劉 雷，韓 東

（中國電子科技集團公司第三研究所 質檢中心校準實驗室，北京 100015）

VM700T是一種全功能的視頻測量和視頻監(jiān)視儀器，自問世以來，就得到了世界各國廣大用戶的青睞，現在仍是各國廣電部門不可缺少的儀器設備。它功能強大，使用簡單方便，測量結果精確，在電視系統(tǒng)的質量監(jiān)視和測量中發(fā)揮著不可替代的作用。為了保證使用的VM700測量結果準確可靠，必須對其各項參數的測量能力進行校準[1]。

1 當前VM700T的校準方法

當前國內對視頻測試儀的校準方法大致有兩種，分別是基本參量校準法和標準視頻信號校準法。

1.1 基本參數校準法

所謂的基本參數校準法就是用標準的視頻幅度和相位校準裝置對VM700T視頻測量儀的基本參數的測量精度進行校準。例如，使用幅度校準儀VAC和電視幅相標準儀APS-1來分別校準VM700T對亮度電平和色度相位的測量準確度。而對于時間測量精度則采用類似于校準普通示波器的時間測量精度的方法來校準，由于視頻測量儀器通常只識別符合視頻信號制式的信號，所以這種方法在信號識別和校準參數的全面性上都存在很多限制。使用這種方法只能實現VM700T對于電視信號的亮度電平、色度相位以及時間參數測量準確性的校準，而不能實現VM700T對于色度幅度以及亮度非線性、K系數、DG、DP等失真參數的測量功能的校準。

1.2 標準視頻信號校準法

標準視頻信號校準法就是用標準電視信號源來校準VM700T視頻測量儀，具體方法是利用其來輸出標準的理論上無誤差和失真的電視信號，然后讀取被校視頻測量儀的讀數，并與標準的電視信號的各項參數進行比對。對于VM700T的亮度電平、色度電平和相位的測量準確度的校準采用的是標準的、無誤差的彩條測試信號，然后讀取VM700T的測量結果并與標準彩條信號的參數進行比對，由于是使用標準的彩條信號因而在測試點的選擇上受到了很大的限制；而對于亮度非線性、K系數、DG、DP等失真參數的測量功能的校準則是采用相對應的標準的、無失真的視頻測試信號，讀取VM700T的測量值作為校準結果。事實上測量值體現的是VM700T與標準信號源組成的測量系統(tǒng)所攜帶的失真參數底度，而不是它對于上述失真參數的測量誤差，更不能反映出當視頻信號中存在以上失真時，VM700T測量結果的準確性。

顯然上述兩種方法都不能對VM700T的視頻測量功能進行全面的校準，即使將兩種方法進行結合也只能實現對于亮度電平、色度電平和色度相位的測量功能的準確度，而對亮度非線性、K系數、DG、DP等失真參數的測量功能的校準，則顯得無能為力。

2 新的VM700T的校準方法

要想全面的反映VM700T的測量準確度，最好的方法就是將帶有指定誤差或者失真的視頻信號傳輸到VM700T的輸入端，觀測VM700T對這個視頻信號的測量結果是否與實際誤差或失真系數一致，這就需要一臺具有信號編輯功能的視頻信號發(fā)生器及其配套的信號編輯程序。這里選用的是泰克公司的TG2000信號發(fā)生器和信號編輯程序SDP2000。

2.1 TG2000信號發(fā)生器

TG2000是美國泰克公司生產的可編程的電視測試信號發(fā)生器，完全支持VM700T的測量程序，可以提供多種制式的模擬和數字測試信號，符合模擬和數字、視頻和音頻的工業(yè)標準。TG2000還可以在Windows操作系統(tǒng)下利用SDP2000信號編輯程序對標準的電視測試信號進行編輯、修改以滿足不同的測試需求。

2.2 SDP2000信號編輯程序

SDP2000是一種以Windows為基礎的軟件程序，可在廠家提供的測試信號庫里編輯信號，以及產生特殊應用的新型測試信號。行和場的編輯功能可迅速簡便地變換全場測試信號以及復合多字段矩陣信號以用于自動測試。經過修改的以及新的信號可在廠家的測試信號庫或者用戶新生成的信號庫中得以命名和存儲。

利用SDP2000信號編輯程序編輯測試信號主要包括行信號的編輯和場信號的編輯兩個部分。由于VM700T對電視信號的測量主要體現在某一行的信號上，因此行信號的編輯是信號編輯的核心內容。在行信號的編輯上，SDP2000提供了很多現成的波形成分用戶可以自行調用，比如：方波、脈沖、臺階、正弦波、色度包、噪聲等，只需設置相應的參數即可。而且還可以對這些波形進行簡單的數學運算產生需要的波形。

2.3 測試信號的編寫

SDP2000提供了一些比較常用的標準的電視測試信號，例如彩條信號、白場信號、插入測試行信號等?？梢詫@些標準的測試信號進行編輯來生成VM700T的校準信號。下面以插入測試行測試信號中的17行測試信號進行編輯來實現對VM700T的K系數、色亮增益、色亮時延、亮度非線性這4個參數的測量性能進行校準。這里對17行測試信號進行修改、編輯實現攜帶下列失真參數的VM700T校準信號：Kpb=5%，Kp=5%，色亮增益=5%，色亮時延=50 ns，亮度非線性=5%。

