专利名称：一种有线电视系统交流声调制度的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种有线电视系统的测量方法，具体地说，涉及有线电视系统交流声调制 度测量领域。
背景技术：
交流声是一种存在于有线电视系统中的由电源或其他低频信号引起的低频干扰，交流 声会对电视图像产生不良的影响，通常我们用交流声调制度(HUM)来表征交流声的强弱， 即由低频干扰引起的交流声幅度调制等于信号振幅峰一峰值变化量与信号的最大峰值之 比，如图1所示。
此比值用百分比表示，公式如下
交流声调制度(HUM)=(峰一峰变化值/最大峰值)X100 % (1) 在模拟电视网络中，过大的HUM干扰会对电视图像产生不良影响， 一般大于2%时就
会在电视屏幕上出现滚动横道，由于早期有线电视网络中放大器级数较多，复合二阶失真 (CS0) /复合三次差拍(CTB)等非线性失真，信道干扰大，载噪比恶化等的影响非常突
出，HUM对用户接收质量的影响并不明显；模拟电视转向数字电视后，传输网络中光纤被
大量采用，系统中放大器级数已经越来越少，HUM对电视接收质量的影响越来越突出，对
HUM测量功能的需要越来越迫切，交流声干扰会影响数字信号的幅频特性，过大的HUM干
扰会导致机顶盒出现马赛克。
目前测量交流声调制的方法-
1，使用模拟硬件方法实现
在检波芯片后采用模拟滤波器来提取交流声干扰中的50Hz、 100Hz干扰信息，要提取
几组干扰分量就要采用几组模拟低通滤波器来进行切换，对于使用60Hz市电的国家(如
美国)就要使用另外两套模拟低通滤波器参数，这种方式实现起来复杂，调试难度大，一
致性差。
2，使用数字、软件方式实现
利用高速模/数转换器(A/D)来直接实现对中频信号的采样，并且通过纯数字的方法 实现数据转换、低通滤波、傅立叶变化等处理得到交流声调制度测试结果。但是该方案要 求高速的A/D以及高速的数字信号处理器(DSP)进行数据处理。成本较高，系统较复杂。
发明内容
本发明方案采用数字与模拟结合的方式实现交流声调制度测试。 一种有线电视系统交流声调制度的测量电路，包括以下部分-
(1)模拟中频解调电路用来将中频信号转换为连续的解调载波电平。是由中频解 调芯片及外围电路构成，中频解调芯片响应时间小于64微秒；(2)峰值检波电路峰值检波电路原理图如图3，由运算放大器及电阻R1、电容C1、 二极管D1、三极管及微控制器组成；运算放大器的输出端与电阻R1的一端相连；电阻R1 的另一端与二极管D1的阳极连接；二极管的阴极与电容C1的正极相连；电容C1负极端 接地，同时，电容C1正极与运算放大器的负输入端连接；三极管集电极连接电容C1的正 极；三极管发射极接地；三极管基极连接微控制器的通用输入/输出端口 (I/O);微控制
器的模/数转换器连接电容Cl的正极；二极管D1和电容C1组成检波电路，运算放大器用
作比较器，当解调载波电平大于电容正极电压时，二极管导通，电容充电，检波电路工作 在跟随状态，当解调载波电平小于电容正极电压时，二极管截止，检波电路工作在保持峰
值状态；
模拟中频解调电路与峰值检波电路依次电气连接。
一种利用上述电路的有线电视系统交流声调制度的测量方法，包括如下步骤-1)微控制器通过通用输入/输出端口 (I/O)由软件控制三极管导通、截止；当三极 管截止时，检波电路进行峰值检波，当电容充到峰值后，模/数转换器进行采样；三极管 导通时，三极管集电极与发射极导通并对地短接，电容迅速放电；此时即完成了一次峰值 检波；由软件设定峰值检波周期为T，并连续进行N次峰值检波；微控制器得到N个峰值 电平采样值，这N个峰值电平采样值是对数值；由软件利用对数与线性转换公式
峰值电平采样线性值=10 ^^,^^^，) PV，
计算得到峰值电平采样线性值，这些峰值电平采样线性值将组成载波电平的峰值包络；
2) 数字低通滤波对得到的N个峰值电平采样线性值做低通滤波；通过数字低通滤
波可以滤掉信号中的高频信息，得到有效的交流声调制信息；
3) 时域处理提取数字低通滤波后的载波峰值电平中的交流声调制信息，得到所有 低频干扰产生的交流声调制度；通过软件对低通滤波之后得到的N个数据进行分析，计 算出最大值峰，以及最大峰值与最小峰值的差值，由交流声调制度计算公式-
