CN112702596A - 一种多功能视频参数校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能视频参数校准装置，包括：控制模块、波形产生模块、任意波形发生卡和显示装置，控制模块用于接收用户输入的参数并发送给波形产生模块；波形产生模块用于根据用户输入的参数产生测试信号的波形数据并发送给所述任意波形发生卡，所述测试信号包括视频测试信号、波形监视器校准用测试信号、矢量示波器校准用测试信号和视频分析仪校准用测试信号；任意波形发生卡用于输出测试信号，具有多个信号输出通道以便同时产生多路测试信号；显示装置用于显示所述波形发生卡输出的测试信号的波形。本发明可替代多种仪器设备，对多种视频测量仪器进行校准，可实现色度相位的溯源，针对性强，方便快速测试。

Description

一种多功能视频参数校准装置

技术领域

本发明涉及视频测量仪器校准的技术领域，尤其涉及一种多功能视频参数校准装置。

背景技术

波形监视器、矢量示波器、视频分析仪是彩色电视信号测量和分析的专用仪器，被实验室及电视机制造厂大量使用，是视频领域的重要测量仪器。亮度电平、色度电平和色度相位是视频测量的基本参数，它们的计量校准和溯源是视频计量中的重点，但目前其溯源相对困难，尤其是色度相位的溯源。

目前，我国波形监视器、矢量示波器和视频分析仪的校准规范是《JJFXXXX-2020波形监视器校准规范》、《JJF1387-2013矢量示波器校准规范》和《JJF1455-2014电视视频信号分析仪校准规范》。上述规范中使用的主要标准器是信号发生器、副载波信号发生器、移相器、相位计、衰减器、可编程视频信号发生器、音频信号发生器、视频幅度校准仪、时标信号发生器共九台仪器设备。校准系统搭建复杂，测试效率低，其中移相器、相位计、副载波信号发生器和可编程视频信号发生器均已停产，且不再提供售后服务和技术支持。

此外，由于原有的测量系统在进行微分增益和微分相位失真、亮度非线性失真、色度-亮度增益差和时延差、K系数、多波群、SINX/X频率响应和群时延、场时间波形失真、行时间波形失真项目的校准时，需要进行繁琐编程和信号处理才能实现，并且对测量人员专业水平要求较高，不利于检测计量仪器的使用和普及。因此，原有的测试系统已经不能满足目前的矢量示波器、波形监视器和视频分析仪的校准需求，所以需要一套技术先进，并且使用和维护方便的视频参数校准装置来满足视频测量仪器的校准需求。

发明内容

为解决上述至少一种现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种多功能视频参数校准装置，用于对视频参数的色度相位进行校准和溯源。

本发明提供一种多功能视频参数校准装置，包括：控制模块、波形产生模块、任意波形发生卡和显示装置：

控制模块用于接收用户输入的参数并发送给波形产生模块；

波形产生模块用于根据用户输入的参数产生测试信号的波形数据并发送给所述任意波形发生卡，所述测试信号包括视频测试信号、波形监视器校准用测试信号、矢量示波器校准用测试信号和视频分析仪校准用测试信号；

任意波形发生卡用于输出测试信号，具有多个信号输出通道以便同时产生多路测试信号；

显示装置用于显示所述任意波形发生卡输出的测试信号的波形。

进一步的，所述视频测试信号包括以下信号中的一个或多个：彩条100-0-75-0波形信号、彩条100-0-100-0波形信号、红场100％波形信号、红场75％波形信号、五阶梯波形信号、调制五阶梯波形信号、斜坡波形信号和调制斜坡波形信号。

进一步的，所述波形监视器校准用测试信号包括方波测试信号和正弦波测试信号，

所述波形产生模块用于根据用户输入的参数产生指定频率、幅度或幅度误差的方波测试信号波形数据以及指定扫描时间和误差的方波测试信号波形数据，以及根据用户输入的参数产生指定频率、幅度或幅度特性的正弦波测试信号。

进一步的，所述矢量示波器校准用测试信号包括以下信号中的一个或多个：

指定幅度或频率的色度副载波测试信号；

色同步、黄场、青场、绿场、紫场、红场、蓝场、以及自定义色度电平和色度相位的测试信号；

指定微分增益和微分相位的CCIR330测试信号；

指定SCH值的白场测试信号；

指定频率、幅度和相位的正弦波测试信号，所述正弦波测试信号在CH1通道和CH2通道同时产生。

进一步的，所述色同步、黄场、青场、绿场、紫场、红场、蓝场、以及自定义色度电平和色度相位的测试信号是这样产生的：通过CH1通道调用红场测试信号，通过改变亮度电平、色度幅度和色度相位的值实现不同色度测试信号；其中，CH2通道和CH3通道采用正弦波信号，所述正弦波信号的波形幅度相同，相位差设置为CH1中色度测试信号的相位，实现视频参数中色度相位的溯源。

进一步的，所述视频分析仪校准用测试信号包括以下信号中的一个或多个：

指定视频亮度电平、视频色度电平或色度相位的测试信号；

指定周期的时标测试信号；

指定亮度非线性的CCIR17测试信号；

指定色度信号增益的非线性失真的CCIR331测试信号，指定色度信号相位的非线性失真的CCIR331测试信号，或者指定色度信号对亮度信号的交调失真的CCIR331测试信号；

