关于数字电视信号电平的测试心得与分析
关于数字电视信号电平的测试心得与分析
根据GY/T170—2001《有线数字电视广播信道编码与调制规范》规定数字电视信号RMS（均方根）的电平值应低于模拟信号峰值电平0~10dB。但在绝大多数经营有线电视网络的营运单位，并不具有测量RMS电平值的测试手段。
一般的情况下绝大多数中小有线网络营运单位只有简单的模拟信号测试手段，这就提出了一个问题：在数字电视信号（DVB—C）快速发展的今天，如何以现有的测试手段去完成数字信号的测量？为了说明问题，我们可以用一般的场强仪和频谱分析仪去进行模拟信号和数字电视信号电平的测试，并进行对比分析。
先假设在网络中传输的模拟信号的电平值与数字电视信号的RMS电平值之差为零。这时用一般的场强仪去分别测量模拟信号和数字电视信号的电平值，就会发现数字电视信号的电平值会比模拟电视的电平值低十几个dB；更奇怪的是如果用频谱分析仪进行此类测试时，会发现对应于不同的中频扫描带宽（RBW），模拟信号电平与数字电视信号电平之间呈现出不同的电平差。为什么这样？要回答这个问题，首先要回答模拟信号与数字电视信号在频谱上的差异。
模拟信号的峰值出现在载频点，而数字电视信号在频谱上是看不出载频点的。在一个合适的频段内，数字电视信号的电平谱更类似于噪声的频谱。这是由于数字电视信号的频谱是由无数不断变动的载波组成，所以在一个合适的频段内更象是一段噪声频谱。所以对数字电视信号的测量更适合的方式应为类似于噪声的测量。我们可以回忆一下模拟信号载噪比的定义：C/N=20lg（图像载波电平有效值/噪声电平均方根值（规定带宽内））
其中“规定带宽内”的带宽为5.75MHz
由此我们可以初步的理解到，均方根值的测量是与测量带宽有关的。其实我们
大可以这样理解数字电视信号RMS值的含义为“带内功率电平值”。其所指“带内” 是指-3dB带宽内，“带内功率”是指-3dB带宽内信号功率之和。有了这样的认识，我们就可以理解模拟信号和数字电视信号在测量中所呈现的差异。一般的场强仪均具有一个固定的中频扫描带宽，大约为300KHz左右，在测模拟信号时，出现在300KHz扫描带宽内的只有一个载波的峰值功率电平，不存在多个峰值电平之和；而测量数字电视信号电平时，所显示的是在300KHz扫描带宽内的功率电平之和，而非完整的数字电视信号功率电平。这也就能解释在用频谱分析低度进行测量时，对应不同的中频扫描带宽，测同一个数字电视信号的电平会出现差异的原因。理论上，数字电视信号的带宽与QAM调制的阶数、符号率及滚降系数有关，具体公式为：
信号带宽=符号率×（1+α）
在QAM64的调制方式中，设定符合率为6.875，α=0.15时，信号带宽为
7.90625MHz
又假定某测量仪器的中频扫描带宽为300KHz。而测试某数字电视信号电平为S。，则总的数字电视信号电平S则为：
数字电视信号带宽/0.3
S=S。+10lg+K
K为修正系数，有资料介绍为1.7dB.
7.90625/0.3
代入上述各值：S=S。+10lg(7.90625/0.3) + 1.7
=S。+15.9085
至此，事情似乎已经有了个结论：用一般的场强仪或是频谱分析仪是可以测试数字电视信号电平地。只不过需在测试值上加上一个修正值。然而事情远没这么简单，问
题就出在这个修正值的确定上。因为理论上的修正值并不是实际的修正值。实际的修正值受各个仪器本身的真实中频扫描带宽、中频滤波器的波形系数、滚降率等因素的影响，与理论值相差甚远。为了说明这个问题，笔者不防用个真实的测试实例作一个比对：
测试时间：2003年9月22日晚
测试地点：武汉广电局十二楼前端机房
测试用QAM调制器：HARRIS
测试仪器：tektronix2714频谱分析仪
测试频点：515MHz
调制信号：QAM64（带AS1流，符号率：6.875）
测试点：混合器后某一分支器的分支端口
首先确定数字电视信号的真实带内功率电平。根据HARRIS调制器的使用说明，当关断调制信号AS1流后，可输出一个中心频率的单载波，其电平等同QAM调制后的带内均方根（RMS）功率电平值。这就可以很容易的用频谱分析仪确定QAM调制后的数字电视信号带内功率电平值。另外也可用 Tektronix2714频谱分析仪直接测出数字电视信号的-3dB 带宽。有了这两个数据，进行测试分析就容易了。
实测时，在测试点测得HARRIS调制器输出的单载波（515MHz）电平值为
68.8dBμv；也即输入ASI流后，得到的数字电视信号的带内功率电平值应为68.8dBμv。下面再来看看输入ASI流后频谱分析仪得到的各种状态下的测试数据： <>
首先看RBW为300KHz时的测试数据，其测得的数字电视信号电平为63.1dBμv。与其实际RMS值仅相差5.7dB。而理论计算值应为10lg (7.12/0.3)+1.7=15.45dB,相去太远。这就不得不怀疑频谱分析仪真实的中频扫描带宽是否有什么不妥当的地方?有什么办法在不违反理论计算的前提下，找到一个合理解释呢？笔者认为既然频谱分析仪显示的中频扫描带宽不能支持理论计算，何不引入一个“等效中频扫描带宽”来进行分析，而且此等效中频扫描带宽也可将K修正系数予以合并，由此可得如下公式：
-3dB信号带宽
RBW，
S=s0+10lg
-3dB信号带宽
n×RBW
式中RBW，=n×RBW为等效中频扫描带宽；n为引入的等效系数。剩下的问题就是如何确定等效系数n。因为测试数据已经有了，只要将数据代入上式，n就可以求出。经过分析比较，发现RBW在30KHz与10KHz之间的电平测试值之差符合
10lg(30/10)=4.77dB的规律，可以最大限度的减小人为判读误差。所以决定以RBW为30KHz的数据组为计算依据。得出的n值为5.39。最后可得经练公式：
S=s0+10lg
此经练公式经复核，误差小于1dB。
