專利名稱：一種有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有線電視系統(tǒng)的測量方法，具體地說，涉及有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制 度測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
交流聲是一種存在于有線電視系統(tǒng)中的由電源或其他低頻信號引起的低頻干擾，交流 聲會對電視圖像產(chǎn)生不良的影響，通常我們用交流聲調(diào)制度(HUM)來表征交流聲的強弱， 即由低頻干擾引起的交流聲幅度調(diào)制等于信號振幅峰一峰值變化量與信號的最大峰值之 比，如圖1所示。
此比值用百分比表示，公式如下
交流聲調(diào)制度(HUM)=(峰一峰變化值/最大峰值)X100 % (1) 在模擬電視網(wǎng)絡(luò)中，過大的HUM干擾會對電視圖像產(chǎn)生不良影響， 一般大于2%時就
會在電視屏幕上出現(xiàn)滾動橫道，由于早期有線電視網(wǎng)絡(luò)中放大器級數(shù)較多，復合二階失真 (CS0) /復合三次差拍(CTB)等非線性失真，信道干擾大，載噪比惡化等的影響非常突
出，HUM對用戶接收質(zhì)量的影響并不明顯；模擬電視轉(zhuǎn)向數(shù)字電視后，傳輸網(wǎng)絡(luò)中光纖被
大量采用，系統(tǒng)中放大器級數(shù)已經(jīng)越來越少，HUM對電視接收質(zhì)量的影響越來越突出，對
HUM測量功能的需要越來越迫切，交流聲干擾會影響數(shù)字信號的幅頻特性，過大的HUM干
擾會導致機頂盒出現(xiàn)馬賽克。
目前測量交流聲調(diào)制的方法-
1，使用模擬硬件方法實現(xiàn)
在檢波芯片后采用模擬濾波器來提取交流聲干擾中的50Hz、 100Hz干擾信息，要提取
幾組干擾分量就要采用幾組模擬低通濾波器來進行切換，對于使用60Hz市電的國家(如
美國)就要使用另外兩套模擬低通濾波器參數(shù)，這種方式實現(xiàn)起來復雜，調(diào)試難度大，一
致性差。
2，使用數(shù)字、軟件方式實現(xiàn)
利用高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)來直接實現(xiàn)對中頻信號的采樣，并且通過純數(shù)字的方法 實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、低通濾波、傅立葉變化等處理得到交流聲調(diào)制度測試結(jié)果。但是該方案要 求高速的A/D以及高速的數(shù)字信號處理器(DSP)進行數(shù)據(jù)處理。成本較高，系統(tǒng)較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明方案采用數(shù)字與模擬結(jié)合的方式實現(xiàn)交流聲調(diào)制度測試。 一種有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量電路，包括以下部分-
(1)模擬中頻解調(diào)電路用來將中頻信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的解調(diào)載波電平。是由中頻解 調(diào)芯片及外圍電路構(gòu)成，中頻解調(diào)芯片響應時間小于64微秒；(2)峰值檢波電路峰值檢波電路原理圖如圖3，由運算放大器及電阻R1、電容C1、 二極管D1、三極管及微控制器組成；運算放大器的輸出端與電阻R1的一端相連；電阻R1 的另一端與二極管D1的陽極連接；二極管的陰極與電容C1的正極相連；電容C1負極端 接地，同時，電容C1正極與運算放大器的負輸入端連接；三極管集電極連接電容C1的正 極；三極管發(fā)射極接地；三極管基極連接微控制器的通用輸入/輸出端口 (I/O);微控制
器的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接電容Cl的正極；二極管D1和電容C1組成檢波電路，運算放大器用