指定色度-亮度增益差和色度-亮度时延差的CCIR17测试信号；

指定Kp和Kpb的CCIR17测试信号；

指定行倾斜的CCIR17测试信号；

指定旗脉冲幅度和幅度平坦度的CCIR18测试信号；

指定SINX/X频率响应和群时延的SINX/X测试信号；

指定场波形失真的平场测试信号。

进一步的，所述视频分析仪校准用测试信号还包括复合测试信号，所述复合测试信号用于通过一个测试信号实现多种测试信号的校准功能。

进一步的，所述视频分析仪校准用测试信号还包括带有指定失真的视频测试信号，用于对视频分析仪进行校准。

进一步的，所述复合测试信号包括用户自定义复合测试信号。

进一步的，所述波形产生模块是基于LabVIEW环境实现的。

本发明的有益效果在于：

1.本发明中的视频参数校准装置可替代信号发生器、副载波信号发生器、移相器、相位计、衰减器、可编程视频信号发生器、音频信号发生器、视频幅度校准仪和时标信号发生器共九种仪器设备，对波形监视器、矢量示波器和视频分析仪等视频测量仪器进行校准。

2.可实现色度相位的溯源。

3.本发明针对《JJF XXXX-2020波形监视器校准规范》、《JJF 1387-2013矢量示波器校准规范》和《JJF 1455-2014电视视频信号分析仪校准规范》三个校准规范中的校准要求开发的相应专业测试信号，并且根据每个校准规范中的具体条款开发控制界面，使用方便，针对性强。

4.本发明提供带有指定视频失真的视频测试信号，使用者只需输入具体失真值即可(例如亮度非线性为1％的视频测试信号)，省去了传统方法的编程、下载等繁琐过程(比较常用的方法是利用SDP2000程序编写失真信号，然后再利用串口或软盘下载至TG2000信号发生器中)，使用方便，降低了对使用者的专业水平要求，并且相对于传统方法具有较好的实时性，另外由于TG2000信号发生器的存储空间有限，传统方法只能存储有限个测试信号，本发明有效地解决了这个问题。

5.本发明提供复合测试信号，省去了在校准时切换测试信号的步骤，方便快速测试。

6.本发明还支持使用者自定义复合测试信号，方便个性化测试。

附图说明

图1为本发明多功能视频参数校准装置流程示意图；

图2为本发明波形产生装置示意图；

图3为本发明的条脉冲波形示意图；

图4为本发明的色度副载波波形示意图；

图5为本发明的斜波波形示意图；

图6为本发明的尖脉冲波形示意图；

图7为本发明的尖波波形示意图；

图8为本发明的sinc波形示意图；

图9为本发明的SEER波形示意图；

图10为本发明的SERRTOEQ波形示意图；

图11为本发明的EQUAL波形示意图；

图12为本发明的HNB波形示意图；

图13为本发明的H波形示意图；

图14为本发明的PALP波形示意图；

图15为本发明的EQTOSERR波形示意图；

图16为本发明的HAFLH波形示意图；

图17为本发明的CCIR17波形示意图；

图18为本发明的CCIR18波形示意图；

图19为本发明的CCIR330波形示意图；

图20为本发明的CCIR331波形示意图；

图21为本发明的SINX/X波形示意图；

图22为本发明的CCIR18的波形A示意图；

图23为本发明的CCIR18的波形B示意图；

图24为本发明的CCIR331的波形C示意图；

图25为本发明的CCIR331的波形D示意图；

图26为本发明的SIN/X的波形E示意图；

图27为本发明的SIN/X的波形F示意图；

图28为本发明的彩条100-0-75-0的波形G示意图；

图29为本发明的彩条100-0-75-0的波形H示意图；

图30为本发明的彩条100-0-75-0波形示意图；

图31为本发明的红场100％波形示意图；

图32为本发明的五阶梯5Step波形示意图；

图33为本发明的调制五阶梯Mod 5Step波形示意图；

图34为本发明的斜坡Ramp波形示意图；

图35为本发明的调制斜坡ModRamp波形示意图；

图36为本发明的指定场时间波形失真(场倾斜)的视频测试信号示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图对本发明中的多功能视频参数校准装置做进一步的叙述说明，另外，本发明的实施方式并不限于下面所述的实施方式和变形例，也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。进而，如果因技术的进步或衍生出的其他技术而利用其他方法实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法进行实施。因此，权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。

如图1所示，本发明提供一种多功能视频参数校准装置，包括：控制模块、波形产生模块、任意波形发生卡和显示装置，：

控制模块用于接收用户输入的参数并发送给波形产生模块；

波形产生模块用于根据用户输入的参数产生测试信号的波形数据并发送给所述任意波形发生卡，所述测试信号包括视频测试信号、波形监视器校准用测试信号、矢量示波器校准用测试信号和视频分析仪校准用测试信号；

任意波形发生卡用于输出测试信号，具有多个信号输出通道以便同时产生多路测试信号；

显示装置用于显示所述任意波形发生卡输出的测试信号的波形。

其中，所述波形产生模块是本发明的核心部分，用于产生测试信号的波形数据并发送给任意波形发生卡，本实施例中的信号波形是在LabVIEW环境下进行编写的。如图2所示，所述波形产生模块可产生视频测试信号、波形监视器校准用测试信号、矢量示波器校准用测试信号和视频分析仪校准用测试信号，可满足波形监视器、矢量示波器、视频分析仪等视频测量仪器的校准要求，实现视频参数——色度相位的溯源，并且可以产生带有指定失真的视频测试信号，校准视频分析仪的测量准确度。