结论：
1、用场强仪或无均方根（RMS）测试项的频谱分析仪，是可以进行数字电视信号电平测试的。不过要加上合适的修正值。
2、此修正值针对不同的仪器也是会不相同的。
3、上述的计算过程，只是为说明RBW对测试数据的影响，并非最简单的修正值获取方式。最简单的而又相对准确的方式是，直接在一定的RBW条件下直接读取 QAM 调制器的单载波时的电平值，再减去正常调制情况下测得的数字电视信号电平值，即可得到所需的修正值。如笔者所用的tektronix2714频谱分析仪在300KHz的中频扫描带宽条件下，其修正值为5.7dB，就是直接取得的。
4、从测试数据中可看出，RBW为1MHz时测得的数字电视信号电平与实际值相当接近。也可以作为参考数据。不过尚没对其它种类的频谱分析仪进行过对比。
5、理论计算得出的数字电视信号的带宽，并不一定与实际的数字电视信号带宽一致。各品牌QAM调制器的信号带宽会略有差别。
测试信号处理实验
实验一 离散时间系统的时域分析 一、实验目的 １. 运用MATLAB 仿真一些简单的离散时间系统，并研究它们的时域特性。 ２. 运用MATLAB 中的卷积运算计算系统的输出序列，加深对离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析方法的理解。 二、实验原理 离散时间系统其输入、输出关系可用以下差分方程描述： ∑=∑=-=-M k k N k k k n x p k n y d 00] [][ 当输入信号为冲激信号时，系统的输出记为系统单位冲激响应 ][][n h n →δ，则系统响应为如下的卷积计算式： ∑∞ -∞=-= *=m m n h m x n h n x n y ][][][][][ 当h[n]是有限长度的（n ：[0，M]）时，称系统为FIR 系统；反之，称系统为IIR 系统。在MA TLAB 中，可以用函数y=Filter(p,d,x) 求解差分方程，也可以用函数 y=Conv(x,h)计算卷积。 例1 clf; n=0:40; a=1;b=2; x1= 0.1*n; x2=sin(2*pi*n); x=a*x1+b*x2; num=[1, 0.5,3]; den=[2 -3 0.1]; ic=[0 0]; %设置零初始条件 y1=filter(num,den,x1,ic); %计算输入为x1(n)时的输出y1(n) y2=filter(num,den,x2,ic); %计算输入为x2(n)时的输出y2(n) y=filter(num,den,x,ic); %计算输入为x (n)时的输出y(n) yt= a*y1+b*y2; %画出输出信号 subplot(2,1,1) stem(n,y); ylabel(‘振幅’)； title(‘加权输入a*x1+b*x2的输出’)；
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数字电视网络测试方案 双向（）即光纤同轴电缆混合网，它是广电城域network Coaxial HFCcableHybird Fiber宽带网络的接入网络，是以光缆为主干、以电缆为分配网络的宽带多媒体通讯接入网络。 双向网是一种在模拟环境下进行模拟信号和数字信号传输的技术体制。模式融数HFCHFC 字和模拟信号传输于一体，集光电功能于一体，应用数字压缩技术和高效数字调制技术， 具有频带宽、成本低、容量大、业务双向性、抗干扰能力强、能支持多功能服务，既支持 目前的业务，又能平滑过渡到光纤入户和全数字服务。 与模拟有线电视不同，网络中的噪声、畸变以及入侵干扰，都会对数字电视业务造成 严重影响。这些影响将直接反映为图像出现马赛克、宽带业务无法接入等消费者无法接受 的重大服务质量问题。解决这些问题，需要合理规划数字有线电视网络的维护指标，配备 相应的测试设备，定期对网络进行维护检测，根据检测结果进行适当地调整。 影响服务质量的关键指标归结起来主要有（调制误差率）、（比特误码率）、MERBER 、（载噪比）、（信道功率）、星座图等组成的射频和（误差矢量幅度）EVM Power C/NLevel调制质量指标。 和的关系MER BER在数字电视中，是表征数字信号质量的最重要指标，它精确表明数字信号在调制MER和传输过程中所受到的损伤，也一定程度上说明该信号是否能被解调还原，以及解调还原 后信号质量状况。调制信号从前端输出，经各级网络传输、入户，其指标会逐QAM MER渐恶化，的经验门限值对于为，对于为，低于此值，256QAM 64QAM 23.5dB28.5dBMER 星座图将无法锁定。另外对于网络不同部分的指标也存有一些经验值：时在64QAMMER 前端要求，分前端，光节点，用户端。所以要求使用分析仪>38dB>36dB >34dBQAM>26dB对指标进行测量。MER当信号质量很好的情况下，纠错前与纠错后的误码率数值是相同的，但有一定干扰存 在的情况下，纠错前和纠错后的误码率就不同，纠错后误码率要更低。典型目标值为1E- ，对于数字电视而言，这时观看效果清晰、流畅；准无误码为为，偶然开始-2EBER 0409 出现局部马赛克，还可以观看；临界为，大量马赛克出现，图像播放出现断续；- 03 1E BER大于完全不能观看。1E- BER03 尽管较差的表示信号品质较差，但指标只具有参考价值，并不完全表征网络BER BER设备状况，因为测量侦测并统计每个误码，问题可能是由瞬间干扰或突发噪声引起。BER 可为接收机对传输信号进行正确解码的能力提供一个早期预警。当信号质量降低MER时，将
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测试技术与信号处理实验报告 机械转子底座的振动测量和分析 一、实验目的 1．掌握磁电式速度传感器的工作原理、特点和应用。
