使用4000系列数字荧光示波器进行视频测量

2014-09-17 12:01:32来源: ednchina

  引言

  不管是调试视频装置还是设计一个新机顶盒,进行视频测量都是一个主要挑战。视频波形非常复杂,经常把表示视频图像的信号与显示图像所需的定时信息组合在一起。视频信号可以采用各种不同的标准和格式,每种标准和格式都有自己的特点。某些视频测量要求专用仪器,如泰克业界标准波形监测仪、视频测量仪表和矢量显示器。也可以使用通用示波器进行许多常见的测量,只要该仪器拥有适当的采集和测量功能即可。

  在本应用指南中,我们将考察关键视频测量问题,说明它们与不同类型的示波器的关系。我们还将演示怎样使用泰克4000系列数字荧光示波器进行常见的视频测量。

  基本视频标准和格式

  有许多不同的视频标准和格式。某些系统如NTSC、PAL和SECAM,已经使用了几十年,通常称为“标清”电视。比较新的系统如高清电视(HDTV)则通过提高图像内部的行数和像素数量,提供了更高的清晰度。视频信号的来源很多,包括摄像机、扫描仪和图像终端。传输时在RF载波上没有调制的信号称为基带视频信号,包括模拟陆地系统或电缆传输系统中使用的大多数视频信号。一般来说,基带视频信号在开始时是三种分量模拟或数字信号,代表着三原

色,即红色、绿色和蓝色(RGB)三种分量。这些信号通常会经过多次转换,然后才到达电视监视器。

标清视频系统的典型方框图

  图1 标清视频系统的典型方框图

  图1是典型的视频系统方框图。不管系统是标清还是高清,其中的步骤类似。注意,在来源和目的地之间,视频信号会多次变换格式。为设计和调试这些系统,测试设备必须能够考察每种格式的信号。

  转换

  第一次格式变化发生在第一步,即转换。为更容易处理,原始的RGB信号通常会转换成三个分量信号:Luma信号或Y以及从Y导出的两个色差信号,通常是B-Y和R-Y。

  根据使用的标准或格式,可以改变色差信号。例如,对SMPTE模拟分量系统,它们可以改变标度,变成Pb和Pr。在NTSC合成系统中,色差信号的标度变成I和Q。对PAL系统,它们变成U和V,依此类推。一旦转换之后,可以分配三个分量信号进行处理。

  处理

  在我们旋转电视监视器上的控制按钮时,我们只能改变图像的显示方式。在视频信号中,可以编辑、混合或改动视频信号,准备进行传输和查看。可以组合视频分量信号,形成一个合成视频信号(如在NTSC、PAL或SECAM系统中)。它们可以保持独立的不同分量信号(如在RGB图像和HDTV系统中)。它们可以分成不同的流明和色度信号(如在Y/C系统中,如S-VHS或Hi-8)。它们甚至可向上变换成HDTV信号。

  合成视频

  合成视频信号是传统广播和有线电视应用中最常见的信号,之所以称为“合成”信号,是因为它们包含组合成一个信号的多个信号分量。在北美和日本,NTSC标准定义了Luma(黑色和白色信息)、色度(色彩信息)和同步(定时信息)编码成合成视频信号的方式。在大多数其他国家中,PAL和SECAM标准提供了同样的功能。这些标准中在一对色彩副载波上调制色度信号。然后调制的色度信号增加到流明信号中,构成视频信号的活动部分。最后增加同步信息。尽管很复杂,但这种合成信号可以在一条同轴电缆上传送,这是一种优势。

  分量视频

  然而,电视演播室会首选分量视频信号,这些信号生成、记录和处理起来比较简单,可以在信号上结合应用切换、混合、特效、色彩校正、降低噪声和其他功能。与合成视频一样,由于没有编码/解码过程,分量视频系统和设备更容易保持信号完整性,可以实现更高的图像质量。分量视频的缺点是必须在不同电缆上传送信号,限制了信号传送的距离,要求认真匹配信号路径。

  Y/C视频

  Y/C视频是S-VHS和Betacam系统中使用的折中解决方案。Y/C是一种分量格式,它在一对色彩副载波上调制色度信号,但色度信号会与流明信号分开。这最大限度地减少了合成系统的流量/色度影响,同时简化了分量系统的频道间定时问题。可以在一条专用电缆上传送Y/C信号。

  高清电视

  基带信号可以处理成(甚至最初就是)高清电视信号。很明显,上变频的标清信号的质量和清晰度不如基本高清信号。我们将在后面更详细地介绍HDTV。

  显示

  在传输之后,显示步骤的目标是准确地复现处理的图像。在合成系统中,信号必须解码成分量形式,然后转换成RGB格式,以便在监视器上进行显示。分量视频信号所需的处理较少,因为它们可以直接转换成RGB信号进行显示。

  视频同步

  为复现图像,需要在水平方向和垂直方向同时扫描摄像机和视频显示器(参见图2a)。在隔行扫描系统中,可以交替扫描屏幕上的各个水平行,先扫描奇数行,然后扫描偶数行;在逐行扫描系统中,可以顺序扫描各行。

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关键字:数字荧光示波器  视频测量  机顶盒

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0917/article_9547.html
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