作比較器，當解調(diào)載波電平大于電容正極電壓時，二極管導通，電容充電，檢波電路工作 在跟隨狀態(tài)，當解調(diào)載波電平小于電容正極電壓時，二極管截止，檢波電路工作在保持峰
值狀態(tài)；
模擬中頻解調(diào)電路與峰值檢波電路依次電氣連接。
一種利用上述電路的有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量方法，包括如下步驟-1)微控制器通過通用輸入/輸出端口 (I/O)由軟件控制三極管導通、截止；當三極 管截止時，檢波電路進行峰值檢波，當電容充到峰值后，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進行采樣；三極管 導通時，三極管集電極與發(fā)射極導通并對地短接，電容迅速放電；此時即完成了一次峰值 檢波；由軟件設(shè)定峰值檢波周期為T，并連續(xù)進行N次峰值檢波；微控制器得到N個峰值 電平采樣值，這N個峰值電平采樣值是對數(shù)值；由軟件利用對數(shù)與線性轉(zhuǎn)換公式
峰值電平采樣線性值=10 ^^,^^^，) PV，
計算得到峰值電平采樣線性值，這些峰值電平采樣線性值將組成載波電平的峰值包絡(luò)；
2) 數(shù)字低通濾波對得到的N個峰值電平采樣線性值做低通濾波；通過數(shù)字低通濾
波可以濾掉信號中的高頻信息，得到有效的交流聲調(diào)制信息；
3) 時域處理提取數(shù)字低通濾波后的載波峰值電平中的交流聲調(diào)制信息，得到所有 低頻干擾產(chǎn)生的交流聲調(diào)制度；通過軟件對低通濾波之后得到的N個數(shù)據(jù)進行分析，計 算出最大值峰，以及最大峰值與最小峰值的差值，由交流聲調(diào)制度計算公式-
交流聲調(diào)制度(HUM)=(峰一峰變化值/最大峰值)X100 % 計算出數(shù)字低通濾波后的交流聲調(diào)制度；
4)頻域處理對得到的N個峰值電平采樣線性值做離散傅里葉變換得到交流聲調(diào)制 中的頻率成分。
本發(fā)明通過一種快速的峰值檢波電路，在每個有線電視信號場周期內(nèi)，獲得N個連續(xù) 峰值電平采樣值，通過數(shù)字低通濾波后得到此峰值電平的包絡(luò)曲線，并計算出最大峰值及 峰一峰變化值。然后通過公式(1)得到交流聲調(diào)制度。該方案系統(tǒng)框圖如圖2所示。
本發(fā)明的有益效果
充分利用了集成電路與數(shù)字信號處理算法的優(yōu)勢，在較低成本的數(shù)字電視測試儀器方 案中實現(xiàn)對交流聲信息的測試功能。降低了產(chǎn)品的成本和開發(fā)難度。


圖1交流聲調(diào)制度示意圖
圖2交流聲調(diào)制度測量系統(tǒng)框圖
圖3峰值檢波電路原理圖
具體實施例方式
實施例
本實施例應用在數(shù)字電視測試儀器上實現(xiàn)對交流聲調(diào)制度的測試功能。本實施例的有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量電路，包括以下部分
(1) 模擬中頻解調(diào)電路用來將中頻信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的解調(diào)載波電平。是由中頻解調(diào)芯片及外圍電路構(gòu)成，中頻解調(diào)芯片響應時間小于64微秒；
(2) 峰值檢波電路峰值檢波電路原理圖如圖3，由運算放大器及電阻R1、電容C1、二極管Dl、三極管及微控制器組成；解調(diào)載波電平輸入到運算放大器的正輸入端，運算放大器的輸出端與電阻R1的一端相連；電阻R1的另一端與二極管D1的陽極連接；二極
管的陰極與電容C1的正極相連；電容C1負極端接地，同時，電容C1正極與運算放大器的負輸入端連接；三極管集電極連接電容C1的正極；三極管發(fā)射極接地；三極管基極連接微控制器的通用輸入/輸出端口 (I/O);微控制器的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接電容Cl的正極；
