深入探討液晶電視射頻信號測量條件
液晶電視射頻信號表現(xiàn)的性能如何？該用什么測量方法？須設(shè)定哪些測量條件﹖怎么知道要測量哪些項目,？所訂定的測量項目對液晶電視射頻信號品質(zhì)的涵蓋是否足夠,？以上是研發(fā)及測量工程師最常被問到的問題。
針對上述的問題，大多數(shù)的工程師要不是回答不出來就是僅有支離片斷的答案，狠少有工程師能回答出有系統(tǒng)并具體可行之方案。由此可知上述問題的解決是急切需要,，因為液晶電視射頻信號品質(zhì)的「Know How」盡在其中。
一般操作條件下的初始測試
初始測試是指在正式測量前的「function test」,，目的是了解待測液晶電視是否能作動,。(如果根本就沒有影像或聲音,，還要測什么呢？)如果初始測試結(jié)果失敗,，應(yīng)將待測物退回研發(fā)單位改善后再行重測,。初始測試的目的非常直觀，一般只需用手操作及目視,、聽力等感官檢查,。往往不需記錄數(shù)據(jù)結(jié)果，僅以「pass」,、「fail」表示,。
初始測試結(jié)果不允收情況如下：
1.不同步
2.影像或聲音交越失真
3.失去解析度
4.灰階變異
5.影像或聲音有雜訊
6.顏色錯誤
7.顏色擴散
8.失去顏色(變黑白)
9.聲音扭曲
10.初始測試項目
使用者操作測試
各輸入端口(RF和baseband)應(yīng)接信號線，在各種信號源模式下作測試,。
使用遙控器每個按鈕都按,，看是否有作用，看影像及聲音是否有出來,。
輸入信號準位測試
1.使用RF和1kHz音頻信號當信號源,。
2.變動所輸入的RF信號強度，看看影像及聲音是否有變化,。如果待測機種有設(shè)計基頻輸出端口,，波型及強度也要檢查。
3.如果待測機種有設(shè)計基頻輸入端口,，應(yīng)輸入標準基頻輸入信號強度變動±3dB,，看看影像及聲音是否有變化。
頻道選擇及多頻道電視信號源測試
1.使用RF和1kHz音頻信號當信號源,。
2.選擇所設(shè)計頻道是否影像及聲音都可完整表現(xiàn),。
電源電壓變動影響測試
1.使電源電壓變動為標準電壓值±10%。(如果客戶的規(guī)格不是±10%,，使用客戶規(guī)格,。)
2.檢查影像同步、顏色同步,、影像大小變化,、黑色準位變化、諧調(diào)轉(zhuǎn)移,。
電源消耗測試
1.測試條件：
◆電源電壓及頻率：由客戶規(guī)格
◆視頻測試信號：三垂直條狀信號(three vertical bars signal)
◆音頻測試信號：1kHz正弦波信號
◆信號輸入：RF和baseband
◆聲音通道調(diào)變：100%
◆輸入信號強度：標準輸入信號強度
◆Rf輸入測試頻道：典型頻道
2.設(shè)定對比和亮度達到：
◆白色強度：150 cd/m2在525條系統(tǒng)
80 cd/m2在625條系統(tǒng)
◆黑色強度：2cd/m2
◆設(shè)定所有聲音通道的聲音強度以1kHz單音頻信號可得50mW
3.以精確的功率計測量功率
4.注意事項：
◆如果待測電視同時有射頻與基頻的輸入端口,，以射頻輸入為基準。
◆如果待測電視同時有多聲道,，各聲道都要符合以上的能量強度。
◆功率測量應(yīng)包括a.c adaptor及變壓器等,。
測量必要條件
環(huán)境條件
測量及機構(gòu)的檢查應(yīng)在溫度溼度及氣壓綜合條件下進行,，依以下限制條件：
◆氣溫：15℃～35℃,，20℃較合適
◆相對溼度：25%～75%
◆氣壓：86kPa～106kPa
如果設(shè)備是設(shè)計用在汽車上，氣溫條件暫定5℃～45℃(最終確認值尚在考慮中),。如果製造者發(fā)現(xiàn)所指定的氣候條件不同於以上所述,，應(yīng)選用IEC60068-1所指定的條件進行測量。
電源供應(yīng)
考慮以下幾種型式的電源供應(yīng)：