2．掌握振动的测量和数据分析。 二、实验内容和要求 先利用光电式转速传感器测量出电机的转速；然后利用磁电式速度传感器测量机械转子底座在该电机转速下的振动速度；对测量出的振动速度信号进行频谱分析；找出振动信号的主频与电机转速之间的关系。 三、实验步骤 1．启动实验程序“机械转子系统的振动测量.exe”; 输入个人信息，也可以启动之后通过单击“修改”按钮修改个人信息。 2．单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接磁电速度传感器的采样通道号，批量采样频率（建议设为10KHz）、批量采样点数（建议设为10000）。 3．打开转子电机的电源，单击“单点采样”。 4．旋转调节旋钮改变转子的转速,观察图形区显示的磁电速度传感器采集到的转子底座振动信号；如果振动信号比较小，可适当提高转子的转速。 5．转子转速的测量： (1) 单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接光电转速传感器的 采样通道号、批量采样频率（建议值为10KHz）、批量采样点 数（建议值为10000）。 (2) 单击“批量采样”按钮，开始采样；采样完成之后，采集到 的波形信号会显示在图形窗口，系统会自动计算出转子的速度
并显示出来。记录下此时的转子的转速（单位：r/s）。 (3) 再重复步骤(2)测量2次。以三次测量的平均值作为此时转子 的转速。 转速的测量结果 单点采样采集通道6,测量3组数据 6．振动信号的测量和频谱分析： (1) 单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接磁电速度传感器的 采样通道号、批量采样频率（建议设为10KHz）、批量采样点 数（建议设为10000）。 (2) 单击“批量采样”按钮，开始采样；采样完成之后，采集到 的波形信号会显示在图形窗口。如果信号不正常，重复点击“批 量采样”按钮 (3) 单击“保存”按钮，将采集到的磁电传感器的信号数据保存 为文本文件。文件必须保存到“C:\ExperiData\”目录下。可单 击“保存设置”更改文件名。 (4) 打开刚保存的文本文件，文件前面几行保存了个人信息、采 样频率、采样通道、保存的数据个数等信息。文件中共有四列 数据，第一列为数据的序号，第二列为磁电传感器检测到的数 据。
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64QAM BER BER 优良32dBuv 1.00E-8 >1.00E-9 正常值28dBuv 1.00E-7 1.00E-9 临界值24dBuv 1.00E-6 1.00E-8 机顶盒MER Pro FEC BER Post FEC BER 64QAM 优良32dBuv 1.00E-8 >1.00E-9 正常值28dBuv 1.00E-7 1.00E-8 临界值24dBuv 1.00E-6 1.00E-7 第二步：当这些指标恶化的时候，应该对其它指标进行详细的测量，判断造成网络质量恶化的原因。因为MER的恶化是最主要的因素，它将直接导致BER的下降并最终影响用户接收机的接收效果。所以因主要测试调制质量参数，找出问题原因。 调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。其中调制误差率反映了调制的总体质量；载波抑制、幅度不平衡等反映调制中可能引起误差的主要原因；RS解码前误码率则反映了整个信道的可靠性的性能。对数字调制的直接测量是找到信号失真源头的有用工具。调制质量的估价是放在数字解调之后，自适应均衡器附近. 第三步：利用星座图进行逐级排查。 当然我们一般的测试工作只需要做第一步就可以，当网络有问题的时候做第二，三步；而且绝大多数时候我们第二，三步是同时进行的。建议即使网络正常也因该定时在网络前端执行第二，三步操作便于防范问题于未然。 1.1.1. 平均功率 1.1.1.1. 数字信号电平和模拟信号电平的区别 因为模拟电视图像内容是通过幅度调制来传送的，图像的内容是随时变化的，所以模拟电视的信道的功率取决于图像内容，根据图像的内容的不同，信道功率不断的变化。由于模拟电视行/场同步脉冲电平相对稳定，故我们把测量峰值电平作为判别模拟电视信号强弱的测量标准。 所有的数字调制信号都有类似噪声的特性，信号在调制到射频载波之前被进行了随机化处理，所以当发送一个数字信号时，无论它是否传送数据，在频域中观察一般都是相同的。而且在频域中观察这样的信号通常也说明不了有关的调制方式，例如是QPSK，16QAM，还是64QAM，它只能说明信号的幅度、频率、平坦度、频谱再生等等。 噪声信号的最大响应与噪声信号的功率没有关系。因为数字信号也是以噪声的形式出现，但它更像是随机加入到分析仪检测仪中的一组组脉冲，所以采用平均值作为功率系数更有价值。
现代测试技术习题解答--第二章--信号的描述与分析---副本
第二章 信号的描述与分析 补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。 解答： (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ，式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x
2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。
2-4周期性三角波信号如图2.37所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。
