過程如何，它的輸出和輸入都是視頻信號（彩色全電視信號） 信號源 輸出端 視頻通道 視頻信號 視頻信號 （圖1）在Q9或BNC接頭上的視頻信號標準：1Vpp、消隱電平0V，同步電平與圖象電平比例3：7。做為一個傳輸系統(tǒng)，在傳輸?shù)倪^程中必然受到干擾并產(chǎn)生失真。上級（部門）的要求：把干擾和失真限制在允許的容限之內(nèi)，經(jīng)常對通道的各項技術(shù)指標進行測試，并對設備進行維護調(diào)整，保證完好的工作狀態(tài)

3、。（對發(fā)射機、微波傳輸、播控中心、衛(wèi)星地面站、有線電視測報指標、進行等級評定）（一） 電視發(fā)射機測試信號發(fā)生器 電視發(fā)射機 電視測試解調(diào)器 視頻自動測試系統(tǒng) （圖2）1（二） 電視中心播控系統(tǒng)測發(fā) 均 矩 分 切 處 逆 分 自試生 衡 陣 理 程 動系信器 放 開 配 換 放 插 配 測統(tǒng)號 大 關(guān) 大 入 試 器 器 器 器 器 器 器 （圖3）電視臺電視工程技術(shù)人員的任務：測試技術(shù)指標、尋找干擾和產(chǎn)生失真的原因、進而采取具體的措施，以提高播出質(zhì)量。（與生產(chǎn)商品的產(chǎn)品質(zhì)量要求一樣）二 視頻信號的失真失真，這是一個相對的概念，相對于理想狀態(tài)或原有事物的變化程度，利用失真這一概念，通過檢查信號

4、在傳輸前后的變化情況來分析設備的性能。（不是一般正弦信號的失真，而是電視視頻信號的線性和非線性失真，是電視原理中最重要和最基礎(chǔ)的內(nèi)容之一）（一） 線性失真1. 定義 由于系統(tǒng)特性而產(chǎn)生的失真，與信號本身幅度無關(guān)，輸出信號與輸入信號之間保持線性關(guān)系：U2=KU1 U1輸入信號、U2輸出信號、K傳輸函數(shù)（頻率或時間的函數(shù)）2. 原因 系統(tǒng)幅頻特性和相頻特性不均勻，是由于電路中存在電抗性元件及各種分布參量引起。3. 分析方法 頻域法 失真表現(xiàn)為傳輸系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性（群延時頻率特 性） 特點與局限：組成系統(tǒng)內(nèi)線路的電抗性元件都表現(xiàn)為頻率的函數(shù)，分析系統(tǒng)較直接，但對圖象質(zhì)量和損傷程度聯(lián)系不緊，直

5、接估計對圖象質(zhì)量影響程度比較困難。 時域法 失真表現(xiàn)為脈沖過渡特性的失真，即信號波形的失真。2 特點：與圖象質(zhì)量和損傷程度有比較緊密的對應關(guān)系（電視信號直接形成圖象，波形失真立即反映為圖象失真，更為直觀）。 兩者關(guān)系 復頻域函數(shù) F（）= f（t）e-jt dt - 1 時域函數(shù) f（t）= 2 F（）ejt d - 國際上規(guī)定：兩種方法都是線性失真研究手段，互相補充，但當測量結(jié)果發(fā)生矛盾時，以時域法為準。4. 線性失真的分類 短時間波形失真 亮度信號 行時間波形失真 K系數(shù) 場時間波形失真 長時間波形失真時間 幅度失真 幅頻特性失真域 色度信號 頻率域 相頻特性失真 相位失真 （群延時特性）

6、 增益差 色度亮度 時延差 表1（二） 非線性失真1. 定義 信號在傳輸中引起的失真與被傳輸信號本身的幅度有關(guān)時，這種失真稱非線性失真，輸出輸入信號之間已經(jīng)不是簡單的線性關(guān)系。 U2=K（U1）U1 傳輸函數(shù)K（U1）不僅是頻率（或時間）的函數(shù)，而且是輸入信號的函數(shù)。32. 原因 由非線性元器件引起，它們的參數(shù)隨作用于它們的信號電平而變化。（信號電平大小影響）3. 方法 時域法：研究有代表性的特定波形通過傳輸系統(tǒng)的失真情況，而不采用聲頻測量中使用的測量諧波幅度來表征非線性失真系數(shù)。4. 平均圖象電平的影響 傳輸系統(tǒng)的非線性與信號動態(tài)范圍有關(guān)，不同圖象內(nèi)容的信號平均值不同，因此考查系統(tǒng)的非線性失

