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1、平板电视 HDMI 接口工作模式下的辐射干扰测试条件建立 Flat-panel TV HDMI interface mode of radiation interfere with the establishment of test conditions 江苏省电子信息产品质量监督检验研究院 薛凤鸣 何飞 摘要:本文介绍 HDMI 接口特点及其在 HDTV 显示格式中的传输带宽关系，并针对平板电视 HDMI 接口工作模式下辐射干扰测试基本测试条件如何建立进行了探讨,可供从事 HDTV 测试人员参考。关键词:平板电视 高清多媒体接口 辐射干扰 彩条信号 标准电缆 Abstract:This ar
2、ticle introduces HDMI interface and its display in the HDTV format in the transmission bandwidth,and for flat-panel TV HDMI interface mode interference radiation testing how to create a basic test conditions were discussed,the test for reference in HDTV.Keyword:flat-panel TV High Definition Multimed
3、ia Interface Radiation interference Color bar signal Standard cable 一、前言 随着液晶电视、等离子电视等大尺寸数字化平板显示设备的普及，以及高清电视格式（720p/1080i/1080p）的确定，传统模拟接口的带宽已经不能满足海量数据流传输的需要，也不符合数字化的潮流。因此，传输速度更快的全数字化接口势必会替代传统模拟接口，HDMI 高清多媒体接口实现了这一目标。而随着 HDMI 标准本身的发展，其从最初的 1.0 版本也进化出了 1.2 版本和 1.3 等后续版本，不仅性能更加强大，兼容性也更加出色。因此，HDMI 正在成为
4、高清时代普及率最高、用途最广泛的数字接口。在现在任何一台平板电视上，HDMI 接口都成了标准化的配置，但目前见到的绝大部分产品的 HDMI 接口还是 1.1 版本。目前，数字电视的应用越来越普及，高清晰度电视如 1080P 全高清显示器在市场上大量涌现，还有高清接收机顶盒、蓝光 DVD 等等，这些设备均是基于 HDMI 接口连接工作的，产品无论是定位国际还是国内销售，都要遇到电磁辐射干扰测试这一关，HDMI 接口工作模式下的辐射干扰测试值得关注。二、平板电视 HDMI 接口传输带宽 HDTV 中分别规定了 720p/1080i/1080p 三种分辨率规格，以最高规格的 1080p/60Hz 格
5、式为例，其需要显示的总像素个数是 19201080=2073600（2.073M）个。每秒刷新 60 次，所需要显示的总像素数量也就 1.24G 个，总数据量是 1.243=3.72Gbps，因此，目前用 HDMI 的 4.95Gbps 带宽用起来是足够的。迫于 DisplayPort 接口技术的竞争压力，及针对日益发展的数字影像技术对高分辨率、高传输速率、高色深图像的要求，2006 年 5 月 HDMI Founders 正式推出了 HDMI 1.3 版本。在 HDMI1.3 规格中，TMDS 连接带宽从原来最高 165MHz 提升到 340MHz，数据传输率也从 4.96Gbps 提升到了
6、10.2Gbps，可以支持更高数据量的高清数字流量，HDMI 1.3 可以支持更高的帧刷新率：1080p120Hz格式、720p240Hz 和 1080i240Hz，以及更高的分辨率(1440p)，这为今后更高性能影音传输提供了发展空间。同时，HDMI 1.3 标准中对连接线缆规定了两种规格，分别是：1、标准电缆(1 类)，该类电缆支持的速率 75MHz，该速率对应的分辨率是 720p 和 1080i；2、高速电缆(2 类)，该类电缆支持的速率 340MHz，对应的是 1080p，深彩色和高刷新率。目前主流的 HDTV 系统对传输电缆带宽的要求是 750MHz，同时，要求电缆的三次谐波频率为2