◆中央式：任何集中式的交流或直流電源
◆電池式：蓄電池,，主電池或類似電源例如太陽電池,，燃料電池等
◆交流變壓器：轉(zhuǎn)成較低直流電壓源并符合接收器規(guī)格
在測量時所使用電源型式，電壓及內(nèi)電阻應(yīng)和接收器的電源規(guī)格一致或非常接近,。使用任何替代品應(yīng)在測試報告中註明,。
接收器如果使用一種以上的電源型式每一種均要測量。注意—在這方面,，交流及直流的中央式電源應(yīng)當成不同的電源型式考慮,。測量接收器特性時應(yīng)在額定的電壓條件下進行。測試時電壓的上下波動不應(yīng)超過±2%,。當使用中央式交流電源,，頻率變動和諧波成份分別不應(yīng)超過±2%及5%。
為了要確定電源電壓變動對接收器特性的影響,，可以作過電壓及低電壓的補充測試,，以製造廠的規(guī)格為依據(jù)。
穩(wěn)定時間
為了確定在測試開始時,，接收器特性并不會隨時間而有明顯的變化,，接收器應(yīng)在標準測試條件下操作一段足以使特性穩(wěn)定的時間。
影像測試信號
影像測試信號應(yīng)是電子式產(chǎn)生,。測量圖像成份的振幅是以從空白準位到參考白色準位的百分比表示,。同步信號波峰在NTSC系統(tǒng)是－40﹪，在PAL及SECAM系統(tǒng)是－43﹪,。在信號波形中除了NTSC colour bar signal中的一個外其他均無基臺(set-up),，所以黑階準位和空白準位(blanking level)一致。如果待測接收器的系統(tǒng)需要基臺,，黑階準位等於空白準位加上基臺準位,。
5.Composite test pattern signal(組合測試模型信號)
一組合測試模型態(tài)信號由儘可能提供更多電視系統(tǒng)表現(xiàn)訊息的單色和彩色信號成份的組合所形成的。這一模型至少應(yīng)包括以下項目：
◆圓形,，和等距水平和垂直線對直線度和色彩收斂度檢查
◆標誌來檢查方向比例(aspect ratio)
◆已知從5～10亮度步階的亮度來作漸層檢查
◆在圖形區(qū)域中央和4個角落垂直和水平定義的楔形
◆不同寬度的垂直條狀或一楔形和給定黑－白和白－黑轉(zhuǎn)換的水平區(qū)塊來檢查過激(overshoot),，反射和低頻反應(yīng)。
◆參考白準位和黑準位區(qū)域來檢查圖形的最大和最小亮度,。
◆用來檢查解碼操作,，色彩轉(zhuǎn)換和亮度/色彩時間相等化的彩色區(qū)域
◆模型信號的平均圖形準位(average picture level APL)應(yīng)近似50%。
聲音測試信號
1.1kHz正弦波信號
2.頻率可變正弦波信號
正弦波信號頻率范圍50Hz～15kHz
射頻電視信號
射頻電視信號是指1個視訊載波和2個或2個聲音載波的載波集合。
1.載波準位
射頻電視信號準位是指經(jīng)調(diào)變后的視訊載波準位,。
視訊載波準位在負調(diào)變時應(yīng)以同步脈波期間的頂峰振幅的均方根值表示,，在正調(diào)變時應(yīng)以白色參考信號頂峰的均方根值表示。
聲音載波準位是指在未調(diào)變時的均方根值,。
2.參考調(diào)變
視訊載波調(diào)變度百分比的定義值應(yīng)和待測接收器設(shè)計的電視標準一致,。
視訊載波參考調(diào)變度百分比在以白色參考信號來調(diào)變時應(yīng)是100%，就像以下表3,、表4,。
3.單音頻道(Monophonic channel)
調(diào)幅聲音載波：54%在1kHz
調(diào)頻聲音載波：54%在1kHz
4.立體聲頻道(Stereophonic channel)
左右聲道均是以在相同準位下相同極性的單一正弦波來調(diào)變。
副載波系統(tǒng)：30%在1kHz
雙載波調(diào)頻系統(tǒng)：54%在1kHz