7、真需考查不同平均圖象電平APL下的失真指標，三種情況：12.5%，50%，87.5% （圖4） 5.非線性失真的分類 亮度信號非線性失真 色度增益非線性失真 色度信號非線性失真 圖象信號非線性失真 微分增益（DG） 色度相位非線性失真 微分相位（DP） 色度亮度交調(diào)失真視頻信號 同步脈沖非線性失真 同步信號靜態(tài)非線性失真 色同步非線性失真 同步信號非線性失真 同步脈沖非線性失真 同步信號動態(tài)非線性失真 色同步非線性失真 表24（三） 線性失真與非線性失真的主要差別是否產(chǎn)生新的頻譜成份是區(qū)別線性失真與非線性失真的標志 失真 類型與輸入信號幅度的關(guān)系 輸出與輸入 信號的關(guān)系 傳輸函數(shù)新的頻率 成分

8、失真產(chǎn)生 的 原因線性失真 無關(guān)呈線性關(guān)系K（f）為f.t的函數(shù)不產(chǎn)生電抗元件分布參數(shù)非線性失真 有關(guān)呈非線性關(guān)系K（U1）為輸入信號U1的函數(shù) 產(chǎn)生非線性元器件 表3三 主要運行技術(shù)指標的測試與分析（一） K系數(shù)1. 定義 把各種波形失真按人眼視覺特性給予不同評價的基礎(chǔ)上來度量圖象損傷的一套系統(tǒng)方法。K系數(shù)包括行時間波形失真Kb、2T正弦平方波與條脈沖的幅度比Kpb、2T正弦平方波失真Kp、場時間波形失真K50。K系數(shù)中，K50不計，在測定的Kb、Kpb、Kp中，取絕對值最大者，做為K系數(shù)指標。2. 測試 測試波形 2T脈沖與條脈沖 （圖5）注意 發(fā)射機關(guān)聲機、解調(diào)器關(guān)聲音濾波器3. 2T正

9、弦平方波失真Kp計算 放大2T波形 Kp= ×100% Kp= ×100% Kp= ×100% 取計算最大值作為Kp （圖6）5意義2T正弦平方波底部兩側(cè)產(chǎn)生的回波失真反映被測通道的相頻特性失真。影響 導致圖象出現(xiàn)多重輪廓，造成重影，使清晰度下降。4. 2T正弦平方波與條脈沖幅度比Kpb計算Kpb = ×100% P L （圖7）意義 反映被測通道的幅頻特性失真（由于條幅信號通過系統(tǒng)不會發(fā)生變化）影響 圖象清晰度的變化A 通道帶寬不夠或高端下降、2T高度下降，表現(xiàn)圖象細節(jié)變淡、邊緣輪廓不清。B 幅頻特性高端抬高、2T高度上升，使圖象輪廓、細節(jié)加深，并出現(xiàn)

10、明顯鑲邊、重影現(xiàn)象。公式中除4的規(guī)定 由于人眼對圖象細節(jié)、邊緣輪廓的單純加深或變淡不夠敏感，對于產(chǎn)生同等的圖象質(zhì)量損傷所允許的2T幅度變化大一些。（加大分母倍數(shù)）（Kp、Kpb也就是短時間波形失真）5. 行時間波形失真Kb計算 Kp= ×100% （圖8） （圖9）6意義 （由于條脈沖信號平頂部分持續(xù)時間較長）反映被測通道行頻至500K的中頻失真，代表圖象中較大尺寸內(nèi)容在水平方向的亮度變化（由于電視箝位作用每行發(fā)生一次），反映箝位電路質(zhì)量。影響 圖象沿水平方向界限不清，嚴重時造成水平方向拖尾。6. 場時間波形失真K507. 長時間波形失真8. 亮度信號的線性失真類型小結(jié)亮度信號的 失

11、真類型 短時間失真 Kp、Kpb 行時間失真 Kp場時間失真 K50 長時間失真對應的持續(xù) 時間象素（一個或數(shù)個）0.1-1us 行期間 1-64us 場期間64us-20ms 多幀 20ms-幾十s測試波形2T脈沖/條信號2T脈沖/條信號中的條信號場頻方波APL變化,每隔數(shù)秒跳變的平場信號對圖象的影響對應圖象細節(jié)、邊緣、輪廓的變化水平方向的亮度變化、拖尾和模糊圖象垂直方向的亮度不均勻背景亮度不真實 圖象閃動產(chǎn)生的原因頻帶寬度不夠或高頻補償不當中頻頻譜分量的幅度特別是相位失真。箝位電路存在問題低頻相位失真，箝位電路不佳與交流耦合級，反饋環(huán)路低頻特性電路阻尼、電源去耦電路、低頻補償電路等有關(guān) 表