2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 补充题2-1-2 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n|–ω和φn–ω
图，并与表1-1对比。 解答：在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤
《测试信号分析与处理》实验报告
测控1005班齐伟0121004931725 （18号）实验一差分方程、卷积、z变换 一、实验目的 通过该实验熟悉 matlab软件的基本操作指令，掌握matlab软件的使用方法，掌握数字信号处理中的基本原理、方法以及matlab函数的调用。 二、实验设备 1、微型计算机1台； 2、matlab软件1套 三、实验原理 Matlab 软件是由mathworks公司于1984年推出的一套科学计算软件，分为总包和若干个工具箱，其中包含用于信号分析与处理的sptool工具箱和用于滤波器设计的fdatool工具箱。它具有强大的矩阵计算和数据可视化能力，是广泛应用于信号分析与处理中的功能强大且使用简单方便的成熟软件。Matlab软件中已有大量的关于数字信号处理的运算函数可供调用，本实验主要是针对数字信号处理中的差分方程、卷积、z变换等基本运算的matlab函数的熟悉和应用。 差分方程（difference equation)可用来描述线性时不变、因果数字滤波器。用x表示滤波器的输入，用y表示滤波器的输出。 a0y[n]+a1y[n-1]+…+a N y[n-N]=b0x[n]+b1x[n-1]+…+b M x[n-M] (1) ak,bk 为权系数，称为滤波器系数。 N为所需过去输出的个数，M 为所需输入的个数卷积是滤波器另一种实现方法。 y[n]= ∑x[k] h[n-k] = x[n]*h[n] (2) 等式定义了数字卷积，*是卷积运算符。输出y[n] 取决于输入x[n] 和系统的脉冲响应h[n]。 传输函数H(z)是滤波器的第三种实现方法。 H(z)=输出/输入= Y(z)/X(z) （3）即分别对滤波器的输入和输出信号求z变换，二者的比值就是数字滤波器的传输函数。 序列x[n]的z变换定义为 X (z)=∑x[n]z-n (4) 把序列x[n] 的z 变换记为Z{x[n]} = X(z)。
数字电视信号的误码测量
数字电视信号的误码测量 时间：2005-6-3 15:50:00 来源：依马狮网作者：程实中国国际广播电台电视中心阅读2573次 数字视音频的大潮已扑天盖地将我们淹没，尤其是电视制作专业领域，采、录、编、播的全程数字化已逐渐成为标准配置。数字技术的运用，解决了长期以来电视图像质量因后期制作而下降的问题，但又带来了数字电视信号误码的新问题。在信号源和接收机之间存在任何一个数据字的数值改变称之为误码，这是数字信号独有的。让我们从数字视频信号的标准、格式、编码说起。 一. 数字视频信号的标准和格式 CCIR-601（也称ITU－R601）标准定义了数字视频的信号标准（见下表）。
按照CCIR601标准，模拟电视信号以4:2:2取样，取样后进行8比特量化和线性PCM编码，即可得到符合数字演播室标准的基带数字信号，其比特流为：（13.5×8＋6.75×8×2）Mbit/s=216Mbit/s。这种速率在一般计算机上很难处理。每分钟数字视频所占用的空间为：216Mbit/s×60s/8=1620MB，如果把这种视频流存放在650MB的光盘中，一张光盘只能存放20多秒，而一块10GB的硬盘也存储不了几分钟的视频图像。因此必须对数字视频图像进行压缩，用尽可能少的数据来表达信息，节省传输和存储的开销。 于是，数字视频码率压缩得以普及，JPEG、M-JPEG、MPEG-2、MPEG-4等压缩标准、小波编码和帧间压缩为各界广泛接受。数字设备也从天价的非压缩D1、D2、D3、D5发展到现在广为使用的索尼 Digital-Betacam、Betacam SX、MPEG IMX、DVCAM；松下公司的DVCPRO25、DVCPRO50；JVC公司的Digital-S 等（见下表）。
《测试技术与信号处理》习题答案-华科版
《测试技术与信号处理》习题答案 第二章 信号分析基础 1、请判断下列信号是功率信号还是能量信号： （1）)()(10cos 2 ∞<<-∞=t e t x t π （2）)()(||10∞<<-∞=-t e t x t 【解】（1）该信号为周期信号，其能量无穷大，但一个周期内的平均功率有限，属功率信号。 （2）信号能量：? ∞ ∞ -= =10 1 )(2dt t x E ，属于能量信号。 2、请判断下列序列是否具有周期性，若是周期性的，请求其周期。)8 ()(π-=n j e n x 【解】设周期为N ，则有：8 )8 8()()(N j N n j e n x e N n x ?==+-+π 若满足)()(n x N n x =+，则有1)8/sin()8/cos(8/=-=-N j N e jN 即：k N π28/=，k N π16=，k = 0，1，2，3，… N 不是有理数，故序列不是周期性的。 3、已知矩形单脉冲信号x 0(t)的频谱为X 0(ω)=A τsinc(ωτ/2) ，试求图示三脉冲信号的频谱。 【解】三脉冲信号的时域表达式为：)()()()(000T t x t x T t x t x -+++= 根据Fourier 变换的时移特性和叠加特性，可得其频谱： )]cos(21)[2 ( sin )()()()(000T c A e X X e X X T j T j ωωτ τωωωωωω+=++=- 4、请求周期性三角波（周期为T ，幅值为0—A ）的概率分布函数F(x)与概率密度函数p(x) 。 【解】在一个周期T 内，变量x (t )小于某一特定值x 的时间间隔平均值为：T A x t i = ? 取n 个周期计算平均值，当∞→n 时，可有概率分布函数：A x nT t n x F i n =?=∞→lim )( 概率密度函数：A dx x dF x p 1 )()(== t -τ/2 0 τ/2 -T T