交流声调制度(HUM)=(峰一峰变化值/最大峰值)X100 % 计算出数字低通滤波后的交流声调制度；
4)频域处理对得到的N个峰值电平采样线性值做离散傅里叶变换得到交流声调制 中的频率成分。
本发明通过一种快速的峰值检波电路，在每个有线电视信号场周期内，获得N个连续 峰值电平采样值，通过数字低通滤波后得到此峰值电平的包络曲线，并计算出最大峰值及 峰一峰变化值。然后通过公式(1)得到交流声调制度。该方案系统框图如图2所示。
本发明的有益效果
充分利用了集成电路与数字信号处理算法的优势，在较低成本的数字电视测试仪器方 案中实现对交流声信息的测试功能。降低了产品的成本和开发难度。
图1交流声调制度示意图
图2交流声调制度测量系统框图
图3峰值检波电路原理图
具体实施例方式
实施例
本实施例应用在数字电视测试仪器上实现对交流声调制度的测试功能。本实施例的有线电视系统交流声调制度的测量电路，包括以下部分
(1) 模拟中频解调电路用来将中频信号转换为连续的解调载波电平。是由中频解调芯片及外围电路构成，中频解调芯片响应时间小于64微秒；
(2) 峰值检波电路峰值检波电路原理图如图3，由运算放大器及电阻R1、电容C1、二极管Dl、三极管及微控制器组成；解调载波电平输入到运算放大器的正输入端，运算放大器的输出端与电阻R1的一端相连；电阻R1的另一端与二极管D1的阳极连接；二极
管的阴极与电容C1的正极相连；电容C1负极端接地，同时，电容C1正极与运算放大器的负输入端连接；三极管集电极连接电容C1的正极；三极管发射极接地；三极管基极连接微控制器的通用输入/输出端口 (I/O);微控制器的模/数转换器连接电容Cl的正极；
二极管D1和电容C1组成检波电路，Rl起限流的作用，运算放大器用作比较器，当解调
载波电平大于电容正极电压时，二极管导通，电容充电，检波电路工作在跟随状态，当解
调载波电平小于电容正极电压时，二极管截止，检波电路工作在保持峰值状态；利用上述电路的有线电视系统交流声调制度的测量方法，包括如下步骤1)微控制器通过通用输入/输出端口 (I/O)由软件控制三极管导通、截止；当三极管截止时，检波电路进行峰值检波，当电容充到峰值后，模/数转换器进行采样；三极管导通时，三极管集电极与发射极导通并对地短接，电容迅速放电；此时即完成了一次峰值检波；由软件设定峰值检波周期为T,并连续进行N次峰值检波；微控制器得到N个峰值电平采样值，这N个峰值电平采样值是对数值；由软件利用对数与线性转换公式
峰值电平采样线性值=10 (^^^^^^^o) PV，
计算得到峰值电平采样线性值，这些峰值电平采样线性值将组成载波电平的峰值包络；
2) 数字低通滤波对得到的N个峰值电平采样线性值做低通滤波；通过数字低通滤波可以滤掉信号中的高频信息，得到有效的交流声调制信息；
3) 时域处理提取数字低通滤波后的载波峰值电平中的交流声调制信息，得到所有
低频千扰产生的交流声调制度；通过软件对低通滤波之后得到的N个数据进行分析，计
算出最大值峰，以及最大峰值与最小峰值的差值，由交流声调制度计算公式
交流声调制度(HUM)=(峰一峰变化值/最大峰值)X100 %计算出数字低通滤波后的交流声调制度；
4)频域处理对得到的N个峰值电平采样线性值做离散傅里叶变换得到交流声调制
中的频率成分。本发明通过一种快速的峰值检波电路，在每个有线电视信号场周期内，获
得N个连续峰值电平采样值，通过数字低通滤波后得到此峰值电平的包络曲线，并计算出
最大峰值及峰一峰变化值。
本实施例通过一种快速的峰值检波电路，在每个有线电视信号场周期内，获得N个连
续峰值电平采样值，通过数字低通滤波后得到此峰值电平的包络曲线，并计算出最大峰值及峰一峰变化值。
然后通过公式(1)得到交流声调制度。该方案系统框图如图2所示。采用的中频解调芯片响应速度小于64微秒(us)。
