基于LabVIEW的HDTV主控板自动测试系统设计

2014-08-22 13:34:28来源: eefocus

针对人工测试效率低、易受主观影响等不足,设计了基于LabVIEW的高清电视(HDTV)主控板自动测试系统。利用LabVIEW丰富的信号处理、虚拟仪器等图形化编程特点,开发音频及视频图像评价软件。采用基于梯度的结构相似性图像评价算法(GSSIM),提高了测试分析中对模糊失真图像的判别精度。该自动测试系统可大大提高测试效率,并保证产品测试指标的客观性和一致性。

高清电视(HDTV)已成为目前彩电市场的主力军,其核心部件是电视主控板。目前主控板出厂测试普遍采用人工测试方法,但存在如下不足:1)测试效率低,需要人工频繁更换测试工具,费时费力;2)评价主观性强,因依靠人的感官来评判产品好坏,容易造成产品质量参差不齐。因此,开发自动测试系统已成为HDTV生产企业的一项急迫任务。

本文以市场上一款液晶HDTV主控板为测试对象,采用LabVIEW图形化编程,设计测试软件,对采集到的音频、视频信号进行算法分析和评价,并设计友好的人机交互界面和数据管理软件模块,最终提高了产品测试效率,并保证产品质量分析的客观性、一致性。

1自动测试系统总体设计

典型高清电视系统框图如图1所示,主控板包括控制电路和时序电路两大部分。控制电路主要负责音视频信号的接收和处理,并转换为mini—LVDS标准信号;时序电路产生脉冲时序信号,实时将数字图像信号经行、列驱动电路送显示屏显示。



主控板是高清电视的核心部件,出厂前必须严格测试。本文设计的自动测试系统包含上位工控机、音视频信号源、音频采集卡、视频采集卡和可学习性遥控模块等,系统框图如图2所示。



图2中,CHROMA作为音视频信号发生源,通过RS-232与上位机通信,按照上位机命令,输出音视频信号。主控板输出的音频和视频信号分别经过音频采集卡、视频采集卡传输到上位工控机进行分析评价。在测试过程中,可学习型遥控器模块可以模拟红外遥控器,采用单片机开发,实现测试流程的自动切换。本文将重点阐述基于LabVIEW的测试软件设计。

2自动测试软件设计

自动测试软件是该系统的重要组成部分,经分析比较最终选定NI公司的LabVIEW作为开发软件,充分利用其丰富的信号处理、虚拟仪器等图形化编程工具,实现音频信号和图像信号分析算法的软件编程,并开发友善的用户界面,集控制和管理为一体,设计简易实用的HDTV主控板自动测试系统。限于篇幅,本文将重点介绍自动测试软件中的音频分析模块、图像分析模块,以及数据处理等模块。

2.1音频分析模块

音频分析是电视主板测试的一个重要方面,LabVIEW内部包含信号处理和分析的函数库,如各种波形生成VI、滤波函数、频谱测量、失真测量等函数,借助LabVIEW的虚拟仪器框架,可以进行图形化软件编程,搭建音频信号的处理和分析平台。

音频分析模块的输入信号是通过音频采集卡采集并调理的声音信号,信号源是固定频率的单频正弦信号。音频测试常用指标有:

1)信噪比(Signal to Noise):输出信号的电压(功率)与同时输出的噪声电压(功率)的比,一般不应低于70 dB.

2)总谐波失真率(T.H.D):输出信号比输入信号多出的额外谐波成分,是由于系统非线性造成的。当总谐波失真在1%以下,一般人耳分辨不出。

3)总谐波失真率+噪声(THD—N):系统各种谐波造成的失真及器件内外部造成的噪声,一般要求在10%以下。

4)频谱分析:检测信号的谐波成分,对于单频信号来说,其频谱应只有基频。

基于LabVIEW的音频分析软件模块如图3所示。



为测试上述软件模块对音频信号分析的准确性,利用LabVIEW的波形生成器来模拟标准音频信号,并加入高斯白噪声和高频正弦噪声,合成为失真音频信号,再经过信噪比、失真测量、频谱测量等得到测试指标。



图4是音频测试模块的测试结果,给出了测试曲线并同步记录到音频测试文档中。本测试采用幅值为1 V、基频为1 kHz的正弦信号,加入高斯噪声和高频噪声后,经过音频分析得到检测出的基频为1 kHz,THD—N为7.34%,在允许范围(10%)内,THD为0.99%,也在允许范围内,信噪比为22.68dB,低于70 dB.因此,可以判定该主控板音频质量合格。

[1] [2]

关键字:LabVIEW  HDTV  主控板  自动测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0822/article_9354.html
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