7、.25GHz（750MHz3）时，仍然具有良好的回波损耗性能。而在这一过程中，电缆的任何一个连接器件、线缆本身、转换设备，插座插头，以及电缆的安装方法都将对这一数值产生影响，其电磁兼容特性必然会反映在设备、接口、链路及配合设备等工作环节上，如 HDMI 电缆屏蔽性能和接口插头电气性能的好坏等，特别是在实验室，反复多次插拔，很容易造成接口接触不量，在链路上形成驻波反射而造成 EMC 不合格，如图 1。所以，HDMI 线缆在平板电视辐射干扰测试条件建立中极为关键。三、平板电视 HDMI 接口辐射干扰测试条件建立 在实验室进行平板电视等设备 HDMI 接口的 EMC 认证测试，依据的标准是 GB13
8、837-2003 和GB9254-1998。对于辐射骚扰测试被测样品（EUT）的试验信号 GB13837-2003规定带有 1kHz 音频信号的标准彩条电视信号；在 GB9254-1998 的一般测量条件规定环境噪声电平至少比规定的限额値低 6dB。带有 HDMI 接口的平板电视设备兼具 AV 和 IT 设备功能，因此，必须兼顾考滤 GB13837和 GB9254。进行平板电视 HDMI 接口工作模式下的电磁辐射测试，除了具备测试仪器、暗室场地等环境条件以外，还必须具备以下条件：1）必须具备驱动平板电视工作的相应的附助设备，如具有 HDMI 接口的 PC 机、HD DVD 播放机、数字电视码流
9、播放机等设备，保证这些设备本身电磁辐射干扰低于限额值 6dB。一般建立一套符合要求的的平板电视 HDMI 工作系统;2）必须具备符合要求的 HDMI 连接电缆，以建立优质的工作链路；3）必须具备高清显示格式（720p、1080i、1080p）的工作彩条图像信号源。为了解决企业在平板电视开发中 HDMI 工作模式下电磁辐射干扰测试中的急需，我们针对数字高清发展和现实条件，努力创造测试条件，实现了数字高清 HDMI 工作模式下电磁辐射干扰测试。1、建立 HDMI 接口驱动工作平台 我们选择了 PC 工作平台方式。因为，目前高清平板电视都能方便地接驳电脑，另一个通过电脑可以方便的处理图像信号。通过
10、PC 建立 HDMI 接口标准工作平台，关键是必须要找到所有辅助设备都符合电磁辐射干扰低于标准限额值 6dB。这要对现有的一些 PC、HDMI 接口显卡、HDMI 显示器及 HDMI 电缆等逐一进行挑选，由于 HDMI 接口技术新而复杂，一些厂家的产品内控 EMC 指标较低，没有余量。可以说第一次建立起来的工作平台测试结果非常不理想，见图 1。这样的工作平台根本无法用于配置被测 EUT 工作。图 1 第一次建立的品牌 PC HDMI 工作平台 EMI 测试结果 经过对不同 PC 机、HDMI 接口显卡、显示器和 HDMI 电缆等反复测试试挑选后，终于建立起了符合要求的 PC HDMI 工作平台
11、，搭建好的系统图见图 2。图 2 PC HDMI 工作平台系统 系统配置如下：PC：配置的兼容机，CPU 主频要求 3GHz 以上(AMD 或 Intel)，主板要与 CPU 相适应，PCI显卡插槽与全高清显卡相适应；2GB 内存；320 GB 硬盘和蓝光 DVD 等；全高清显卡：HD 2600XT，原生 HDMI 和 DVI 接口；PowerDVD Ultra 7.3.3516或 KMPlayer v2.9.3.1376 Beta 等高清播放器软件；显示器，DELL 2408WFP，HDMI 接口；精选的 HDMI 电缆。这样建立起来的PC HDMI 工作平台系统进行了EMI 测试，达到电磁