任意波形发生卡(AWG，Arbitrary Waveform Generator)用来产生各种测试信号，它可作为各种仿真信号或激励信号广泛用于各类整机、系统及部件、元器件的测试中，例如可采用德国Spectrum公司推出的M4X、DN等系列任意波形发生卡。

本发明主要以PAL制为例，可产生多种标准视频测试信号，例如：彩条100-0-75-0信号、彩条100-0-100-0信号、CCIR17信号、CCIR18信号、CCIR330信号、CCIR331信号、SINX/X信号、白场信号、灰场信号、黑场信号、红场75％信号、红场100％信号、五阶梯5Step信号、调制五阶梯Mod 5Step信号、斜坡Ramp信号和调制斜坡ModRamp信号等标准视频测试信号。PAL电视信号的场信号由625个行信号组成，这些行信号除了包括有效行外，还包括SEER、SERRTOEQ、EQUAL、HNB、H、PALP、EQTOSERR、EQTOH和HAFLH九种辅助行，以及CCIR17、CCIR18、CCIR330、CCIR331和SINX/X等插入测试行信号，其中插入测试行信号也可以使用H行信号代替。对于不同场信号，辅助行和插入测试行是一致的，只是有效行不同。因此，本发明中利用LabVIEW环境编写这些行信号波形，根据PAL制电视信号的要求，在相应行添加辅助行信号波形和插入测试行信号波形，在有效行添加有效行的信号波形，即可得到相应的场信号波形。然后，将波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出测试信号即可。

所述行信号波形主要由条脉冲、色度副载波、斜波、尖脉冲、尖波或sinc任意叠加实现，上述6行信号波形也是子波形，以100M采样率为例，都有6400个采样点。具体的波形图及其可编辑参数见图3至图8。

如图3所示，条脉冲信号为一个梯形，其中，条脉冲信号的上升沿和下降沿分别用LabVIEW中的斜坡信号产生，整个波形由上升沿和下降沿、条的顶部和底部组合产生，该函数具有采样率、开始时间、结束时间、上升时间(下降时间)和幅度共4个可变参数。

如图4所示，色度副载波是由一个采样数与条脉冲相同，幅度为1的正弦波与一个条脉冲相乘产生。该函数具有开始时间、结束时间、上升时间(下降时间)、幅度、相位、行输入(line)、采样率和频率共8个可变参数。色度副载波的相位实际上是色度副载波与参考副载波的相位差，首先确定参考副载波在该行(line)的起始位置的相位，参考副载波在第一行的起始位置相位为0°，行周期为64μs(PAL制)，通过行周期可以计算参考副载波在第n行(line)初始位置的相位，将这个相位加上色度副载波相位的变量值，即可得到该行的色度副载波相位值。因为PAL制具有隔行倒相的特征，所以如果是偶数行则色度副载波相位的变量值需要取相反数。

如图5所示，为斜坡信号波形图，上升沿和下降沿分别用LabVIEW中的斜坡信号产生，底部用数值为0的数组，整个波形由这两个部分组合而成。该函数具有开始时间、结束时间、采样率、开始幅度和结束幅度共5个可变参数。

如图6所示，为尖脉冲信号波形图，由于上升沿和下降沿采用斜坡信号会使过冲和下冲对波形有一定的影响，故此处采用正弦波信号(以波谷-波峰-波谷为一个周期)，底部用数值为0的数组，整个波形由这两部分组合而成。该函数具有中心位置、脉冲宽度HAD(大小为正弦波的半个周期)、幅度和采样率共4个可变参数。

如图7所示，为尖波信号波形图，由一个采样数与尖脉冲相同的正弦波与一个幅度为1的尖脉冲相乘获得。该函数具有中心位置、脉冲宽度HAD、幅度、相位、行输入line、采样率和频率共6个可变参数。

如图8所示，为Sinc信号波形图，是由LabVIEW中的Sinc信号和数值为0的数组组成。该函数具有中心位置(Peak Time)、采样率、幅度和截止频率共4个可变参数。

辅助行包括SEER、SERRTOEQ、EQUAL、HNB、H、PALP、EQTOSERR、EQTOH和HAFLH九种行信号，具体的波形图及其可编辑参数见图9至图16。

如图9所示，为SEER波形示意图，是由一个开始时间为0μs，结束时间为27.3μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形和一个开始时间为32μs，结束时间为59.3μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形叠加产生。

如图10所示，为SERRTOEQ波形示意图，是由一个开始时间为0μs，结束时间为27.3μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形和一个开始时间为32μs，结束时间为34.35μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形叠加产生。

如图11所示，为EQUAL波形示意图，是由一个开始时间为0μs，结束时间为2.35μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形和一个开始时间为32μs，结束时间为34.35μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形叠加产生。

如图12所示，为HNB波形示意图，是一个开始时间为0μs，结束时间为4.7μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形。

如图13所示，为H波形图，是由一个HNB信号波形和一个开始时间为5.6μs，结束时间为7.855μs，上升时间为0.35μs，幅度为300mV，频率为4.43361875MHz，相位为135°的色度副载波信号波形叠加产生。

如图14所示，为PALP波形图，是由一个H信号波形和一个开始时间为10.4μs，结束时间为62.35μs，上升时间为0.25μs，幅度为700mV的条脉冲信号波形叠加产生。