《测试信号分析与处理》实验报告
《测试信号分析与处理》 实验一差分方程、卷积、z变换 一、实验目的 通过该实验熟悉 matlab软件的基本操作指令，掌握matlab软件的使用方法，掌握数字信号处理中的基本原理、方法以及matlab函数的调用。 二、实验设备 1、微型计算机1台； 2、matlab软件1套 三、实验原理 Matlab 软件是由mathworks公司于1984年推出的一套科学计算软件，分为总包和若干个工具箱，其中包含用于信号分析与处理的sptool工具箱和用于滤波器设计的fdatool工具箱。它具有强大的矩阵计算和数据可视化能力，是广泛应用于信号分析与处理中的功能强大且使用简单方便的成熟软件。Matlab软件中已有大量的关于数字信号处理的运算函数可供调用，本实验主要是针对数字信号处理中的差分方程、卷积、z变换等基本运算的matlab函数的熟悉和应用。 差分方程（difference equation)可用来描述线性时不变、因果数字滤波器。用x表示滤波器的输入，用y表示滤波器的输出。 a0y[n]+a1y[n-1]+…+a N y[n-N]=b0x[n]+b1x[n-1]+…+b M x[n-M] (1) ak,bk 为权系数，称为滤波器系数。
N为所需过去输出的个数，M 为所需输入的个数卷积是滤波器另一种实现方法。 y[n]= ∑x[k] h[n-k] = x[n]*h[n] (2)等式定义了数字卷积，*是卷积运算符。输出y[n] 取决于输入x[n] 和系统的脉冲响应h[n]。 传输函数H(z)是滤波器的第三种实现方法。 H(z)=输出/输入= Y(z)/X(z) （3） 即分别对滤波器的输入和输出信号求z变换，二者的比值就是数字滤波器的传输函数。 序列x[n]的z变换定义为 X (z)=∑x[n]z-n (4)把序列x[n] 的z 变换记为Z{x[n]} = X(z)。 由X(z) 计算x[n] 进行z 的逆变换x[n] = Z-1{X(z)}。 Z 变换是Z-1的幂级数，只有当此级数收敛，Z 变换才有意义，而且同一个Z 变换等式，收敛域不同，可以代表不同序列的Z 变换函数。 这三种数字滤波器的表示方法之间可以进行相互转换。 四、实验步骤 1、熟悉matlab软件基本操作指令。读懂下列matlab程序指令，键入程序并 运行，观察运行结果。 Conv.m% 计算两个序列的线性卷积； %-----------------------------------------------------------------
01--数字电视发射机测试技术
数字电视发射机测试技术 数字电视发射机一般由激励器、功放、合成单元、输出滤波器、监控单元组成。数字电视发射机的测试是以GB/T 28435-2012《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》、GB/T 28436-2012《地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法》和GY/T229.4《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》为依据，主要进行发射机功能和射频指标的测试。 数字电视发射机测试系统示意图见图1所示。 图1 数字电视发射机测试系统示意图 一基本术语 1.1 激励器 将TS流输入信号按照GB 20600的规定进行信道编码调制输出射频信号的设备。 1.2 功率放大器
用于将激励器输出的射频小功率信号放大到发射机标称功率的设备。一般分为预放、分配、放大模块、功率合成等几个部分。 1.3 频谱模板 表征信号频谱容差范围的标准频谱曲线。一般用具有典型意义的频点所对应的相对电平值表示。 1.4 调制误差率 调制信号理想符号矢量幅度平方和与符号误差矢量幅度平方和的比值，单位为dB。 1.5 带肩 偏离中心频率某一规定值的带外频率点平均功率相对于中心频率点的变化量，单位为dB。 1.6 带内频谱不平坦度 带内信号各频点平均功率相对于中心频率的幅度变化量，单位为dB。 1.7 带外杂散 带外泄漏信号功率与带内数字信号功率的比值，单位为dB。 二、数字电视发射机相关性能 2.1 接口要求 数字电视发射机的TS流输入采用ASI格式，物理接口为BNC接头，阴型，输入阻抗为75Ω；10MHz时钟输入采用BNC接头，阴型，输入阻抗为50Ω(10MHz时钟为正弦波，规定峰峰值>600mV)；1pps输入采用BNC接头，阴型，TTL电平，输入阻抗为50Ω；监测输出采用SMA或BNC接头，阴型，输出阻抗为50Ω；发射机输出接口根据功率等级可以选择L16、L27、Φ40、Φ80、
数字电视基础技术要点
数字电视基础技术 一、数字电视系统概述 电视技术的迅速发展，使它的使用范围早已超越了广播娱乐界，被广泛地应用到文化教育、科研管理、医疗卫生、公安交通、军事宇航和人们日常生活的各个领域。随着信息和知识时代的到来，信息和数字技术取得了巨大的发展，电视技术在经历了从无到有、从黑白电视到彩色电视的革命性转变后，自然而然的进入了从模拟电视到数字电视的第二次革命。 1.1数字电视的概念 所谓数字电视，就是将传统的模拟信号经过抽样、量化和编码转换成由二进制数组成的数字式信号，然后对数字式信号进行各种功能的传输、存储、记录和接收等各种处理的电视技术。 信号的数字化，将非常有利于用计算机对其进行处理、控制、监测。这个良好的技术平台将为新业务的开发提供非常大的发挥空间。数字电视系统简图如下图。 1.2 数字电视的优点: 频率利用率高：采用了先进的图像压缩编码技术，使每套节目占用的频带变窄，一个模拟电视频道可传送6～8套标准清晰度数字电视节目；对于用户来说，意味着可供选择的节目将更加丰富，同时，大容量的节目、低廉的传输成本和广泛的收视将使网络运营费用大幅度降低。 抗干扰力强：数字电视信号的信号噪声比与连续处理的次数无关，在传输过程中，无噪声积累，不会降低信噪比，它不受地理因素的限制，几乎可以无限扩大覆盖面。 清晰度高：接收端画质接近演播室水平；