二極管D1和電容C1組成檢波電路，Rl起限流的作用，運算放大器用作比較器，當解調(diào)
載波電平大于電容正極電壓時，二極管導通，電容充電，檢波電路工作在跟隨狀態(tài)，當解
調(diào)載波電平小于電容正極電壓時，二極管截止，檢波電路工作在保持峰值狀態(tài)；利用上述電路的有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量方法，包括如下步驟1)微控制器通過通用輸入/輸出端口 (I/O)由軟件控制三極管導通、截止；當三極管截止時，檢波電路進行峰值檢波，當電容充到峰值后，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進行采樣；三極管導通時，三極管集電極與發(fā)射極導通并對地短接，電容迅速放電；此時即完成了一次峰值檢波；由軟件設(shè)定峰值檢波周期為T,并連續(xù)進行N次峰值檢波；微控制器得到N個峰值電平采樣值，這N個峰值電平采樣值是對數(shù)值；由軟件利用對數(shù)與線性轉(zhuǎn)換公式
峰值電平采樣線性值=10 (^^^^^^^o) PV，
計算得到峰值電平采樣線性值，這些峰值電平采樣線性值將組成載波電平的峰值包絡(luò)；
2) 數(shù)字低通濾波對得到的N個峰值電平采樣線性值做低通濾波；通過數(shù)字低通濾波可以濾掉信號中的高頻信息，得到有效的交流聲調(diào)制信息；
3) 時域處理提取數(shù)字低通濾波后的載波峰值電平中的交流聲調(diào)制信息，得到所有
低頻千擾產(chǎn)生的交流聲調(diào)制度；通過軟件對低通濾波之后得到的N個數(shù)據(jù)進行分析，計
算出最大值峰，以及最大峰值與最小峰值的差值，由交流聲調(diào)制度計算公式
交流聲調(diào)制度(HUM)=(峰一峰變化值/最大峰值)X100 %計算出數(shù)字低通濾波后的交流聲調(diào)制度；
4)頻域處理對得到的N個峰值電平采樣線性值做離散傅里葉變換得到交流聲調(diào)制
中的頻率成分。本發(fā)明通過一種快速的峰值檢波電路，在每個有線電視信號場周期內(nèi)，獲
得N個連續(xù)峰值電平采樣值，通過數(shù)字低通濾波后得到此峰值電平的包絡(luò)曲線，并計算出
最大峰值及峰一峰變化值。
本實施例通過一種快速的峰值檢波電路，在每個有線電視信號場周期內(nèi)，獲得N個連
續(xù)峰值電平采樣值，通過數(shù)字低通濾波后得到此峰值電平的包絡(luò)曲線，并計算出最大峰值及峰一峰變化值。
然后通過公式(1)得到交流聲調(diào)制度。該方案系統(tǒng)框圖如圖2所示。采用的中頻解調(diào)芯片響應速度小于64微秒(us)。
因交流聲調(diào)制來源為50Hz、 60Hz或其高次諧波，所以周期最大的信號是50Hz信號，即交流聲干擾信號周期最大為20毫秒，每20毫秒內(nèi)的峰值電平采樣線性值個數(shù)為n，那么n個數(shù)值即每個交流聲干擾信號周期可以計算出一個最大峰值以及峰一峰變化值，由此可見，n的數(shù)量越大那么計算得到的最大峰值和峰一峰變化值的誤差越小，所以本方案中軟件設(shè)定n為40，即每個峰值檢波周期T為500微秒。
所有N個采樣值可以計算出(N/n)個最大峰值以及峰一峰變化值，平均后得到一個最大峰值以及峰一峰變化值。根據(jù)公式(1)即可算出交流聲調(diào)制度的大小，這里采樣總數(shù)N的大小決定了最大峰值與峰一峰變化值的平均次數(shù)，即N越大，平均次數(shù)越多，計算結(jié)果越穩(wěn)定，本方案軟件設(shè)定N為500。數(shù)字低通濾波器參數(shù)設(shè)計
峰值檢波采樣頻率2000Hz，因為每個峰值檢波采樣周期為500微秒。數(shù)字低通濾波頻率400Hz，本方案只測量400Hz以下交流聲信息。
由于使用時域的分析方法。僅能得到所有低頻干擾產(chǎn)生的交流聲調(diào)制度，并不能分辨其頻率成分，如果想要分析交流聲調(diào)制中的頻率成分，就需要進行離散傅里葉變換。由于本方案只關(guān)注50Hz和100Hz或60Hz和120Hz的交流聲信息，所以只需要計算兩點的離散傅立葉變換(DFT)即可。
權(quán)利要求