12、辐射干扰低于限额值6dB的要求，见图 3。图 3、符合要求 PC HDMI 工作平台 EMI 测试结果 2、建立高清显示格式彩条图像信号源 现成的 HDTV 的彩条信号不容易找到，可以自己动手制作适合 HDTV 图像格式的彩条图像，运用图像处理软件 PhotoShop 来完成。比如，制作像素为 1280*720 和 1920*1080 的两幅图，将两幅图分别横向 8 等分，对每个等分方块按表 1 中给出的 RGB 值进行填色。表 1 75%彩条的 RGB 值 彩条 基色 白 W 黄 Y 青 C 绿 G 品红 M 红 R 蓝 B 黑 BK 红 R 255 195 0 0 205 208 0 0
13、绿 G 255 180 173 161 30 18 12 0 蓝 B 255 0 193 0 197 0 200 0 如果要制作 100%彩条信号，可重复上述过程，并按表 2 的 RGB 值填色。表 2 100%彩条的 RGB 值 彩条 基色 白 W 黄 Y 青 C 绿 G 品红 M 红 R 蓝 B 黑 BK 红 R 255 255 0 0 255 255 0 0 绿 G 255 240 231 216 39 24 15 0 蓝 B 255 0 255 0 255 0 255 0 自制的彩条图像共 4 幅：1280720 75%彩条（720P）19201080 75%彩条（1080P）1280
14、720 100%彩条（720P）19201080 100%彩条（1080P）运用 Cool Edit Pro 2.1 音频编辑器数码产生音频信号：1kHz-6dB（立体声）和 静音信号，音频节目长度视需要而定，取有声 60 秒、无声 120 秒，做成不同的伴音文件。运用 Ulead Videostudio 11 视频编缉软件分别将 720P、1080P 图像，加上伴音文件合成 MPEG2 PS 流文件。合成的 PS 节目流清单见表 3，彩条图象见图 4。表表 3 PS 节目流清单节目流清单 节 目 节目长度 视频码率 kbps 音频码率 kbps 图像格式 75%彩条叠加动画、1kHz(-6d
15、B)伴音 60s 25000 384 1280720 75%彩条叠加动画、无伴音 120s 25000 384 1280720 100%彩条叠加动画、1kHz(-6dB)伴音 60s 25000 384 1280720 100%彩条叠加动画、无伴音 120s 25000 384 1280720 75%彩条叠加动画、1kHz(-6dB)伴音 60s 25000 384 19201080 75%彩条叠加动画、无伴音 120s 25000 384 19201080 100%彩条叠加动画、1kHz(-6dB)伴音 60s 25000 384 19201080 100%彩条叠加动画、无伴音 120s 2
16、5000 384 19201080 图 4 16:9 高码率彩条图像（75%）制作好了 PS 流节目，运用 MPEG2 VCR 视频格式编辑转换软件转换成 HDTV 数字电视传输码流（TS 流）。将所有 PS 流节目全部转换成 TS 流文件，随即可以用 PowerDVD 或 KMPlayer 等高清播放器直接播放 TS 流节目，供 EMC 测试使用。四、结束语 HDTV 平板电视 HDMI 接口工作模式下的辐射干扰测试还没有引起足够重视，在认证测试中，EUT的工作状态可能不选 HDMI 工作模式或是没用 HDTV 720P 和 1080P 格式图像。再则，平板电视产品有 HDMI 接口但并不提供 HDMI 电缆，计算机产品如显卡、显示器也是如此，需要用户自行配置（标准的 HDMI 电缆很贵），由于 HDMI 电缆不合格造成整个系统电磁兼容性能严重不合格的很普遍。HDTV 平板电视 HDMI 接口由于其工作在高速传输模式下，在电磁兼容性能涉及产品工作特性、HDMI接口及工作链路等方面极易产生问题，应当给予足够关注。2008.06 无锡 参考文献 1、声音和电视广播接收机及设备无线电骚扰限值和测量方法 GB13837-2003 2、信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB9254-1998 3、数字电视 EMC 测试用码流信号的配制 薛凤鸣 电子质量2005.11 期