音频效果良好：可提供5.1的环绕立体声； 服务类型多样：包括传统广播类基本业务、广播电视增值业务和数据通信类新业务； 可控可管理：利用CA系统对节目进行加密控制，SMS系统进行用户管理； 扩展性强：开放的业务平台，适合大规模业务经营，符合未来技术发展趋势。 1.3 数字电视的意义 数字电视的技术优势，无论是对于消费者，还是对于相关企业，甚至是对于整个电子产业、广播行业，都意味着一场巨大的变革。对于消费者而言，数字电视不只是图像更清晰、声音更逼真、屏幕更大及频道更多，而且集电视、电脑、电信的功能为一体，使电视的用途由单一性向多元化发展，成为千家万户进入信息高速公路的便捷通道。对于电视机厂家、电视台、电视制作和传播媒体而言，数字电视的出现既是一种挑战又是一种机遇，它所带来的电视市场的扩容潜力将无可估量，利用数字电视的交互式特点，开展各项增值业务，将推动多种行业的发展。 二、数字电视DVB系统 DVB-C系统原理图 DVB-C系统主要由信源系统、EPG管理系统、复用和加扰系统、编码和调制系统、条件接收系统、运营支撑系统、存储播出系统、回传处理系统、其它辅助系统等几个部分组成。 2.1信源系统 数字电视信源系统：包括数字卫星信号的接收，模拟信号的编码，SDH网络信号的分
机械工程测试技术基础(第三版)试题(卷)与答案解析集
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 １、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。 ２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是。 ３、测试信号调理电路主要有、、。 ４、测试系统的静态特性指标有、、。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。 ６、传感器按信号变换特性可分为、。 ７、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。 ８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括：、。 10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称，其解调电路称为。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题（共30分） １、什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分） ２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分） ３、选用传感器的原则是什么？（10分） 三、计算题（共55分） １、已知信号x(t)=e-t (t≥0)， (1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (τ) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。（10分）３、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙δ0 =0.3mm， （1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。 （2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在 Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？ （ε0 = 8.85×10-12 F/m）(8分) ４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx= 100sin1000t时， 求输出信号μy 。（7分） ５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。(15分 一、填空题： 1、连续 2、￠x2=H x2+óx2 3、电桥、放大、调制解调电路 4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型 7、Δó〈〈ó0定位8、相邻相反相对相同9、信号分析、信号处理 10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容13、频率14、鉴频、鉴频器15、反比16、带宽B 17、1 18、串联19、
DVB—C数字电视的测试
