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如何进行HDMI测量

罗德与施瓦茨公司?? Klaus Schiffner?? 译者:霍文雄?? 2014年01月09日 ?? 收藏1
罗德与施瓦茨公司的Klaus Schiffner先生解释了HDMI是什么,以及应怎样评估它。通过举例方式,他介绍了如何使用R&S; UPP音频分析仪进行HDMI测试。

高分辨率多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface, HDMI)已经成为消费类电子行业的必备标准。该接口允许在一根电缆上承载音频信号和视频信号,以及信息帧(InfoFrames)。要在该接口上测量音频,测试仪器必须能够生成和评估整个HDMI格式的测试信号,包括视频信号。

HDMI是消费类电子行业数字视频接口(Digital Visual Interface, DVI)的进一步发展,2003年首次出现在市场上。与DVI不同,它也传送音频信号。该接口精简了电缆,简化了多媒体设备操作。按照电影行业要求,它在很大程度上能够防止非法复制数字视频影片。由于屏幕分辨率增加和色彩还原能力提升,使得HDMI传输带宽也大大增加。此外,如今用户有可能通过HDMI,采用单一远程控制,操作所有连接的设备。这种能力也被整合进HDMI标准。


图1:要进行HDMI音频分析,必须生成和分析视频和音频数据。本图所示为罗德与施瓦茨公司的UPP音频分析仪,它能够使用R&S; UPP音频分析仪同时对多达8条环绕声道进行HDMI测试。

目前的HDMI版本1.4b支持双向数据传输(使用音频回传通道),采用新的无损压缩音频编码方法,和以太网连接通道。随着新定义微型HDMI连接器的出现,该接口逐渐找到连接移动电话和便携式音频设备的方法,新推出的锁定式连接器使其现在也能在车辆中使用。所有这些特点使HDMI成为音频和视频领域最成功和最通用的连接器系统。所有先进的电视机、DVD和Blu-ray播放器、A/V接收机和游戏机通过HDMI电缆相互连接。带环绕声的数字多声道音频信号和高清晰度电视信号可以在同一根电缆上传输。

众多接口

消费类电子产品制造商在开发、测试和生产他们的设备和音频芯片过程中要全面测量音频。如果产品配有HDMI接口,制造商需要能够测试音频信号,以及传输InfoFrames信号和视频信号的音频分析仪。此外,音频分析仪必须能够提供所有常规音频接口:

● 几路用于测试扬声器输出信号、耳机输出信号和前置放大器输出信号的模拟通道XLR输入

● 采用S/P DIF格式(索尼/飞利浦数字接口),连接器为BNC和TOSLINK的数字音频接口

● 用于在发送和接收两个方向上多声道音频IC测试的数字I2S接口(IC间音频接口)

测试要求相差很大。测试仪器必须可配置以应对任何接口组合。音频分析仪必须能够发送I2S信号给芯片,并接着分析芯片的HDMI输出结果。音频分析仪把HDMI测试信号加到A/V接收机输入,然后测试该接收机模拟扬声器输出或耳机输出的音频质量。数字输出可通过S/P DIF电缆或HDMI音频回传通道测试。例如,除了核实正确通道分配以外,环绕声传输的音频分析还包括音频信号是否能够正确传送。

全面音频测量

HDMI区分为双通道和8通道数据结构。采用8通道数据结构,最多8路数字音频信号(环绕声道)被当作线性PCM数据传送,其中PCM数据字长最多24位,采样率最高192kHz。HDMI也可以传送压缩的数据流,包括使用Dolby技术的压缩流。

快速和高效测试8通道传输需要测试仪器具有8条并行的通道。音频分析仪能够同时生成多达8路HDMI或I2S格式的独立测试信号,或者它能够并行测量多达8路HDMI、I2S或模拟输入信号。不同于专用HDMI测试仪,音频分析仪提供全面的音频信号测试,包括诸如电平、频率响应、串扰、SNR、THD+N和相位等参数。此外,它可以生成用于交调测量的正弦信号和多音频信号,以及突发信号和噪声信号,并播放话音信号和音乐信号。最先进的音频分析仪能够:

● 播放Dolby Digital和Dolby Digital Plus编码数据流,并将其解码执行实时测量

● 分析调制系数

● 测量差频失真(Difference Frequency Distortion, DFD)、直流电压和群延时

● 实现以毫赫兹的分辨率同时对8条通道执行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)

● 显示时域轨迹

FFT分析提供信号的详细频谱表示,在测量总谐波失真和噪声(THD+N)时,FFT分析可用于检测个别噪声分量。

图2:例如,具有4个HDMI端口的R&S UPP-B4选件,可与R&S UPP音频分析仪一起用于HDMI测试。
图2:例如,具有4个HDMI端口的R&S; UPP-B4选件,可与R&S; UPP音频分析仪一起用于HDMI测试。

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HDMI测量? UPP音频分析仪?

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