NICAM系統(tǒng)：全范圍(Full-scale)減20dB在1kHz
5.外加聲音頻道(Additional channel)
副載波系統(tǒng)30%在1kHz
測試頻道
VHF 90MHz～222MHz
UHF 470MHz～770MHz
SHF 11.7GHz～12.2GHz
除非另有規(guī)定,，測試用代表頻道應(yīng)根據(jù)以表4的準則來選擇,。
各頻道特性并不會被頻帶所影響，任何一個從VHF和UHF頻帶所選出的頻道均可被當作典型頻道,。
標準射頻輸入信號準位
當以一75Ω電阻來作終端,，在天線終端的標準射頻輸入信號準位應(yīng)是70dB(μV)。這個值所對應(yīng)的可得功率是－39dB(mW),。
標準基頻帶輸入信號準位
每個在基頻帶信號輸入終端的影像信號輸入電壓值應(yīng)遵照表5定義值：
聲音頻道的聲音信號的標準輸入電壓在1kHz聲音信號輸入終端應(yīng)是500mV r.m.s.,。
射頻輸入信號準位
接收器的射頻輸入信號準位是以終端電壓(terminal voltage)表示。終端電壓是指跨在以特定終端阻抗終止的產(chǎn)生器的終端的電壓,。
假定接收器的輸入阻抗是75Ω,。如果使用匹配、平衡或結(jié)合網(wǎng)路,，終端電壓就是跨在這些網(wǎng)路的75Ω終端電阻的電壓,。對有指定75Ω來源阻抗輸入電路的接收器，輸入信號準位應(yīng)以dB(μV) over 75Ω表示,。
在不同阻抗下直接比較功率公式：
E′＝E＋10㏒10(R÷75)
在這裡
E′為跨在電阻RΩ的信號準位,，以dB(μV)表示
E為跨在75Ω的信號準位，以dB(μV)表示
R為電阻,，以Ω表示
對內(nèi)建天線接收器,，輸入信號應(yīng)以場強項表示為dB(μV/m)。
對需應(yīng)用非常低的輸入信號準位的測試,，應(yīng)小心考慮進入接收器的干涉信號,，任何私用的方法，不影響測量結(jié)果,。
顯像裝置輸出電壓
顯像裝置輸出電壓應(yīng)測量該裝置的驅(qū)動端并以對應(yīng)白色準位和黑色準位差的峰對峰電壓來表示,，不包括同步及空白成分。顯像裝置標準輸出電壓定義為應(yīng)用一包含參考白和黑準位的一reference pattern signal而在環(huán)境周遭沒有亮度下,，對比和亮度被調(diào)整可得到如表7的亮度值的輸出電壓,。如果這樣的亮度值無法得到,，應(yīng)使用composite test pattern來調(diào)出最佳影像品質(zhì)，得到對比和亮度位置,。在這樣設(shè)定下實際的亮度值應(yīng)和結(jié)果一併記錄,。
Reference pattern signal應(yīng)在pattern的中央包含一白色參考部份以及50%的APL。Three vertical bar signal滿足這些要求,，但如果其他的測試信號滿足這些要求也可以使用。
白色亮度應(yīng)可用亮度計在中間小區(qū)域來測量,。注意螢?zāi)坏牧炼仍谡麄€螢?zāi)皇遣痪鶆?，邊緣會比較暗。不要使用(100/0/75/0/)colour bar signal作亮度測量,，因為白色部份并不在圖形中央,。此外指定測試圖形的APL是必要的，因為白色亮度可能隨接收器的APL而變,。
在基頻帶信號輸出端的輸出電壓
如果要調(diào)整在基頻帶信號輸出端的輸出電壓應(yīng)等於表8的值：
標準聲音輸出信號準位
1.單一喇叭輸出功率
當以一個和喇叭阻抗相當?shù)碾娮铻榻K端在1kHz測量,，一個聲音頻道的標準輸出功率應(yīng)比1kHz的額定輸出功率低10dB。
2.在基頻帶信號輸出端的輸出電壓
單一聲音頻道的聲音信號的標準輸出電壓,，如果可調(diào),，當以額定阻抗為終端在1kHz基頻帶信號輸出端測量應(yīng)是500mV r.m.s.