DVB—C数字电视的测试 1 我国播放数字电视的进程已出台，广电部要求沿海发达地区2005年开通数字电视，2015年全国开通数字电视，停播模拟电视。近年来不少城市都已开始试播，各广电局、广电网络传输中心、有线台都正在试验之中。数字电视相对于模拟电视来说是一个全新的概念，对于数字电视系统的测试也是一个全新的概念，我们必须按数字电视的标准，结合实际情况，去探讨它的测试方法，研制、选用新的测试系统和仪器。 2 DVB-C 我国的数字电视标准尚未全部确定，据说今年将会正式定稿。无论怎么说，我国数字电视选用欧洲标准为基础是无疑的了，即以DVB数字电视广播标准为基础。这个标准包括DVB-S（数字卫星电视）、DVB-C（数字电缆电视）、DVB-T（数字地面电视）。这三种数字电视都采用MPEG-2标准对视频和音频进行编码与压缩，形成传输码流TS，再经过复用、调制，而后进行传输或广播。 就调制方式来说，这三种数字电视是不同的。卫星电视采用QPSK（正交相位键控）；电缆电视采用QAM（正交幅度调制）；地面电视采用COFDM（编码正交平分复用）。 DVB-C数字电缆电视，也称数字有线电视，它和其他两种数字电视一样，都要对视音频进行编码和压缩。它较模拟电视的优点首先是数字传输抗干扰能力强，信噪比高，获得高质量的图像，再则由于采用数字压缩，对于一套电视节目来说，它占用的频带就较模拟电视窄的多，模拟电视一个频道可以传68套数字电视节目，整个传输网络可以达到200300套节目，而且数字电视系统便于开展数据传输等增值业务，这是数字电视传输网络前途无量的希望！ 3 DVB-C 系统测试标准原则上按《DVB系统测试标准TR101290》，该标准对MPEG2 TS流的测试，卫星和电视网络传输媒介共同参数的测试，电视网络、卫星、地面、MMDS/MVDS的专门测试都给出了具体的方法和要求。TR101290建议的MPEG2 TS流测量和分析方法包括MPEG2第4个文件中的规定测试 （ISO/IEC138184）和DVBSI文件TR101290和EN300468，测试并不依赖于任何商业用解码器及芯片 ，而是使用MPEG2TSTD（目标解码器）的标准解码程序。 4 按测试内容不同，可分为图像质量分析、TS码流分析、视音指标测试及传输性能测试等。 41TS 如图1所示，由图像质量分析仪产生CCITT测试序列（乒乓球、花园、火车与日历、篮球、绒线等），送到被测系统的编码器，经复用器、QAM调制器，再经过标准解调器和解码器，还原成序列图像，由图像质量分析仪比较分析，计算出一个与原序列图像差异相关的数值——图像质量率PQR。而当改变编码器的压缩码率时，可得出不同的PQR值，更加全面和准确地评估被测系统的性能。 图1图像质量测试框图 对于TS码流分析，主要有码流协议、码流结构、SI表格信息分析、EPG节目指南、TR101290实时测试、码率测试、时钟PCR分析、QAM分析等。 对于EPG节目指南，由于电视节目增多，显得越来越重要。 TS码流实时测试按TR101290差错优先级分类如下：
数字电视信号测试要点
数字电视信号测试要点 数字电视信号采用QAM调制方式，没有图像载波电平可取，无峰值，整个限定的带宽内是平顶的。所以，QAM数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来表达的，称为数字频道平均功率。在用户端电缆信号系统出口处要求：信号电平为47～67 dBμV（比模拟电视信号的要求低10 dB），数字相邻频道间最大电平差为≤3 dB,数字频道与相邻模拟频道间最大电平差为≤13 dB。 测量的方法是对整个频道进行扫描、抽样，每一个随机抽样点的功率也是随机分布的，所以把每一个抽样点的功率值取平均。这种测量功能是模拟电平场强仪不具备的，数字电视对线路的要求是阻抗匹配（标称特性阻抗75Ω）。信号电平用户输出口在45～75DBμV左右（用数字场强仪测量）。数字电视对信号电平的要求有一个门限效应，当信号低于门限值则无任何画面，当满足门限范围，就会有相当清晰的画面，当在门限值上下摆动时，就会出现停顿的马赛克现象。数字电视的几项重要指标及其使用方法： 一、测量误码率（BER）及其方法 数字电视信号是离散的信号，接收到的数字电视信号要么是稳定、清晰的图像，要么就是中断（包括马赛克）。信号的这种变化，只与传输的误码率有关，所以把误码率作为衡量系统信号质量劣变程度的最重要的指标。在RS解码前的TS流的误码率规定为不劣于1×10E -4，其他参数（如载噪比、调制误差率、噪声容量）的限额值都是为了保证该误码率的。比特误码率值高于1×10E -3（临界点）就无法正常收看数字电视，标准值为1×10E -9，BER值越低代表更好的传输质量。
1×10E -3的意思：相当于1000个里面有1个误码无法收看 2×10E -4的意思：相当于10000个里面有2个误码无法连续正常收看3×10E -7的意思：相当于1000万个里面有3个误码正常收看 1×10E -9的意思：相当于10亿个里面有1个误码优 二、载噪比及其测量方法 载噪比C/N是指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比，载噪比中的已调制信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率。在调制传输系统中，一般采用载噪比指标，要求用户端C/N＞28 dBμV（64QAM），数字调制信号对网络参数的要求主要反映在载噪比上，载噪比越大，信号质量越好，相反信号质量就差，信号质量差反映为模拟电视会出现“雪花干扰”，数字电视会出现马赛克，严重时会造成图像不连续甚至不能对图像解码。 三、调制误差率（MER）及其测量方法 MER的测试结果反映了数字接收机还原二进制数码的能力，它近似于基带信号的信噪比S/N。在用户端电缆信号出口处调制误差比MER要求达到30dB以上，可以采用QAM星座图分析仪和基准接收机来测量系统的调制误差比MER。要求：机房＞38DB；分前端＞36DB；光节点＞34DB；放大器＞32DB；用户＞26DB。 四、无数字电视测试仪器如何测试和判断信号质量 1.了解网络情况，检查从光节点到用户端的主支干线以及进户-5电缆是否有接头，接头是否扭接，如果有，必须按照规范重做接头。 2.从模拟信号质量判断数字电视信号质量。模拟信号电平在60-80 dBμV 时如图像质量较好，各频段信号平坦符合标准，相邻电平差小于3DB，清晰无雪花干扰。
