在规划设备的初始阶段，若能遵循严谨的工程规范，便可以平顺地转换至高画质（HD）系统。选择正确类型的缆线，以符合HD讯号的高数据速率，是确保安装正确无误的关键。谨慎安装缆线，避免不当地卷曲、扭曲、弯曲或在缆在线加压，以确保高画质讯号从A点顺利传输至B点。在安装时，可以执行简单的测试与量测，以确认每个链接的效能。

压力测试

不同于逐渐衰弱的模拟系统，数字系统倾向正确无误地运作，直到瞬间当机为止。截至目前为止，尚未有非服务中断的余值（Headroom）量测。评估系统作业时，必须执行脱机压力测试。压力测试包含变更一个或多个数字讯号的参数，直至产生错误为止。产生错误所需的变更量，就是余值（Headroom）的量测值。从相关的串行数字视频标准（SMPTE 259M或SMPTE 292M）中的规格开始，向系统施压最直觉的方法，是增加缆线，直到错误开始产生为止。其他测试方法为变更振幅或上升时间，或加入噪声和（或）抖动至讯号。每项测试会评估一个或多个方面的接受器效能，特别是自动均衡器（Equalizer）的范围与准确度，以及接收器噪声的特性。实验结果显示由于缆线长度测试（特别是在与下列章节所述的SDI检查图场讯号一起使用时）代表了实际作业情形，因此成为最具意义的压力测试。接收器处理振幅变更的能力和加入抖动的压力测试，在评估和接受设备时很有用，但在系统作业中并没有太大的意义。（量测发射器的讯号振幅以及量测系统中多个点的抖动，虽然在作业测试中也很重要，却没有压力测试来得重要。）加入噪声或变更上升时间（在合理的范围内）对数字系统的影响不大，在压力测试中也不重要。

缆线长度压力测试

缆线长度压力测试可使用实际的同轴缆线或缆线仿真器来进行。同轴缆线是最简单也最实际的方法。在安装过程中，应该在每个HD链接中额外加入20公尺的缆线，并在标准画质（SD）中额外加入50公尺的缆线，以便为系统提供额外的余值。产生的错误即为要量测的关键参数，因其定义失效点。有了错误量测法，量测质量便取决于错误曲线中弯曲处的锐利度。因此，使用量测仪器来监控眼状图和抖动显示，便可决定讯号物理层的质量。

SDI检查图场

SDI检查图场（又称病理讯号），是一个完整图场的测试讯号，因此必须在脱机服务时才能产生。此为串行数字系统难以处理的讯号，因此是一个需执行的非常重要测试。在数据打散后，在两个不同的图场中，SDI检查图场（SDI Check Field）会拥有最高的低频能量。在统计上，此低频能量大概会在每个讯框产生一次。

SDI检查图场的一个部分会连续产生19个0，再接着一个1（或19个1，再接着一个0），以便测试均衡器（Equalizer）作业。一旦打散器达到所需的起始条件，大约每个图场会这样发生一次。且一旦发生，会持续整个扫描线，并以EAV封包终止。此程序会产生高直流成份，造成设备的模拟功能和处理讯号的传输系统压力。这个部分的测试讯号可能会以亮度值为198 h、两个色度频道（chroma channel）均为300的紫色阴影出现于图像显示的上方。

其他部分的SDI检查图场讯号则设计成以包含20个0再接着20个1的偶发讯号，来检查相位锁定回路的效能。它提供频率撷取最小数目的零交叉（zero crossing）。这个部分的测试讯号可能会以亮度值为110 h、两个色度频道均为200h 的灰色阴影出现于图像显示的下方。

某些测试讯号产生器会使用不同的讯号顺序以及绿色阴影的图像显示，结果均会相同。其中一个讯号组件（以及其他统计上较难找的颜色）可能会以计算机所产生的图形呈现，因此系统能否正确无误地处理SDI检查图场的测试讯号，是非常重要的。

SDI检查图场在数字视频中是完全合法的讯号，但在复合频域中则否。SDI检查图场定义于适用SD的SMPTE Recommended Practice RP178以及HD的RP198中。

CRC错误测试

循环冗余检查（Cyclic Redundancy Check；CRC）可用来提供信息给运算器，甚至也可在事件数据未完整抵达时发出外部警报。CRC会以高画质格式出现于每个视讯扫描线中，并可以选择性插入至标准画质格式的每个图场中。CRC会计算并插入至数据讯号，以便与接收端新计算的CRC做比较。在标准画质格式中，CRC值会插入至切换点之后的垂直间隔中。SMPTE RP165定义了在标准画质视讯格式中，侦测和处理数据错误时可选用的方法。完整图场（Full Field）和有效图像（Active Picture）数据会分别检查，然后每个图场会产生一个16位CRC字符串。「完整图场」检查会涵盖所有传输的数据，除了保留给垂直间隔切换的扫描线外（525条标准扫描线中的第9至11条线，或625条标准扫描线中的第5至7条线）。「有效图像」检查仅涵盖SAV与EAV之间（但不包含SAV与EAV）的有效视讯数据字符串。「有效图像」检查不包含半扫描线的有效视讯。数字监视器可提供CRC值的显示以及所有CRC错误的警报。