1. 一種有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量電路，其特征在于，包括以下部分1)模擬中頻解調(diào)電路是由中頻解調(diào)芯片及外圍電路構(gòu)成，用來將中頻信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的解調(diào)載波電平，中頻解調(diào)芯片響應時間小于64微秒；2)峰值檢波電路由運算放大器及電阻R1、電容C1、二極管D1、三極管及微控制器組成；運算放大器的輸出端與電阻R1的一端相連；電阻R1的另一端與二極管D1的陽極連接；二極管的陰極與電容C1的正極相連；電容C1負極端接地，同時，電容C1正極與運算放大器的負輸入端連接，；三極管集電極連接電容C1的正極；三極管發(fā)射極接地；三極管基極連接微控制器的通用輸入/輸出端口；微控制器的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接電容C1的正極；二極管D1和電容C1組成檢波電路，運算放大器用作比較器，模擬中頻解調(diào)電路與峰值檢波電路依次電氣連接。
2. —種利用權(quán)利要求1所述電路的有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度的測量方法，其特征在于，包 括如下步驟1) 微控制器通過通用輸入/輸出端口控制三極管導通、截止；當三極管截止時，檢波電路進行峰值檢波，當電容充到峰值后，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進行采樣；三極管導通時，三極管集電極與發(fā)射極導通并對地短接，電容迅速放電；此時即完成了一次峰值檢波；設(shè)定峰值檢波周期 為T，并連續(xù)進行N次峰值檢波；微控制器得到N個峰值電平采樣值，這N個峰值電平采樣 值是對數(shù)值；利用對數(shù)與線性轉(zhuǎn)換公式峰值電平采樣線性值=10^^^^#^^/2。 PV，計算得到峰值電平采樣線性值，這些峰值電平采樣線性值將組成載波電平的峰值包絡(luò)；2) 數(shù)字低通濾波對得到的N個峰值電平采樣線性值做低通濾波；通過數(shù)字低通濾波可 以濾掉信號中的高頻信息，得到有效的交流聲調(diào)制信息；3) 時域處理提取數(shù)字低通濾波后的載波峰值電平中的交流聲調(diào)制信息，得到所有低頻 干擾產(chǎn)生的交流聲調(diào)制度；通過軟件對低通濾波之后得到的N個數(shù)據(jù)進行分析，計算出最大值峰，以及最大峰值與最小峰值的差值，由交流聲調(diào)制度計算公式交流聲調(diào)制度=(峰—峰變化值/最大峰值)X100 % 計算出數(shù)字低通濾波后的交流聲調(diào)制度；4) 頻域處理對得到的N個峰值電平采樣線性值做離散傅里葉變換得到交流聲調(diào)制中的頻率成分。
3.
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有線電視系統(tǒng)的測量方法，具體地說，涉及有線電視系統(tǒng)交流聲調(diào)制度測量領(lǐng)域。本發(fā)明通過以下幾個部分實現(xiàn)模擬中頻解調(diào)電路和峰值檢波電路，然后經(jīng)數(shù)字低通濾波、時域處理、頻域處理。本發(fā)明通過一種快速的峰值檢波電路，在每個有線電視信號場周期內(nèi)，獲得N個連續(xù)峰值電平采樣值，通過數(shù)字低通濾波后得到此峰值電平的包絡(luò)曲線，并計算出最大峰值及峰-峰變化值。然后通過公式得到交流聲調(diào)制度。本發(fā)明充分利用了集成電路與數(shù)字信號處理算法的優(yōu)勢，在較低成本的數(shù)字電視測試儀器方案中實現(xiàn)對交流聲信息的測試功能。降低了產(chǎn)品的成本和開發(fā)難度。
文檔編號H04N17/00GK101459858SQ20081015462
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者倪志偉, 王仁平 申請人:天津市德力電子儀器有限公司