因交流声调制来源为50Hz、 60Hz或其高次谐波，所以周期最大的信号是50Hz信号，即交流声干扰信号周期最大为20毫秒，每20毫秒内的峰值电平采样线性值个数为n，那么n个数值即每个交流声干扰信号周期可以计算出一个最大峰值以及峰一峰变化值，由此可见，n的数量越大那么计算得到的最大峰值和峰一峰变化值的误差越小，所以本方案中软件设定n为40，即每个峰值检波周期T为500微秒。
所有N个采样值可以计算出(N/n)个最大峰值以及峰一峰变化值，平均后得到一个最大峰值以及峰一峰变化值。根据公式(1)即可算出交流声调制度的大小，这里采样总数N的大小决定了最大峰值与峰一峰变化值的平均次数，即N越大，平均次数越多，计算结果越稳定，本方案软件设定N为500。数字低通滤波器参数设计
峰值检波采样频率2000Hz，因为每个峰值检波采样周期为500微秒。数字低通滤波频率400Hz，本方案只测量400Hz以下交流声信息。
由于使用时域的分析方法。仅能得到所有低频干扰产生的交流声调制度，并不能分辨其频率成分，如果想要分析交流声调制中的频率成分，就需要进行离散傅里叶变换。由于本方案只关注50Hz和100Hz或60Hz和120Hz的交流声信息，所以只需要计算两点的离散傅立叶变换(DFT)即可。
权利要求
1. 一种有线电视系统交流声调制度的测量电路，其特征在于，包括以下部分1)模拟中频解调电路是由中频解调芯片及外围电路构成，用来将中频信号转换为连续的解调载波电平，中频解调芯片响应时间小于64微秒；2)峰值检波电路由运算放大器及电阻R1、电容C1、二极管D1、三极管及微控制器组成；运算放大器的输出端与电阻R1的一端相连；电阻R1的另一端与二极管D1的阳极连接；二极管的阴极与电容C1的正极相连；电容C1负极端接地，同时，电容C1正极与运算放大器的负输入端连接，；三极管集电极连接电容C1的正极；三极管发射极接地；三极管基极连接微控制器的通用输入/输出端口；微控制器的模/数转换器连接电容C1的正极；二极管D1和电容C1组成检波电路，运算放大器用作比较器，模拟中频解调电路与峰值检波电路依次电气连接。
2. —种利用权利要求1所述电路的有线电视系统交流声调制度的测量方法，其特征在于，包 括如下步骤1) 微控制器通过通用输入/输出端口控制三极管导通、截止；当三极管截止时，检波电路进行峰值检波，当电容充到峰值后，模/数转换器进行采样；三极管导通时，三极管集电极与发射极导通并对地短接，电容迅速放电；此时即完成了一次峰值检波；设定峰值检波周期 为T，并连续进行N次峰值检波；微控制器得到N个峰值电平采样值，这N个峰值电平采样 值是对数值；利用对数与线性转换公式峰值电平采样线性值=10^^^^#^^/2。 PV，计算得到峰值电平采样线性值，这些峰值电平采样线性值将组成载波电平的峰值包络；2) 数字低通滤波对得到的N个峰值电平采样线性值做低通滤波；通过数字低通滤波可 以滤掉信号中的高频信息，得到有效的交流声调制信息；3) 时域处理提取数字低通滤波后的载波峰值电平中的交流声调制信息，得到所有低频 干扰产生的交流声调制度；通过软件对低通滤波之后得到的N个数据进行分析，计算出最大值峰，以及最大峰值与最小峰值的差值，由交流声调制度计算公式交流声调制度=(峰—峰变化值/最大峰值)X100 % 计算出数字低通滤波后的交流声调制度；4) 频域处理对得到的N个峰值电平采样线性值做离散傅里叶变换得到交流声调制中的频率成分。
3.
全文摘要
本发明涉及一种有线电视系统的测量方法，具体地说，涉及有线电视系统交流声调制度测量领域。本发明通过以下几个部分实现模拟中频解调电路和峰值检波电路，然后经数字低通滤波、时域处理、频域处理。本发明通过一种快速的峰值检波电路，在每个有线电视信号场周期内，获得N个连续峰值电平采样值，通过数字低通滤波后得到此峰值电平的包络曲线，并计算出最大峰值及峰-峰变化值。然后通过公式得到交流声调制度。本发明充分利用了集成电路与数字信号处理算法的优势，在较低成本的数字电视测试仪器方案中实现对交流声信息的测试功能。降低了产品的成本和开发难度。
文档编号H04N17/00GK101459858SQ20081015462
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者倪志伟, 王仁平 申请人:天津市德力电子仪器有限公司