如图15所示，为EQTOSERR波形图，是由一个开始时间为0μs，结束时间为2.35μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形和一个开始时间为32μs，结束时间为59.3μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形叠加产生。

如图16所示，为HAFLH波形图，是由一个HNB信号波形和一个开始时间为32μs，结束时间为34.35μs，上升时间为0.25μs，幅度为-300mV的条脉冲信号波形叠加产生。

有效行包括CCIR17、CCIR18、CCIR330、CCIR331和SINX/X等插入测试行信号，具体的波形图及其可编辑参数见图17至图21。

如图17所示，为CCIR17波形示意图，所述CCIR17波形从左往右依次是由一个行同步波形、一个条脉冲波形、一个尖脉冲波形、一个调制脉冲波形和一个五阶梯波形组成，其中，可选的，行同步波形可以由H信号波形代替，调制脉冲信号可以由一个尖脉冲波形和一个尖波波形叠加产生。

如图18所示，为CCIR18波形示意图，所示CCIR18波形可以由波形A和波形B叠加产生，波形A和波形B的示例图见图22和图23。波形A可以由H信号和3个条脉冲信号叠加产生，B波形可以由6个色度副载波信号叠加产生。

如图19所示，为CCIR330波形示意图，所述CCIR330波形从左向右依次由一个行同步波形、一个条脉冲波形、一个尖脉冲波形和一个调制五阶梯波形信号组成，其中，行同步波形可用H信号代替，调制五阶梯信号可由一个五阶梯信号和一个副载波信号叠加产生，为了便于后期产生DG和DP失真波形，将副载波信号分解成6个副载波，每个副载波的幅度和相位可自行设置。

如图20所示，为CCIR331波形示意图，所述CCIR331波形信号可以由波形C和波形D叠加产生，所述波形C和波形D的波形图见图24和图25。波形C可由H信号和1个条脉冲信号叠加产生，波形D可由4个色度副载波信号叠加产生。

如图21所示，为SINX/X波形示意图，所述SINX/X波形信号可以由波形E和波形F两个波形叠加产生。波形E和波形F的波形图见图26和图27。所述波形E可由H信号和2个条脉冲信号叠加产生，所述F信号可由2个sinx/x信号叠加产生，其中每一个sinx/x信号可以由一个条信号和一个sinc信号相乘产生。

(一)视频测试信号

本视频测试信号包括以下信号中的一个或多个：彩条100-0-75-0波形信号、彩条100-0-100-0波形信号、红场100％波形信号、红场75％波形信号、五阶梯波形信号、调制五阶梯波形信号、斜坡波形信号和调制斜坡波形信号，下面对上述波形及其产生过程进行逐一描述。

如图30所示，为彩条100-0-75-0波形图，彩条100-0-75-0波形信号可以由波形G和波形H叠加产生，所述波形G和波形H的波形图见图28和图29。波形G可以由H信号和7个条脉冲信号叠加产生，H波形可以由6个色度副载波信号叠加产生。因此彩条100-0-75-0波形信号由一个H信号波形；一个开始时间为10.4μs，结束时间为17.48μs，上升时间为0.15μs，幅度为700mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为17.48μs，结束时间为23.7954μs，上升时间为0.15μs，幅度为620.2mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为23.7954μs，结束时间为30.1108μs，上升时间为0.15μs，幅度为490.7mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为30.1108μs，结束时间为36.4262μs，上升时间为0.15μs，幅度为410.9mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为36.4262μs，结束时间为42.7416μs，上升时间为0.15μs，幅度为289.1mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为42.7416μs，结束时间为49.057μs，上升时间为0.15μs，幅度为209.3mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为49.057μs，结束时间为55.3723μs，上升时间为0.15μs，幅度为79.8mV的条脉冲信号波形；一个开始时间为17.48μs，结束时间为23.7954μs，上升时间为0.35μs，幅度为627.333mV，频率为4.43361875MHz，相位为167.108°的色度副载波波形信号；一个开始时间为23.7954μs，结束时间为30.1108μs，上升时间为0.35μs，幅度为885.083mV，频率为4.43361875MHz，相位为283.485°的色度副载波波形信号；一个开始时间为30.1108μs，结束时间为36.4262μs，上升时间为0.35μs，幅度为826.789mV，频率为4.43361875MHz，相位为240.709°的色度副载波波形信号；一个开始时间为36.4262μs，结束时间为42.7416μs，上升时间为0.35μs，幅度为826.789mV，频率为4.43361875MHz，相位为60.709°的色度副载波波形信号；一个开始时间为42.7416μs，结束时间为49.057μs，上升时间为0.35μs幅度为885.083mV，频率为4.43361875MHz，相位为103.485°的色度副载波波形信号；一个开始时间为49.057μs，结束时间为55.3723μs，上升时间为0.35μs，幅度为627.333mV，频率为4.43361875MHz，相位为347.108°的色度副载波波形信号共14个波形信号叠加产生。

彩条100-0-100-0波形与彩条100-0-75-0的实现过程相同。

如图31所示，为红场100％的波形示意图，是由一个H信号；一个开始时间为10.4μs，结束时间为62.35μs，上升时间为0.15μs，幅度为209.3mV的条脉冲波形信号；一个开始时间为10.4μs，结束时间为62.35μs，上升时间为0.35μs，幅度为885.083mV，频率为4.43361875MHz，相位为103.485°的色度副载波波形信号共3个波形信号叠加产生。