在高画质格式中，亮度和色度的CRC排在EAV和扫描线计数辅助数据字符串之后。高画质格式的CRC定义在SMPTE 292M中，排列在EAV和扫描线数字串之后，因此CRC检查是以扫描线为基础。例如波形监视器便会在视讯联机状态显示中出现此数据，并以图场为基础报告错误数目。因此，用户可以监视在传输路径沿途中所接收到的错误数目。在理想的状况下，该仪器会显示零个错误，表示传输路径中没有任何错误发生。如果错误数目开始增加，用户应该开始留意这些增加的错误。当错误增加至每小时或每分钟一次，表示系统已渐渐接近数字悬崖点（digital cliff），此时应该进一步检查传输路径，以便在系统达到数字悬崖点之前，隔离产生错误的原因，否则将难以隔离路径中的错误，此项作业可以使用具有眼状图与抖动显示的波形监视器完成。

从图像监视器上也可发现可见的错误，起初会因为黑白像素消失而造成闪烁效应，接着，图像会在冻结之前发生部分或整个线条消失，或在讯号传输跨越数字悬崖点之后变黑。若要避免这种情况发生，必须监控物理层，使其保持在良好的状态。

眼状图图样测试

眼状图图样是传送数据的模拟讯号之示波器检视。接收器必须侦测得到可靠的讯号高低频率，才能产生正确无误的实时数据。以眼状图图样显示量测的基本参数为讯号振幅、上升时间以及过激量，如(图一)所示。如果谨慎指定频率，也可使用眼状图图样来量测抖动。眼状图图样在到达时会先被检视，才进行等化。因此，大部分眼状图图样的量测会在讯号源附近进行，讯号才不会受太多噪声干扰而造成频率的衰减。

重要规格（包括振幅、上升时间以及抖动）皆定义于标准SMPTE259M、SMPTE292以及RP184中。频率或周期，取决于研发讯号源的电视同步产生器，而非串行化流程。

单位间隔（Unit Interval；UI）定义为两个相邻讯号传输之间的时间，也是频率频率的倒数。数字组件525和625（SMPTE 259M）的单位间隔为3.7ns，而数字高画质（SMPTE 292M）的单位间隔则为673.4ps。串行接收器会决定每个眼状图中心的讯号为「高」或「低」，并藉此侦测串行数据。当讯号中的噪声和抖动随着传输频道而增加时，眼状图的中心当然是最好的决断点，虽然某些接收器会在每个传输点之后固定时间选择一点。任何关闭眼状图的效应都可能会降低所接收的讯号的效用。在向前同步修正的通讯系统中，可藉由几乎关闭的眼状图进行精确的数据还原。正确地传输串行数字视频需要极低的错误率，因此在接收器等化之后需要较大、较清楚的眼状图开口。这是因为流程的随机性质，会关闭具有导致偶发但无法弥补的错误统计「尾巴」眼状图。允许抖动的指定值为0.2UI，也就是说，数字组件525和625为740ps，而数字高画质则为134.7ps。数字系统可于超出此抖动规格之外运作，但在到达某一点时会失败。数字系统的基础为维护这些规格，将系统维持在最佳状态，并防止导致系统偏离突变边缘的当机情形发生。

《图一 HD 1080i50讯号的自动化眼状图显示》

讯号振幅非常重要，因为与噪声相关， 而且接收器会在讯号抵达时，依据剩余的半频率频率能量来预测所需的高频率补偿（等化）。传送端不正确的振幅会使接收端套用不正确的等化，而导致讯号失真。

上升时间量测是由适用于ECL逻辑设备的20％至80％点进行的，不正确的上升时间可能导致讯号失真（例如振荡和过激），如果太慢，也可能会减少在眼状图中取样的可用时间。

过激可能是因为上升时间不正确，但更可能是由于接收或传送终端的抗阻中断或不良反射损失所造成。正确接收端终止的有效测试需要具有高效能环通的测试仪器，才能检查评估中的终止所造成的所有缺陷。缆线耗损倾向降低反射的可见度，特别当高画质数据速率在1.485Gbps及以上时。高画质数字输入通常在内部终止，且在线的眼状图图样监视不会将测试反馈给其他装置的传输路径（缆线）。脱机服务的传输路径测试由针对讯号源的替代测试讯号产生器来进行的，而且可以具有眼状图图样显示的波形监视器取代一般的接收装置。