测试信号处理与分析
结课作业 课程名称测试信号处理与分析学生专业测控技术与仪器 学生学号912101170116 学生姓名陈昊飞 任课教师吴健 成绩
一、（20分）用标准数字电压表在标准条件下，对 被测的10 V 直流电压信号进行了10次独立测量，测量值如表1所列。由该数字电压表的检定证书给出，其示值误差按3倍标准差计算为3.5×10-6V 。同时在进行电压测量前，对数字电压表进行了24h 的校准，在10 V 点测量时，24h 的示值稳定度不超过士15μV 。试分析评定对该10V 直流电压的测量结果。 答：此次测量为静态测量，只考虑静态误差，不涉及动态误差。 在不考虑系统误差的情况下，对此10次测量进行标准不确定度的A 类评定，其平均值0001043.10_ =x ，其标准差 6 10982.8-?=σ，平均值的实验标准差6_ 1084.2)(-?=x s ，单次实验的测量结果表示为 )]([_ _ x s x ±，为61084.20001043.10-?±。 根据示值误差的判定应用σ3准则，不含粗大误差的测量值范围为（10.000077~10.000131），判断此次测量不含有粗大误差。 实际值=测量值-示值误差，所以实际值为10.0001043-3.56 10-?=10.0001008，修正后的 结果为6 1084.20001008 .10-?±。 15μV=156 6 1084.210--?>?V ，测量A 类不确定度没有超过示值稳定度，其结果是可靠的。 综上所述，最终的结果为6 1084.20001008 .10-?±。 二、（20分）测量某半导体的两参量x 和y 所得数据如表2所示。试分析x ， y 之间的关系。（要求给出详细分析过程和MATlab 源程序） 答：在未对x ，y 做任何处理时对（xi ，yi ）做多项式拟合，参考书50页程序得到： MATLAB 程序如下： clear
数字电视主要测试指标
1.1.数字电视的主要测量技术指标 1.1.1引言 我们要准确把握数字电视传输网络质量的好坏，应该分三步。第一步：对平均功率，MER,BER这三个指标进行测量。 MER、BER测量门限（实际经验总结）
第二步：当这些指标恶化的时候，应该对其它指标进行详细的测量，判断造成网络质量恶化的原因。因为MER的恶化是最主要的因素，它将直接导致BER的下降并最终影响用户接收机的接收效果。所以因主要测试调制质量参数，找出问题原因。 调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。其中调制误差率反映了调制的总体质量；载波抑制、幅度不平衡等反映调制中可能引起误差的主要原因；RS解码前误码率则反映了整个信道的可靠性的性能。对数字调制的直接测量是找到信号失真源头的有用工具。调制质量的估价是放在数字解调之后，自适应均衡器附近. 第三步：利用星座图进行逐级排查。 当然我们一般的测试工作只需要做第一步就可以，当网络有问题的时候做第二，三步；而且绝大多数时候我们第二，三步是同时进行的。建议即使网络正常也因该定时在网络前端执行第二，三步操作便于防范问题于未然。 1.1.1.平均功率 1.1.1.1.数字信号电平和模拟信号电平的区别
因为模拟电视图像内容是通过幅度调制来传送的，图像的内容是随时变化的，所以模拟电视的信道的功率取决于图像内容，根据图像的内容的不同，信道功率不断的变化。由于模拟电视行/场同步脉冲电平相对稳定，故我们把测量峰值电平作为判别模拟电视信号强弱的测量标准。 所有的数字调制信号都有类似噪声的特性，信号在调制到射频载波之前被进行了随机化处理，所以当发送一个数字信号时，无论它是否传送数据，在频域中观察一般都是相同的。而且在频域中观察这样的信号通常也说明不了有关的调制方式，例如是QPSK，16QAM，还是64QAM，它只能说明信号的幅度、频率、平坦度、频谱再生等等。 噪声信号的最大响应与噪声信号的功率没有关系。因为数字信号也是以噪声的形式出现，但它更像是随机加入到分析仪检测仪中的一组组脉冲，所以采用平均值作为功率系数更有价值。 因为数字电视信号的信道功率相对稳定，不随内容而随机变化，所以数字电视用信道平均功率来表示本频道的功率。数字电视信号的平均功率电平也称作信道功率，这与模拟电视电平是完全不同的概念。数字信号的功率不能用峰值功率测量来完成，因为信道功率是和带宽有关的，带宽越宽，信道的平均功率越高。数字信号载波功率是正确接收的关键性因素之一，适当提高数字信号载波电平就可较大地提高抗干扰的能力。 1.1.1. 2.数字信号电平的测量方法 当用DVB-C描述QAM信号和用DVB-S描述QPSK信号时，都称调制的RF/IF信号为“载波”（C），主要是把它与来自用作有关基带解调“信号”（S）相区别。严格的说把数字信号描述为“载波”是不正确的，因为QPSK，QAM 调制是抑制载波的调制机制。然而，工程师们继续使用“载波”作为该参数的称呼，特别是谈论“载”噪比时。其实载波说成像要信息功率更为恰当，确切的说应为RF/IF功率，是调制RF/IF信号的总功率。 1.1.1.3.数字调制信号的测量方法不同于模拟信号的原因 （1）在数字调制信号中不出现载波（使用QPSK调制的DVB-S和使用QAM 调制的DVB-C系统），或是有上千个载波（使用OFDM调制的DVB-T系统），所以不能测量载波。 （2）带内的调制信号有平坦的频谱，非常类似于噪声。如果从频谱以上观察，则数字调制信号的频谱像噪声一样充满整个频道。