红场75％波形与红场100％的实现过程相同。

如图32所示，为五阶梯5Step波形示意图，是由一个H信号波形；5个开始位置-结束位置分别为40μs-44μs，44μs-48μs，48μs-52μs，52μs-56μs，56μs-62μs，幅度分别为140mV，280mV，420mV，560mV，700mV，上升时间都为0.25μs的条脉冲信号波形共6个波形叠加产生。

如图33所示，为调制五阶梯Mod 5Step波形示意图，是由一个五阶梯5Step信号波形；一个开始时间为10.4μs，结束时间为60μs，上升时间为0.35μs，幅度为280mV，频率为4.43361875MHz，相位为60.709°的色度副载波波形信号波形共2个波形叠加产生。

如图34所示，为斜坡信号波形示意图，是由H信号波形；一个开始时间为18.8252μs，结束时间为51.519μs，开始电平为0mV，结束电平为700mV的斜坡(子波形)信号波形；一个开始时间为51.519μs，结束时间为62.1μs，开始电平为700mV，结束电平为700mV的斜坡(子波形)信号波形(其产生效果为一段电平为700mV的平波)；一个开始时间为62.1μs，结束时间为62.6μs，开始电平为700mV，结束电平为0mV的斜坡(子波形)信号波形共4个波形叠加产生。

如图35所示，为调制斜坡Mod Ramp示意图，是由一个斜坡Ramp信号波形；一个开始时间为10.4μs，结束时间为60μs，上升时间为0.35μs，幅度为280mV，频率为4.43361875MHz，相位为60.709°的色度副载波波形信号波形共2个波形叠加产生。

(二)波形监视器校准用测试信号

所述波形监视器校准用测试信号可以产生《JJF XXXX-2020波形监视器校准规范》中条款5.1至条款5.10所需的测试信号，并且根据所述规范中的具体条款设置控制界面，使本发明使用更加方便，针对性强。所述波形监视器校准用测试信号包括方波测试信号和正弦波测试信号，所述波形产生模块用于根据用户输入的参数产生指定频率、幅度或幅度误差的方波测试信号波形数据以及指定扫描时间和误差的方波测试信号波形数据，以及根据用户输入的参数产生指定频率、幅度或幅度特性的正弦波测试信号：

5.2方波校准信号——频率、幅度、幅度误差可设置的方波测试信号，频率默认100KHz，幅度可选1.0V、0.5V、0.2V或自定义数值，使用更加方便；

信号产生方法为利用LabVIEW中的方波波形的产生程序；

工作过程为调用LabVIEW中的方波波形产生函数，计算方波幅度实际值，将该值的1/2和方波频率输入至方波波形产生函数的幅值和频率输入端口。将波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

5.6幅频特性——频率、幅度、幅频特性可设置的正弦波测试信号，幅度默认为1.000Vpp，频率可选50KHz、0.5MHz、1MHz、2MHz、4MHz、4.43MHz、4.8MHz、5.8MHz、8MHz、10MHz或自定义数值，使用更加方便；

信号产生方法为利用LabVIEW中的正弦波波形产生程序；

工作过程为调用LabVIEW中的正弦波波形产生函数，计算正弦波幅度实际值，将该值的1/2和正弦波频率输入至正弦波波形产生函数的幅值和频率输入端口。将波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。

5.10扫描时间误差——周期和误差可设置的方波测试信号，扫描时间系数可选10μs/div、5μs/div或自定义数值，其中，扫描时间系数为10μs/div时对应的方波周期是20μs，扫描时间系数为5μs/div是对应的方波周期是5μs；

信号产生方法同5.2；

工作过程为调用LabVIEW中的方波波形产生函数，计算扫描时间实际值，将该值倒数的1/2作为方波频率输入至方波波形产生函数的频率输入端口。将波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

(三)矢量示波器校准用测试信号

所述矢量示波器校准用测试信号可以产生《JJF1387-2013矢量示波器校准规范》中条款7.1至条款7.13所需的测试信号，并且根据所述规范中的具体条款设置控制界面，使本发明使用更加方便，针对性强，所述矢量示波器校准用测试信号包括以下信号中的一个或多个：

指定幅度或频率的色度副载波测试信号；

色同步、黄场、青场、绿场、紫场、红场、蓝场、以及自定义色度电平和色度相位的测试信号；

指定微分增益和微分相位的CCIR330测试信号；

指定SCH值的白场测试信号；

指定频率、幅度和相位的正弦波测试信号，所述正弦波测试信号在CH1通道和CH2通道同时产生。

具体矢量示波器校准用测试信号的产生过程如下：

7.2色度带宽——幅度和频率可设置的色度副载波测试信号；

信号产生方法为利用LabVIEW中的正弦波波形产生程序；

工作过程为调用LabVIEW中的正弦波波形产生函数，计算正弦波频率和幅度的实际值，将正弦波幅度实际值的1/2和正弦波频率实际值和输入至正弦波波形产生函数的幅值和频率输入端口。将波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

7.3矢量相位——色同步、黄场、青场、绿场、紫场、红场、蓝场、自定义色度电平或色度相位的测试信号，每一个测试信号都可以设置色度电平和色度相位的误差与增量，使用更加方便，同时CH2和CH3通道会产生一组视频亮度电平为0，视频色度电平与CH1相同的，相位差与CH1测试信号的色度相位相同的副载波测试信号，实现矢量相位的溯源；