諧調(diào)(Tuning)
當接收器的諧調(diào)是可調(diào)整的，應(yīng)調(diào)到以compoite test pattern有最好的影像品質(zhì)及以1kHz聲音輸出有最低扭曲和噪音,。當接收器是以頻率綜合器的方法作諧調(diào),，這方法將是常態(tài)頻道諧調(diào)。注意—如果諧調(diào)方法不同於可以得到最佳影像品質(zhì)的諧調(diào)方法,，這結(jié)果應(yīng)該註明,。
影像的對比和亮度
對比和亮度控制應(yīng)設(shè)在由製造者建議或預(yù)設(shè)的位置。如果這位置未給定,，應(yīng)使用composite test pattern來調(diào)出最佳影像品質(zhì),，得到對比和亮度位置。在以上的條件下顯像對比的設(shè)定和影像輸出電壓分別定義為常態(tài)(normal)比設(shè)定及常態(tài)亮度設(shè)定,。
影像輸出控制
如果有提供基頻帶輸出端的影像輸出控制,，應(yīng)設(shè)定在基頻帶信號輸出端的輸出電壓準位。
圖像(品質(zhì)加強)控制或開關(guān)
如果有提供圖像(品質(zhì)加強)控制或開關(guān),，應(yīng)設(shè)定在常態(tài)品質(zhì)位置,。
彩色(飽和)和色調(diào)(hue)控制
彩色(飽和)和色調(diào)(hue)控制應(yīng)設(shè)定在常態(tài)位置。如果沒有標明這位置,，應(yīng)以single colour bar signal來調(diào)到最佳圖像品質(zhì)位置,。
同步控制
如果有提供同步控制應(yīng)設(shè)定在全部調(diào)整范圍的中央位置。
自動增益控制
自動增益控制應(yīng)調(diào)在製造廠所設(shè)的初始位置,。
自動亮度控制
如果有提供,，應(yīng)使它不作用,。
聲音控制
如果有聲音信號出現(xiàn)，聲音控制應(yīng)依以下來調(diào)整：
聲音頻道的音量控制應(yīng)設(shè)定在可以得到標準聲音輸出信號準位,。單一聲音頻道的聲音信號的標準輸出電壓,，如果可調(diào)，當以額定阻抗為終端在1kHz基頻帶信號輸出端測量應(yīng)是500mV r.m.s.,。聲音頻道的音調(diào)控制,，如果有提供，應(yīng)設(shè)定在機器中央或在輸出得到最平坦的聲音頻率響應(yīng),。立體聲的平衡控制,，如果有提供，應(yīng)設(shè)定在左右聲道平衡輸出,。
其他
其他使用者控制,，如果有提供，應(yīng)設(shè)定在能得到最佳的圖像及聲音位置,。如果內(nèi)部調(diào)整像是聚焦,、白平衡、純度和收斂度有需要,，這些應(yīng)設(shè)定在能得到最佳的圖像品質(zhì)位置,。
標準目視條件
除非另有規(guī)定，主觀評定測量應(yīng)遵照表10的條件,，見表11～13,，總合評價是以干擾評價值中的最差值訂定的。
注意,，如果在白色準位無法達到以上規(guī)格亮度,，實際亮度值應(yīng)隨測試結(jié)果一起記錄。如果色彩飽和度因亮度設(shè)定在以上標準規(guī)格而有所改變,，調(diào)整色彩控制來獲得最好飽和度,。測試室和螢?zāi)涣炼戎祽?yīng)隨測試結(jié)果一起記錄。
一般條件
除非另有規(guī)定,，以下一般條件都應(yīng)被遵守,，如在開始每個測量項之前，待測接收器在額定電源供應(yīng)下應(yīng)遵照3.6.3標準接收器設(shè)定的規(guī)定,。聲音載波和基頻帶聲音信號不會出現(xiàn)除非測量方法需要,。基頻帶輸入影像信號是composite video signal或Y/C signal型式
測量相關(guān)術(shù)語定義
信號強度
信號強度被認為等於未調(diào)變射頻信號有相同的波峰封包振幅的均方根值以及已調(diào)變電視信號在波峰振幅的均方根值,。
圖像調(diào)變百分比
圖像調(diào)變百分比以線性尺度來表示在各瞬間圖像信號準位：0%圖像調(diào)變對應(yīng)黑準位,、100﹪圖像調(diào)變對應(yīng)白準位。注意—色彩信號調(diào)變波峰可能超過這些值,。
聲音調(diào)變百分比
聲音調(diào)變百分比以線性尺度來表示,。
封包數(shù)位
封包數(shù)位以線性尺度來表示在任何給定的瞬間視訊射頻信號數(shù)位,。
亮度
在一給定方向的亮度是指以觀察方向為準任何表面的單位投影面積亮度密度，亮度值以單位平方米燭光表示(cd/m2),。
彩度
色彩刺激特性定義在CIE 1931標準彩度系統(tǒng)座標(x,y)或CIE 1976統(tǒng)一彩度系統(tǒng)(u′,v′)
組合(composite)
影像信號
組合影像信號是由亮度,，彩度和完整的同步訊息所組成的信號，也可包括數(shù)字資料,。
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