眼状图图样测试需要已知响应比传输层数据速率高出许多的示波器，且通常使用取样技术来量测。例如提供了标准画质（270Mbps数据）眼状图图样量测功能的自动视讯量测仪以及波形监视器，部份仪器更允许高画质1.485Gbps数据串的眼状图图样量测。这些数字波形监视器提供了许多好处，因为它们可以撷取、显示以及量测视讯数据。取样的眼状图图样可显示为三个数据位的重迭，以显示与10位数据字符不相关的抖动，或者也可设定显示，以显示SD的10位字符关联数据和HD的20位字符关联数据。而且藉由波形监视器扫描和视讯同步化，更容易找出任何数据串中与水平或垂直视讯信息关联的DC偏移。

抖动测试

由于视讯数据没有提供个别的频率，取样频率必须透过侦测数据转态还原。这可由直接还原预期频率频率周遭的能量，驱动几乎实时被进入的讯号锁定的高带宽振荡器（例如5MHz带宽、270MHz振荡器）达成。此振荡器会接着驱动非常平均、低带宽的振荡器（即10Hz带宽、270MHz振荡器）。在抖动量测仪器中，高低带宽振荡器的样本会在相位解调器中做比较，以产生代表抖动的输出波形，称之为解调器方法（Demodulator Method）。

时序抖动定义为在某个低频率之上（一般是10Hz），与无抖动频率相关数字讯号的重要实例（例如零交叉）之时间变化。虽然使用原始的参考频率是最佳选择，但一般不易取得，因此通常会在量测仪器中使用新的、非常平均的振荡器。

对齐抖动，或相关抖动，定义为从讯号本身还原的假设频率相关联数字讯号的重要时刻（例如零交叉）之时间变化。此还原的频率会追踪讯号至其高频率还原带宽，特别在1KHz至100KHz。量测的对齐抖动包括此频率之上的条件，对齐抖动则会显示讯号至锁存（signal-to-latch）频率时序边际降级。

提供高通滤波选项之仪器可以隔离抖动能量。抖动信息有可能未经过滤（完整10Hz至5MHz带宽）以显示时序抖动（Timing Jitter），或以1kHz（–3dB）高通滤波过滤，以显示1kHz至5MHz对齐抖动（Alignment Jitter）。可选取其他高通滤波，以便进一步隔离抖动组件。这些量测仪器提供抖动振幅的直接读数，以及解调抖动波形的视觉显示，以协助隔离造成抖动的原因，如(图二)所示。

《图二 两个图场抖动显示可表示在图场速率下的抖动干扰》

通常单一路径中的数据接收器所能容忍的抖动，会比 SMPTE 建议中所指定的值高出许多，但经由多个装置累积的抖动（抖动成长），可能导致意想不到的错误。SMPTE RP184、EG33以及RP192中便讨论了位串行系统的抖动。

结论

通常单一路径中的数据接收器所能容忍的抖动，会比 SMPTE 建议中所指定的值高出许多，但经由多个装置累积的抖动（抖动成长），可能导致意想不到的错误。SMPTE RP184、EG33以及RP192中便讨论了位串行系统的抖动。

若能在设计高画质数字基础建设的初期，遵循良好的工程规范，便可以确保日后高数据速率数字讯号的传输质量。在安装阶段中，确认所使用的缆线质量并正确地安装，有助于确保讯号传输正确无误。透过设备传输讯号，即可进行简单的CRC监视，并警告运算器在讯号传输中的潜在问题。这些工具将可用来检查物理层的质量，透过眼状图和抖动显示，协助排除疑难和隔离系统中的问题。

市场动态

（作者为Agilent安捷伦科技测试自动化和测试系统组件顾问）相关介绍请见「本文藉由撰写LabVIEW程序，建立一套图形接口之自动化量测系统，以期将来在开发自动平衡器或其他减振装置时，能够有效缩短系统之测试时间及减少工程人力的投入。而在整个自动化量测系统中将包含马达转速的监控、闪频仪同步化以及量测稳态时之残余振动量等。」一文。 搭配滚珠型自动平衡器之光驱振动量测系统你可在「 在竞争激烈的环境中，质量将视为产品是否胜出的关键，在质量优先的条件下，产品抽样检验已经无法满足厂商及消费者的需求。全检可对每一个产品的质量把关，还能突显出产品的优势，因此，唯有使用符合客制化需求的自动化量测系统，才能在全检的条件下完成大量生产及出货的目标。」一文中得到进一步的介绍。 在竞争激烈的环境中，质量将视为产品是否胜出的关键，在质量优先的条件下，产品抽样检验已经无法满足厂商及消费者的需求。全检可对每一个产品的质量把关，还能突显出产品的优势，因此，唯有使用符合客制化需求的自动化量测系统，才能在全检的条件下完成大量生产及出货的目标。在「 谈到量测自动化，就不能不提其中相当关键的数据撷取系统；「数据撷取」是由模拟与数字讯号源自动化量测的过程，讯号来源包含传感器或是待测装置。数据捕获设备运用了PC-based量测硬件与软件的结合，来提供一个具弹性且「客制化」的量测系统。」一文为你做了相关的评析。

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