信号产生的方法为CH1通道调用红场测试信号，将亮度电平设置为0，通过改变色度幅度和色度相位的值来实现不同色度测试信号。CH2通道和CH3通道通过利用LabVIEW中的正弦波波形产生程序，所述两个波形幅度相同，相位差设置为CH1中色度测试信号的相位。其中，CH2通道和CH3通道连接相位计，可以实现视频参数中色度相位的溯源；

工作过程为调用红场信号子程序，计算色度副载波的幅度和相位的实际值，将这两个值输入至红场子程序的色度幅度和色度相位输入端口，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。同时调用正弦波信号产生函数，产生一组幅度和频率与色度副载波相同，相位差等于色度副载波相位的正弦波，分别通过任意波形发生卡的CH2和CH3输出。整个过程在装置中自动进行。

7.6微分增益和微分相位可设置的CCIR330测试信号；

信号产生方法为调用CCIR 330测试信号，改变行信号中某一个台阶上的色度信号的幅度和相位，以实现带有指定微分增益(DG)、微分相位(DP)失真值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR330信号子程序，根据微分增益和微分相位的基本原理，改变CCIR330信号中的某一个色度阶梯的色度副载波的幅度和相位，得到微分增益和微分相位为设定值的CCIR330’测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

7.7SCH相位——SCH值可设置的白场测试信号；

信号产生方法为调用白场测试信号，通过设置色同步副载波的相位值得到指定的SCH相位值；

工作过程为调用白场信号子程序，根据SCH相位的基本原理，改变白场信号中的色同步的初始相位，得到SCH相位为设定值的白场测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

7.10副载波频率改变时的相位偏移——幅度和频率可设置的色度副载波测试信号，可选择频率为+50Hz或-50Hz，以及可调整色度幅度为+6dB或-6dB，使用方便；

信号产生方法为调用红场测试信号，通过改变色同步和色度副载波频率实现；

工作过程为调用红场信号子程序，并计算色度副载波的频率和色同步幅度的实际值，将这两个值输入至红场子程序的副载波的频率和色同步幅度输入端口，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

7.13X-Y通道频响——CH1通道和CH2通道同时产生频率、幅度和相位可设置的正弦波测试信号；

信号产生方法为调用LabVIEW中正弦波波形产生程序；

工作过程为调用LabVIEW中的正弦波波形产生函数，将CH1和CH2的频率、幅度/2、相位分别输入至两个正弦波波形产生函数的频率、幅度、相位输入端口。将波形数据发送至任意波形发生卡，分别通过任意波形发生卡的CH1和CH2通道输出。整个过程在装置中自动进行。

(四)视频分析仪校准用测试信号

所述视频分析仪校准用测试信号可以产生《JJF1455-2014电视视频信号分析仪校准规范》中条款6.1至6.13所需的测试信号，并且根据所述规范中的具体条款设置控制界面，使本发明使用更加方便，针对性强，并且可生成指定失真的视频测试信号。

总体实现过程是根据微分增益和微分相位失真、亮度非线性失真、色度-亮度增益差和时延差、K系数、多波群、SINX/X频率响应和群时延、场时间波形失真、行时间波形失真的基本原理，改变这些失真的标准测试信号——CCIR17、CCIR18、CCIR330、CCIR331、SINX/X、白场等测试信号的波形实现带有指定失真的测试信号。以亮度非线性为例，测试信号是CCIR17测试信号，基本原理是CCIR17测试信号中的五阶梯波形中五个台阶中的(最大台阶高度-最小台阶高度)/最大台阶高度×100％，而标准的CCIR17测试信号中五个台阶高度是一样大的，都是140mV，亮度非线性失真理论上是0％，因此只需要改变其中一个台阶的高度，即可实现亮度非线性不为0的测试信号。

所述视频分析仪校准用测试信号包括以下信号中的一个或多个：

指定视频亮度电平、视频色度电平或色度相位的测试信号；

指定周期的时标测试信号；

指定微分增益和微分相位失真的CCIR330测试信号。

指定亮度非线性的CCIR17测试信号；

色度信号增益的非线性失真的CCIR331测试信号，色度信号相位的非线性失真的CCIR331测试信号，或者色度信号对亮度信号的交调失真的CCIR331测试信号；

指定色度-亮度增益差和色度-亮度时延差的CCIR17测试信号；

指定Kp和Kpb的CCIR17测试信号；

指定行倾斜的CCIR17测试信号；

指定旗脉冲幅度和幅度平坦度的CCIR18测试信号；

指定SINX/X频率响应和群时延的SINX/X测试信号；

指定场波形失真的平场测试信号。

具体视频分析仪校准用测试信号的产生过程如下：

6.2矢量相位——视频亮度电平、视频色度电平和色度相位可设置的测试信号，同时CH2通道和CH3通道会产生一组视频亮度电平为0，视频色度电平与CH1通道是相同的，相位差与CH1通道测试信号的色度相位相同的副载波测试信号，实现矢量相位的溯源；

信号产生方法为：CH1通道为上述红场信号的产生方法，将亮度电平设置为指定值，通过改变色度幅度和色度相位的值实现不同色度测试信号。CH2通道和CH3通道利用LabVIEW中的正弦波波形产生程序，这两个波形幅度相同，相位差设置为CH1中色度测试信号的相位；

