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(xiàng)目？所訂定的測量項(xiàng)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?yàn)橐壕щ娨暽漕l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(dòng)。(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(cuò)誤 

7.顏色擴(kuò)散 

8.失去顏色(變黑白) 

9.聲音扭曲 

10.初始測試項(xiàng)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(gè)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(zhǔn)位測試 

1.使用RF和1kHz音頻信號當(dāng)信號源。 

2.變動(dòng)所輸入的RF信號強(qiáng)度，看看影像及聲音是否有變化。如果待測機(jī)種有設(shè)計(jì)基頻輸出端口，波型及強(qiáng)度也要檢查。 

3.如果待測機(jī)種有設(shè)計(jì)基頻輸入端口，應(yīng)輸入標(biāo)準(zhǔn)基頻輸入信號強(qiáng)度變動(dòng)±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(dāng)信號源。 

2.選擇所設(shè)計(jì)頻道是否影像及聲音都可完整表現(xiàn)。 

電源電壓變動(dòng)影響測試 

1.使電源電壓變動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(qiáng)度：標(biāo)準(zhǔn)輸入信號強(qiáng)度 

◆Rf輸入測試頻道：典型頻道 

2.設(shè)定對比和亮度達(dá)到： 

◆白色強(qiáng)度：150 cd/m2在525條系統(tǒng) 

80 cd/m2在625條系統(tǒng) 

◆黑色強(qiáng)度：2cd/m2 

◆設(shè)定所有聲音通道的聲音強(qiáng)度以1kHz單音頻信號可得50mW 

3.以精確的功率計(jì)測量功率 

4.注意事項(xiàng)： 

◆如果待測電視同時(shí)有射頻與基頻的輸入端口，以射頻輸入為基準(zhǔn)。 

◆如果待測電視同時(shí)有多聲道，各聲道都要符合以上的能量強(qiáng)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(jī)構(gòu)的檢查應(yīng)在溫度溼度及氣壓綜合條件下進(jìn)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(jì)用在汽車上，氣溫條件暫定5℃～45℃(最終確認(rèn)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(jìn)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(shí)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(bào)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(dāng)成不同的電源型式考慮。測量接收器特性時(shí)應(yīng)在額定的電壓條件下進(jìn)行。測試時(shí)電壓的上下波動(dòng)不應(yīng)超過±2%。當(dāng)使用中央式交流電源，頻率變動(dòng)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(dòng)對接收器特性的影響，可以作過電壓及低電壓的補(bǔ)充測試，以製造廠的規(guī)格為依據(jù)。 

穩(wěn)定時(shí)間 

為了確定在測試開始時(shí)，接收器特性并不會隨時(shí)間而有明顯的變化，接收器應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下操作一段足以使特性穩(wěn)定的時(shí)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(zhǔn)位到參考白色準(zhǔn)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(gè)外其他均無基臺(set-up)，所以黑階準(zhǔn)位和空白準(zhǔn)位(blanking level)一致。如果待測接收器的系統(tǒng)需要基臺，黑階準(zhǔn)位等於空白準(zhǔn)位加上基臺準(zhǔn)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(xiàng)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(biāo)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(gè)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(zhǔn)位和黑準(zhǔn)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(shí)間相等化的彩色區(qū)域 

◆模型信號的平均圖形準(zhǔn)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(gè)視訊載波和2個(gè)或2個(gè)聲音載波的載波集合。 

1.載波準(zhǔn)位 

射頻電視信號準(zhǔn)位是指經(jīng)調(diào)變后的視訊載波準(zhǔn)位。 

視訊載波準(zhǔn)位在負(fù)調(diào)變時(shí)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(shí)應(yīng)以白色參考信號頂峰的均方根值表示。 

聲音載波準(zhǔn)位是指在未調(diào)變時(shí)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(jì)的電視標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(zhǔn)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(zhǔn)則來選擇。 

各頻道特性并不會被頻帶所影響，任何一個(gè)從VHF和UHF頻帶所選出的頻道均可被當(dāng)作典型頻道。 

標(biāo)準(zhǔn)射頻輸入信號準(zhǔn)位 

當(dāng)以一75Ω電阻來作終端，在天線終端的標(biāo)準(zhǔn)射頻輸入信號準(zhǔn)位應(yīng)是70dB(μV)。這個(gè)值所對應(yīng)的可得功率是－39dB(mW)。 

標(biāo)準(zhǔn)基頻帶輸入信號準(zhǔn)位 

每個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)位 

接收器的射頻輸入信號準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)位，以dB(μV)表示 

E為跨在75Ω的信號準(zhǔn)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(qiáng)項(xiàng)表示為dB(μV/m)。 

對需應(yīng)用非常低的輸入信號準(zhǔn)位的測試，應(yīng)小心考慮進(jìn)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(dòng)端并以對應(yīng)白色準(zhǔn)位和黑色準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出電壓定義為應(yīng)用一包含參考白和黑準(zhǔn)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(shí)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(jì)在中間小區(qū)域來測量。注意螢?zāi)坏牧炼仍谡麄€(gè)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?yàn)榘咨糠莶⒉辉趫D形中央。此外指定測試圖形的APL是必要的，因?yàn)榘咨炼瓤赡茈S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(biāo)準(zhǔn)聲音輸出信號準(zhǔn)位 

1.單一喇叭輸出功率 

當(dāng)以一個(gè)和喇叭阻抗相當(dāng)?shù)碾娮铻榻K端在1kHz測量，一個(gè)聲音頻道的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出電壓，如果可調(diào)，當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(zhǔn)位。 

圖像(品質(zhì)加強(qiáng))控制或開關(guān) 

如果有提供圖像(品質(zhì)加強(qiáng))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(biāo)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(dòng)增益控制 

自動(dòng)增益控制應(yīng)調(diào)在製造廠所設(shè)的初始位置。 

自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)聲音輸出信號準(zhǔn)位。單一聲音頻道的聲音信號的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓，如果可調(diào)，當(dāng)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jià)是以干擾評價(jià)值中的最差值訂定的。 

注意，如果在白色準(zhǔn)位無法達(dá)到以上規(guī)格亮度，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)測量項(xiàng)之前，待測接收器在額定電源供應(yīng)下應(yīng)遵照3.6.3標(biāo)準(zhǔn)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?；l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(qiáng)度 

 信號強(qiáng)度被認(rèn)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(zhǔn)位：0%圖像調(diào)變對應(yīng)黑準(zhǔn)位、100﹪圖像調(diào)變對應(yīng)白準(zhǔn)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?yàn)闇?zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)彩度系統(tǒng)座標(biāo)(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。