12、4（二） 色亮增益差K1. 定義 把一個具有規(guī)定的亮度和色度分量幅度的測試信號送到被測系統(tǒng)的輸入端，輸出端信號中亮度分量和色度分量幅度比與輸入端幅度比的改變稱色亮增益差。72. 意義 通道對色度分量和亮度分量的放大不一致。3. 測試經(jīng)典法 失真波形K=×100% （圖10） 從頻譜角度看，這種波形分別代表視頻低端 和高端的情況，嚴格地說是代表了亮度信號的低中頻分量與色度信號間的關(guān)系，理論上并不能充分代表整個信號與色度信號之間的關(guān)系（亮度6M），由于亮度信號能量以低頻成分 圖11 為主，所以，還是認為20T正弦平方波能代表亮度信號。自動測試系統(tǒng) 直接測出色度與亮度的幅度進行計算。 條

13、與 幅度 （圖12）4. 影響 色飽和度失真，類似色飽和度調(diào)節(jié)不當，K為負，圖象色彩變淡、暗淡、人物神色不佳；K為正，顏色過濃、輪廓不分明，類似兒童填色畫，缺乏真實感。85. 原因 傳輸通道幅頻特性不好；色度、亮度通道幅頻特性不一致。（三） 色度亮度時延差1. 定義 當輸入一個與K相同的測試信號，輸出在亮度分量與色度分量的調(diào)制色絡波形的相應部分在時間關(guān)系上出現(xiàn)的差值，稱。2. 測試 以納秒ns為單位，規(guī)定色度分量時延 大于亮度分量時延為正。 （圖13）3. 影響 （色度信號與亮度信號不能同時到達顯示端），彩色套色不準，在水平方向出現(xiàn)彩色鑲邊，人眼比較敏感感。4. 原因 傳輸通道群延時頻率特性不

14、平坦，中頻濾波器特性變化，中頻帶寬不夠等。5. 改善措施 K、失真往往同時產(chǎn)生四種情況可用波形觀察： K為 - K為 + K為 + K為 為 + 為 - 為 + 為 （圖14）使傳輸通道中色度通道和亮度通道幅頻特性相一致，注意通道中各個環(huán)節(jié)的阻抗匹配，保證設備反射損耗指標盡可能大，中頻和高頻通道的群延時頻率特性應該平坦。9（四） 幅頻特性1. 定義 從場頻至系統(tǒng)標稱截止頻率的頻帶范圍內(nèi)，通道輸入與輸出之間相對于基準點頻率（250K）的增益變化，以dB為單位。2. 測試多波群 20lg 圖15 頻率的取定盡量避免彼此間的整倍數(shù)關(guān)系，以減少彼此的諧波互相影響?？紤]把副載波4.43M夾在中間，便于估

15、計通道對它的影響。3. 影響 高端：圖象清晰度。 4.43M：不僅影響亮度、對色度信號產(chǎn)生影響，而且影響K、。4. 電視發(fā)射機幅頻特性測試射頻幅度/頻率特性用掃頻法，直觀，可觀察負邊帶情況，以1.5M做為基準。但這只是末級功放情況，不反映整機幅頻特性。視頻幅度/頻率特性測出的是整機幅頻特性，反映指標較符合實際情況。注意：A.解調(diào)器的聲音濾波器 最好去掉伴音載頻，關(guān)掉解調(diào)器聲音 濾波器進行測試 （圖16） B.基準換算。自動測試系統(tǒng)測出的是視頻幅度/頻率特性，這是以250K方波做為基準的。如用1.5.M作為基準，則可換算如下：例： 0.5 1.5 2.5 4.0 4.8 5.8以250K為基準

16、1.5 1 1.5 -1 -1.5 -3以1.5M為基準 0.5 0 0.5 -2 -2.5 -4 各群階同時減去1.5M（基準群階）的測試值10 C.發(fā)射通道“振幅/視頻特性”等級標準（暫行） 等級 指標（dB）頻率甲乙丙0.5±0.5±1.0+1.0-1.51.5±0.5±1.0+1.0-1.52.5+0.5-1.0+1.0-1.5+1.0-2.04.0+0.5-1.0+1.0-1.5+1.0-2.04.8+0.5-1.0+1.0-1.5+1.0-2.05.8+0.5 -6.0+1.0-7.0+1.0-8.0 表5 以上是線性失真（五） 亮度非線性1