工作过程为调用红场信号子程序，将视频亮度电平、视频色度电平、矢量相位分别输入至红场子程序的亮度电平、色度幅度和色度相位输入端口，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。同时调用正弦波信号产生函数，产生一组幅度和频率与色度副载波相同，相位差等于色度副载波相位的正弦波，分别通过任意波形发生卡的CH2和CH3输出。整个过程在装置中自动进行。

6.4时间间隔——周期可设置的时标测试信号；

信号产生方法为利用LabVIEW中的方波波形产生程序；

工作过程为调用LabVIEW中的正弦波波形产生函数，将时标信号的周期的倒数输入至正弦波波形产生函数的频率输入端口。将波形数据发送至任意波形发生卡，分别通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.5微分增益和微分相位失真——微分增益和微分相位可设置的CCIR330测试信号；

信号产生方法为调用CCIR330测试信号，改变行信号中某一台阶上的色度信号的幅度和相位，以实现带有指定微分增益(DG)、微分相位(DP)失真值的视频测试信号；

工作过程与矢量示波器校准仪中的“微分增益和微分相位可设置的CCIR330测试信号”相同。

6.6亮度非线性失真——亮度非线性可设置的CCIR17测试信号；

信号产生方法为调用CCIR17测试信号，通过改变信号中五阶梯的第五个阶梯高度以实现指定亮度非线性失真为指定值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR17信号子程序，根据亮度非线性失真的基本原理，改变CCIR17信号中的某一个阶梯的高度，得到亮度非线性失真为设定值的CCIR17’测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.7色度非线性失真——色度信号增益的非线性失真、色度信号相位的非线性失真和色度信号对亮度信号的交调失真可设置的CCIR 331测试信号；

信号产生方法为调用CCIR331测试信号，通过改变信号中的三个色度包中的第一个或者第三个色度包中的亮度电平、色度电平和色度相位以实现指定色度信号增益的非线性失真、色度信号相位的非线性失真和色度信号对亮度信号的交调失真为指定值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR331信号子程序，根据色度非线性失真的基本原理，改变CCIR331信号中的三个色度包的亮度电平、色度电平和色度相位，得到亮度非线性失真为设定值的CCIR331’测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.8色度-亮度增益差和时延差——色度-亮度增益差和色度-亮度时延差可设置的CCIR17测试信号；

信号产生方法为调用CCIR17测试信号，通过改变色度脉冲中尖脉冲的高度和位置以实现色度-亮度增益差和色度-亮度时延差为指定值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR17信号子程序，根据色度-亮度增益差和色度-亮度时延差的基本原理，CCIR17信号中调制脉冲是由尖脉冲和色度脉冲信号叠加合成，改变他们的幅度和位置可以得到色度-亮度增益差和色度-亮度时延差为设定值的CCIR17’测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.9K系数——Kp和Kpb可设置的CCIR17测试信号；

信号产生方法为调用CCIR17测试信号，通过在2T脉冲的距离中心点±8T的位置分别增加一个指定高度的正脉冲和一个指定高度的负脉冲实现Kp为指定值的视频测试信号；通过改变条波形的高度以实现Kpb为指定值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR17信号子程序，根据K系数的基本原理，在CCIR17信号中尖脉冲的两边指定位置分别增加一个指定幅度的正脉冲和负脉冲，使Kp为设定值，改变条波形的高度，使Kpb为设定值，得到CCIR17’测试信号。将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.10多波群——旗脉冲幅度和幅度平坦度可设置的CCIR18测试信号；

信号产生方法为调用CCIR18测试信号，通过改变6个正弦波中某一个正弦波的幅度以实现多波群频响为指定值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR18信号子程序，根据多波群的测量基本原理，改变旗脉冲和多波群中某一个正弦波的幅度，得到旗脉冲幅度和幅度平坦度为设定值的CCIR18’测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.11SINX/X频率响应和群时延——SINX/X频率响应和群时延可设置的SINX/X测试信号；

信号产生方法为调用SINX/X测试信号，通过不同幅度不同位置的sinc信号的叠加可实现带有指定频率响应和群时延的视频测试信号；

工作过程为调用SINX/X信号子程序，根据SINX/X信号的测量基本原理，在SINX/X信号上叠加特定的SINX/X信号(具体方法见《电子测量技术》第34卷第5期2011年5月论文《Sinx/x视频测试信号的分析与研究》)，得到SINX/X频率响应和群时延为设定值的SINX/X’测试信号，将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.12场时间波形失真(场倾斜)——场波形失真可设置的平场测试信号；

信号产生方法为调用场信号生成程序，以4场为例，在有效行中的89..245，402..558，714..870，1027..1183中调用白场行测试信号，其他行调用黑场行测试信号，此时场时间波形失真(场倾斜)都是0％，如果要得到指定失真的视频测试信号，需要在402..558,714..870,1027..1183中不同的测试行设置不同的白场信号电平，使每一行的波形电平连接形成一个斜坡，实现指定场时间波形失真(场倾斜)的视频测试信号，如图36所示；

工作过程为调用灰场信号子程序，根据场倾斜和场波形失真的测量基本原理，在不同行设置相应的灰场电平，得到场倾斜和场波形失真为设定值的场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

