数字示波器测量视频信号

shuszhao

目前，我们用得比较多的是模拟示波器和数字存储示波器(DSO)。模拟示波器可以快速捕捉信号，显示器能显示出信号强度的不同，为波形提供1个实时的大小尺寸。不同的亮度清楚地显示出信号不同部分的频率，使得有经验的技术人员在调试系统时能迅速判断出信号的质量状态，发现异常情况，并得到实时反馈。而DSO则有一些模拟示波器所没有的功能，如自动测量、复杂触发、波形存储以及硬拷贝能力。DSO的缺陷在于信号采集过程的每一步都要用到有微处理器参与的串行处理结构，所以信号捕捉速度太慢，不能准确描绘复杂的视频信号，并缺少排除所需要的亮度层次信息。

数字荧光示波器(DPO)兼有模拟示波器和数字存储示波器(DSO)的优点。DPO提供DSO所有的传统功能，从数字存储到复杂触发，同时它还能捕捉波形信息并以三维的形式显示出来，包括幅度、时间以及幅度在时间上的分布，这一点又非常象模拟示波器。DPO用数字的方法模仿化学磷光过程，在CRT上产生出不同的亮度等级效果。

DPO的性能主要来自于它的并行处理结构，这种结构可把数字化波形数据用光栅的方式映射到一个称作“数字荧光”的数据库中，大约每隔1／30s将存储在数据库的信号图像直接传送给显示系统，同时与集成化采集/显示系统并行的微处理执行波形计算、测量和前面板控制。有些高级DPO还带有DPX波形成像处理器，这是1种专用ASIC芯片，可使波形捕捉速率远远高于DSO，这种快速波形捕捉能使技术人员深入了解信号活动和瞬间变化，如短小脉冲、干扰和转换错误等。　TDS5000系列的信号捕捉速率达到10万个/s波形，而多数DSO只能捕捉到100个／s～5000个s／波形。虽然有些DSO可用1种特殊方式将多个捕捉结果装入大容量存储器中，然后再显示并交替这样做，但这也只能暂使速度提高到4万个s波形。

模拟示波器与DPO一样都具有快速波形捕捉和亮度分级显示的特性，但却没有DSO和DPO所具备的很多基本功能，如自动测量、高级触发、波形计算及波形存储等等。实际上DPO兼具模拟和DSO结构两者的优势，同时又避免了它们的缺点。

2 TDS5000系列DPO的一般功能

21 采集和显示模式

对视频工程师来讲，最关键的显示问题是要有1个分级的亮度显示模式。这种在模拟示波器和波形监视器中已广为熟悉的功能，通过改变采样显示的亮度来表征信号统计特性。TDS5000系列DPO也能进行这种亮度分级显示，通过定性的亮度信息使技术人员观测到信号的微妙细节和变化情况。现由于大多数DSO无法获得足够的数据以准确反映复杂视频的信号，所以技术人员不得不依赖特殊的采集和显示模式进行补偿。

22 视频测量特性

TDS5000的视频专用特性非常有利于视频信号的测量。它采用格子线，以技术人员熟悉的方式显示信号，帮助技术人员迅速描述信号的特征，而且“软件格”功能使示波器自动将视频信号按所选格进行缩放，从而能更容易观察捕捉到信号。

TDS5000还设计各种指针，利用各种指针还可以更加快速准确地在屏幕上进行手动测量，其中水平指针测量信号的幅度，垂直指针测量信号的时间。配对式指针能同时测量同一通道上的相对幅度和时间参数，而分离式指针则使指针在不同波形上进行测量。

TDS5000系列视频触发包括NTSC、PAL、SECAM制式，以及几种模拟HDTV标准和“定制”。不同的模拟HDTV制式要求不同的HDTV触发设置，各种制式的有效线数、扫描类型和帧/场频等都各不相同。以下是常见视频信号测量的内容：

221 视频信号监控

在监控模拟视频信号时，具有分级亮度显示的示波器是1个很有用的故障排除工具。凭借信号的微妙变化就可区分出工作正常与不正常的视频系统，而DSO却看不到这样的信号。

2.2.2 活动视频信号的线速率亮度分级显示

信号幅度与时间的关系是最基本的模拟视频信号测量，利用全线触发模式在同步上升沿触发可以很容易将这种关系显示出来。新型数字荧光示波器带有亮度分级显示，同时波形捕捉速率很高，能捕捉每1线信号，能以我们技术人员所熟悉的类似于波形监视器的方式显示出来。

2.2.3 色度XY显示

示波器XY显示模式以矢量显示器方式给出一种信号对另一种信号的关系。例如将B-Y信号连接到通道1，R-Y信号连接到通道2之后，就能看到和矢量显示器一样的径向显示样式。DPO具有强度分级显示的优点，可表现出信号的细节。

224 幅度测量

在示波器上可用多种方式进行幅度测量。例如，为了测量NSTC脉冲信号的峰-峰值，只需要将信号与TDS5000示波器的IRE视频格线比较；为了分析一段时间之后的变化，示波器还能自动进行若干次测量并将测量统计数据存起来。

225 时间测量

时间测量对多信号模拟系统特别重要，通道之间很小的时间差别会在图像监视器上产生边沿效应，多通道示波器最重要的用途就是能显示各通道之间相关的时间差异。与模拟示波器不同的是，DPO也能自动进行时间测量并将这些测量统计数据存起来。

3 模拟HDTV测量

用于标准清晰度电视信号测量的技术同样适用于高清晰度模拟型号，不过各种HDTV制式确实会使一些任务更加复杂。TDS5000系列支持的HDTV制式见表1。

31 HDTV幅度测量

由于高清晰度电视信号使用的色度不同于标准清晰度电视信号，所以信号电平的幅度也不相同。为保证信号电平正确，在3个组成信号(Ypb Pr)数值定义系统中每个都施加1个色带实验信号，然后测量系统输出，用水平指针测量色带信号每个部分的幅度以确保它符合标准。

32 HDTV时间测量

时序信息也是HDTV系统正常动作的关键。为测量水平消隐期，选择1个在采样行都有效的白场试验信号，在消隐脉冲幅度50%的点上进行时间测量，利用TDS5000系列的定时指针可直接得到消隐信号读数。

33 视频频率响应

模拟信号的带宽大大高于标准清晰度电视信号带宽，应该保证视频系统中使用的电路能处理HDTV信号的全部带宽

alben

sun5304

学习学习，谢谢楼主提供！

yang_guibing

学习谢谢提供好的方法！

学海无涯

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