17、. 定義 當平昀圖象電平為某一定值時，將起始電平從消隱電平逐步增加到白電平的小幅度階躍信號加至被測通道輸入端、輸出端相應各階躍幅度比值間的最大差值。2. 測試 輸入 輸出 ×100% （圖17）3. 現(xiàn)象 圖象失去灰度，層次減少，分辨率降低（由于色度信號是迭加在亮度信號上），產(chǎn)生色飽和度失真。114. 原因 （前面已提過）元器件的非線性造成，工作點不對，輸入幅度過大。（六） 微分增益失真DG1. 定義 由于圖象亮度信號幅度變化引起色度信號幅度的失真。2. 測試 在平均圖象電平為某一定值時。 ×100% （圖18） 3. 影響 不同亮度背景下的色飽和度失真，影響彩色效果（如穿

18、鮮紅衣服從暗處走向亮處，鮮紅衣服變濃或變淡）。 （七） 微分相位失真DP1. 定義 由于圖象亮度信號幅度變化引起色度信號相位的失真。2. 測試 輸入信號與DG相同，以消隱電平上副載波信號的相位角為基準，其他亮度電平上副載波的相位角超前于基準電平相位角時為正。123. 影響 在不同亮度背景下，色調(diào)產(chǎn)生失真，由某種顏色變成其他顏色（如穿鮮紅衣服從暗處走到明處，鮮紅衣服就偏黃或偏紫）。4. DG、DP失真原因 色度信號4.43±1.3M處在視頻高端，易受通道中分布參量影響：工作點的不正確對結(jié)電容影響大，從而影響傳輸通道的阻抗參量（發(fā)射機上DG、DP預失真調(diào)整小合調(diào)節(jié)的黑白拐點就是調(diào)整工作點

19、）。5. 措施 傳輸通道中視頻放大器和視頻處理單元要有足夠大的動態(tài)范圍，改善傳輸通道的幅頻特性和相頻特性，嚴格控制元器件分布參量的影響。6. 發(fā)射機的DG、DP測試去掉第5階不計入指標。（原因：第5階迭加副載波后超過亮度電平100%，產(chǎn)生過調(diào)制）測DG 時可用濾波器濾掉亮度分量。（根據(jù)波形進行調(diào)整） （八） 色度-亮度交調(diào)失真1. 定義 把規(guī)定幅度的色度信號迭加在恒定幅度的亮度信號上并加至被測通道的輸入端，而平均圖象電平保持在某一特定值時，輸出端由于迭加的色度信號而引起亮度信號幅度的變化。2. 測試 輸入 輸出 ×100% （圖19） （圖20） 在彩色信號中，色度信號是迭加在亮度信

20、號上的。由于系統(tǒng)非線性存在，會使色度信號的正負半周失去對稱性，相當于產(chǎn)生了一個直流分量Y（軸移）。它使亮度信號出現(xiàn)非線性幅度失真，失真大小隨副載波幅度變化，是DG 的逆過程。133. 影響 圖象出現(xiàn)彩色字幕時，失真較明顯，彩色字幕相對應的背景亮度上的對比度產(chǎn)生失真。（九） 信噪比雜波是除有用信號以外任何無用信號和各種電磁騷動的總稱。1. 隨機信噪比定義 S/N=20lg （dB）測試 （圖21） 在三個電平上0%、50%、100%上測量噪聲電平，取最大值作為指標。（建議50%處）隨機信噪比的統(tǒng)一加權(quán) 隨機信噪比測的是整個頻譜上的雜波，但是高頻的雜波干擾在圖象上表現(xiàn)的是細小的微粒，人眼不易察覺。

21、因此加上一加權(quán)網(wǎng)絡，使干擾的情況符合人眼觀看的實際狀況（這就是隨機信噪比的加權(quán)）。 加權(quán)降低約8dB加權(quán)網(wǎng)絡特性 加上了主觀評定因素 （圖22）產(chǎn)生原因及措施 A.防止外來干擾 B.采用低噪電路，采用雜波系數(shù)小的器件，注意分布參數(shù)的影響。 C.適當增大輸入信號142. 周期信噪比定義 電源干擾：1K以內(nèi)交流聲及其諧波的干擾 S/N=20lg （dB）測試 A.時域法 直接按定義測出 B.頻域法 由于場同步帶有50周及諧波分量，因此需去除場同步分量，幀斷信號。現(xiàn)象 靜止或滾動的黑道或黑帶，嚴重時垂直方向圖象扭動，破壞同步。原因 穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)大，空間交流電磁場感應，接地不良或地線布置不合理（接地點地電位不同引起的共模干擾），箝位電路不良。措施 改善電源設備，改善紋波系數(shù)，交流變壓器布置合理，注意電源線、地線的走向，接地電阻要小。（對地電位不同的電源干擾，采用共模抑制的校正設備；UPS，使整個信號浮起來；隔離變壓器；哼聲抑制器等）