6.13行时间波形失真(行倾斜)——行倾斜可设置的CCIR17测试信号，同时显示行波形失真的实际值；

信号产生方法为调用CCIR17测试信号，通过在条脉冲中的位置叠加斜坡信号以实现行时间波形失真(行倾斜)为指定值的视频测试信号；

工作过程为调用CCIR17信号子程序，根据行倾斜和行时间波形失真的测量基本原理，在条波形上叠加一个斜坡信号，得到行倾斜和行时间波形失真为设定值的得到CCIR17’测试信号。将该信号添加至场信号的有效行，得到场信号波形，将场信号波形数据发送至任意波形发生卡，通过任意波形发生卡的CH1通道输出。整个过程在装置中自动进行。

另外，本发明的视频分析仪校准装置还可提供复合测试信号，该复合测试信号在不同测试行提供不同的测试信号，通过一个测试信号可以完成如下多种信号的校准，省去了使用者频繁切换校准信号的过程，便于快速测试。其信号产生的方法是调用场信号生成程序，将下面表格中用户自定义的测试信号依次添加至测试行即可，其余有效行添加白场测试信号。

复合测试信号见下表所示：

本发明可替代信号发生器、副载波信号发生器、移相器、相位计、衰减器、可编程视频信号发生器、音频信号发生器、视频幅度校准仪和时标信号发生器共九种仪器设备，满足波形监视器、矢量示波器、视频分析仪等视频测量仪器的校准要求，对波形监视器、矢量示波器和视频分析仪等视频测量仪器进行校准，实现视频参数——色度相位的溯源，并且可以产生带有指定失真的视频测试信号，校准视频分析仪的测量准确度。

上述为本发明的全部技术方案内容，另外，本发明的实施方式并不限于上述的实施方式和变形例，也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。进而，如果因技术的进步或衍生出的其他技术而利用其他方法实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法进行实施。因此，权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种多功能视频参数校准装置，包括：控制模块、波形产生模块、任意波形发生卡和显示装置，其特征在于：

控制模块用于接收用户输入的参数并发送给波形产生模块；

波形产生模块用于根据用户输入的参数产生测试信号的波形数据并发送给所述任意波形发生卡，所述测试信号包括视频测试信号、波形监视器校准用测试信号、矢量示波器校准用测试信号和视频分析仪校准用测试信号；

任意波形发生卡用于输出测试信号，具有多个信号输出通道以便同时产生多路测试信号；

显示装置用于显示所述任意波形发生卡输出的测试信号的波形。

2.根据权利要求1所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述视频测试信号包括以下信号中的一个或多个：彩条100-0-75-0波形信号、彩条100-0-100-0波形信号、红场100％波形信号、红场75％波形信号、五阶梯波形信号、调制五阶梯波形信号、斜坡波形信号和调制斜坡波形信号。

3.根据权利要求1所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述波形监视器校准用测试信号包括方波测试信号和正弦波测试信号，

所述波形产生模块用于根据用户输入的参数产生指定频率、幅度或幅度误差的方波测试信号波形数据以及指定扫描时间和误差的方波测试信号波形数据，以及根据用户输入的参数产生指定频率、幅度或幅度特性的正弦波测试信号。

4.根据权利要求1所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述矢量示波器校准用测试信号包括以下信号中的一个或多个：

指定幅度或频率的色度副载波测试信号；

色同步、黄场、青场、绿场、紫场、红场、蓝场、以及自定义色度电平和色度相位的测试信号；

指定微分增益和微分相位的CCIR330测试信号；

指定SCH值的白场测试信号；

指定频率、幅度和相位的正弦波测试信号，所述正弦波测试信号在CH1通道和CH2通道同时产生。

5.根据权利要求4所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述色同步、黄场、青场、绿场、紫场、红场、蓝场、以及自定义色度电平和色度相位的测试信号是这样产生的：通过CH1通道调用红场测试信号，通过改变亮度电平、色度幅度和色度相位的值实现不同色度测试信号；其中，CH2通道和CH3通道采用正弦波信号，所述正弦波信号的波形幅度相同，相位差设置为CH1中色度测试信号的相位，实现视频参数中色度相位的溯源。

6.根据权利要求1所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述视频分析仪校准用测试信号包括以下信号中的一个或多个：

指定视频亮度电平、视频色度电平或色度相位的测试信号；

指定周期的时标测试信号；

指定亮度非线性的CCIR17测试信号；

指定色度信号增益的非线性失真的CCIR331测试信号，指定色度信号相位的非线性失真的CCIR331测试信号，或者指定色度信号对亮度信号的交调失真的CCIR331测试信号；

指定色度-亮度增益差和色度-亮度时延差的CCIR17测试信号；

指定Kp和Kpb的CCIR17测试信号；

指定行倾斜的CCIR17测试信号；

指定旗脉冲幅度和幅度平坦度的CCIR18测试信号；

指定SINX/X频率响应和群时延的SINX/X测试信号；

指定场波形失真的平场测试信号。

7.根据权利要求6所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述视频分析仪校准用测试信号还包括复合测试信号，所述复合测试信号用于通过一个测试信号实现多种测试信号的校准功能。

8.根据权利要求6所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述视频分析仪校准用测试信号还包括带有指定失真的视频测试信号，用于对视频分析仪进行校准。

9.根据权利要求7所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述复合测试信号包括用户自定义复合测试信号。

10.根据权利要求1所述的一种多功能视频参数校准装置，其特征在于，所述波形产生模块是基于LabVIEW环境实现的。

Images