2.3.1 行信號的編寫

利用SDP2000軟件打開CCIR17.EQN，如圖1所示。從圖中可以看出它是由方波、脈沖、色度脈沖以及五階梯這4個波形組成。其中方波和脈沖攜帶了K系數失真參數，色度脈沖攜帶了色亮增益和色亮時延失真參數，五階梯攜帶了亮度非線性失真參數。由于是標準的測試信號，因此理論上這些失真參數都是0。雙擊面板可以得到這個信號的各種組成成分以及相應的參數，如圖2所示。對這些參數進行相應地修改并加入必要的新的波形成分就可得到攜帶一定的失真參數的VM700T校準信號。

1）K系數失真參數的編寫

K系數主要包括和Kpb和Kp，其中Kpb指的是2T脈沖與條幅脈沖幅度之比，它的計算公式為

式中：P為脈沖高度，L為方波幅度，在標準17行信號P=L=700 mV，因此只需將方波的幅度改為840 mV或者560 mV即可得到Kpb=5%，為了避免輸入電平過高而損傷VM700T，這里設置方波幅度為560 mV。

Kp是指2T脈沖通過視頻通道后，輸出雙回波相對幅度的百分數的加權值。帶有回波的脈沖波形如圖3所示。

由于不同位置的回撥幅度對電視圖像的影響程度不同，因此VM700T在測量過程中進行了加權處理。具體公式為

以上公式分母中的4，2，1是加權值，從計算結果中，應選最大的值作為測試系統(tǒng)的Kp[2-3]。

VM700T對Kp的測量方法是根據上面的加權值擬合出一條曲線作為刻度線，如圖4所示。然后使該刻度線與2T脈沖的回波相切，讀取刻度線在±8T處偏離出基準電平的幅度為作為a?1,2，帶入±8T處的公式計算出Kp。根據VM700T的測量原理，要想得到帶有失真參數Kp=5%的測試信號，只需在距離主脈沖±8T處加上一個幅度35 mV的脈沖即可。但事實并非如此，因為現實中標準的電視信號經過失真系統(tǒng)后所產生的回波一定包含正負兩個方向成分的，只包含正方向成分或者負方向成分的回波是不存在的，因此如果只加正方向的脈沖，VM700T在測量過程中會誤認為在正脈沖幅度的一半是基準電平而使擬合的刻度線上提，反之下沉，導致測量測量結果錯誤。為了避免這個問題，在距離主脈沖的±8T的兩個位置分別加一個+35 mV和一個-35 mV的脈沖，這樣VM700T就可以正確的判斷出基準電平位置，從而得出正確的測量結果。

2）色度亮度增益和時延失真參數的編寫

色度亮度增益和時延是通過對色度脈沖的測量得到的，實際上色度脈沖是由一個色度包和一個脈沖組成的。在標準的無失真的電視測試信號中，它們的幅度相同，中心位置也相同，但在通過失真的傳輸系統(tǒng)后，該信號發(fā)生失真，色度包和脈沖的幅度會有所改變，中心位置也不相同，它們的幅度比例的變化即為色度亮度增益，中心位置的差異即為色度亮度時延。這里將色度包的幅度增加5%，并向后延時50 ns來得到色度增益為5%、色亮時延為50 ns的測試信號。

3）亮度非線性失真參數的編寫

VM700T對亮度非線性的測量是通過測量五階梯信號的5個臺階幅度并取最大的和最小的，然后利用公式計算得出。因此想要模擬出帶有5%的亮度非線性失真的測試信號只需改變任意臺階高度即可。

至此，行信號編寫完畢，保存為test.eqn，由于在電視信號中有些行是沒有色同步的，因此還需要一個testnb.eqn行信號文件，可以通過刪除test.eqn中的色同步獲得。

2.3.2 場信號的編寫

場信號的編寫相對容易，只是對編輯好的行信號進行調用，具體程序如下：

編寫好程序后運行File→Build，生成圖像文件test.cmp，并將這個文件通過軟盤或者RS232串口下載到TG2000中。

2.4 測試信號的驗證

使用VM700T視頻測量儀對編寫的測試信號進行驗證，編寫的測試信號通過TG2000發(fā)射后在VM700T上顯示如圖5，VM700T對上述失真參數的測量結果分別如圖6～圖8所示?？梢?，校準信號在VM700T中各項參數的測量結果分別為Kpb=5.0%，Kp=5.1%，色亮增益=4.6%，色亮時延=51.5 ns，亮度非線性=5.1%，與編輯時的設定值基本一致，校準信號編寫正確。

3 結束語

與傳統(tǒng)的VM700T視頻測量儀校準方法相比，新的校準方法更能全面地反映出VM700T的實際測量準確度，改變了以往在失真參數測量準確度上無能為力的局面。新的校準方法已經應用到實驗室的具體校準工作中，提高了實驗室的校準工作技術水平。

[1]劉丙清，王世學.VM700T在電視系統(tǒng)測量中的應用[J].電視技術，2002，26（2）：96-98.

[2]國家廣播電視產品質量監(jiān)督檢驗中心,中國電子科技集團公司第三研究所,天津大學電子信息工程學院.數字電視原理與檢測技術[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[3]SJ/T10445—1993，合放式電視發(fā)射機測量方法[S].1993.