廣播電視測試技術分析

劉 柯

（作者單位：陜西廣播電視臺播出部）

射頻測試、音頻測試、視頻測試是廣播電視測試技術的主要內(nèi)容。以射頻信號測試為例，廣播電視的測試工作主要是完成載波頻率測量、調(diào)制度測量、頻帶寬度測量、場強以及測向的測量，另外還包括無線電頻譜的占用情況測量等內(nèi)容。測試所用的主要儀器包括接收天線、接收機與測量儀器等。本文就廣播電視的測試方法和廣播電視測試系統(tǒng)工作模式進行討論。

1 廣播電視測試方法

1.1 頻率測量

頻率作為廣播電視系統(tǒng)中最重要數(shù)據(jù)之一，是廣播電視測試中首當其沖的測量對象，準確地測量發(fā)射機頻率可以充分利用無線電頻譜資源，降低同頻臺間的干擾，有效保障電視節(jié)目的高質(zhì)量播出。頻率測量屬于遠距離測量的范疇，包括調(diào)幅波和調(diào)頻波測量兩方面內(nèi)容，前者的測量方法是用若干個頻率已知的基準頻率去比較被測的對象發(fā)射機的頻率，需要用到接收機；后者則采用計數(shù)的辦法，需要用到的儀器為頻率計數(shù)器，使用專門的頻率計數(shù)器可直接測量對象發(fā)射機的調(diào)頻波頻率。

1.2 電場強度測量

為了得出準確的電場強度，測量前首先應確定發(fā)射天線場型，并獲知有效發(fā)射功率，選擇好測量點后還需要對測量點地面的電導系數(shù)和環(huán)境噪聲進行測量，進一步測量干擾場強和場強的衰減情況，這項工作需要在發(fā)射點和測試點分別進行測量。

使用場強測量儀測量場強的具體方法：先使用調(diào)諧接收機調(diào)整頻段到目標頻率區(qū)段，然后調(diào)整帶寬值，此處注意應根據(jù)所測場強的特點合理調(diào)整輸出電表的量程，下一步是校準接收機增益，具體做法是將振蕩器電壓加到接收機輸入端，讀取示數(shù)，從儀器顯示屏上讀取電表dB數(shù)、衰減量dB數(shù)，并對比兩者之和是否等于校準電壓dB數(shù)。如是，則測量值為真值，如否，則重復上述操作。下一步是調(diào)整接收機的增益值至額定增益數(shù)；下一步使用完成校準的接收機測量輸入電壓，讀取dB數(shù)；最后按公式（1）計算場強。

其中K為天線系數(shù)，Ur為接收機輸入電壓。

調(diào)幅波和調(diào)頻波的測量方法，前者采用平均值檢波方式進行，開始測量時頻帶寬度盡量保持較寬的范圍，測量過程中發(fā)現(xiàn)目標場強信號后，如發(fā)現(xiàn)干擾信號則適當收窄頻帶寬度，以減輕干擾信號對測量值的影響。后者則采用平均值檢波的測量方式，同理，在開始測量時頻帶寬度盡量選擇較寬的范圍。由于電視廣播信號不但有圖像信號而且還有伴音信號，圖像信號場強一般采用峰值檢波方式進行測量。

1.3 調(diào)制度測量

調(diào)制度的測量需要使用專門的調(diào)制度測量儀，該儀器主要有兩種形式，一種是有源高頻電路型的，可直接測量目標信號波，另一種需要與監(jiān)測接收機配合進行測量，在該測量形式下，需要以接收機的中頻信號作為輸入。目前各電臺監(jiān)測站常用的形式為后一種。以QF4134調(diào)制度測量儀為例，該儀器頻率范圍為：1.5 MHz～2000 MHz，靈敏度≤10 mV（fc≤1900 MHz），輸入阻抗50 Ω，輸入電平范圍：10 mV～1 V。

單音頻信號調(diào)制的調(diào)幅波如公式（2）所示：

其中UΩm為信號振幅，Ucm為載波振幅，ω為載波角頻率，Ω為音頻角頻率，m為調(diào)幅度（%）。由于被測目標信號為隨機波形，因此首先需要將儀器調(diào)整至掃描模式下，當確定被測信號范圍時，將掃描頻率調(diào)整至25 Hz左右。調(diào)節(jié)測量儀各方向上的增益按鍵，使被測量信號的波形清晰的展現(xiàn)在顯示屏幕上，最好完整展示兩個波形，并將零刻度線調(diào)整至波形的幾何中心位置。這樣便可根據(jù)標尺刻度讀出被測波的振幅值。

調(diào)頻波頻偏或調(diào)制度

如公式（3），UFM為載波振幅；Ω為音頻角頻率；ωc為載波角頻率；Ucm為音頻振幅；Δωm=KUm，K為比例系數(shù)，mf為調(diào)頻指數(shù)，mf=Δωm/Ωa，F(xiàn)a為音頻信號頻率，Δfm為調(diào)頻波載波頻率的最大偏移。調(diào)制度數(shù)值可用前述方法從調(diào)制度測量儀上直接讀出。

1.4 測向

信號測量中所說的測向的作用是尋找無線電波信號源的方位。廣播電視測試技術中所指的測向主要是測量各種干擾源信號的方向和對各種干擾源信號進行定位的過程。測向工作所使用到的儀器是測向儀，其主要構成包括天線、接收機、信號方位計算器和指示器等部分。該儀器操作較為簡單，此處不再贅述其操作方法。

1.5 頻帶寬度測量

頻帶寬度的測量對于了解廣播電視信號干擾情況具有重要的參考意義。頻帶超寬會帶來頻帶外發(fā)射現(xiàn)象，形成對相鄰頻道的信號干擾，因此頻帶寬度最好是控制在一定的范圍內(nèi)。頻帶寬度的測量方法采用X-dB帶寬檢測法。這種方法首先需要從頻譜分析儀上找出一個固定頻道的帶寬值，這個固定值一般是在一個頻道信號中選擇多個信號穩(wěn)定的隨機數(shù)組，取頻帶寬度值的均值，然后連續(xù)在該值附近測出一系列離散的帶寬值，暫定各離散值和固定帶寬值的差不超過26 dB，即將衰減量控制在一定范圍內(nèi)，對于超出26 dB范圍以外的值視為不合格值。

1.6 無線電頻譜占用自動監(jiān)測

該項目的測量是為了反映記錄頻段內(nèi)各工作電臺的載波頻率、帶寬占用、波類型和信號強度等在一定時域范圍內(nèi)的情況。通過分析頻譜占用情況，可以獲得信號在一定等時域范圍內(nèi)頻譜各項參數(shù)的實際狀況，從而根據(jù)被測值的情況進行有針對性的調(diào)整，進而獲得高質(zhì)量的廣播電視信號。

1.7 視頻信號測量

廣播電視視頻信號經(jīng)解調(diào)后變成數(shù)字或者模擬信號，人們測量到的視頻信號一般都是經(jīng)發(fā)射機解調(diào)后發(fā)出的數(shù)字或者模擬信號，具體在發(fā)射機視頻通道數(shù)據(jù)輸出端進行直接測量，其動態(tài)測量模式是插入固定的測試信號，目前我國電視廣播中常用的測試信號行數(shù)在奇數(shù)場內(nèi)為第14～22行，偶數(shù)場內(nèi)為第7～335行。

2 廣播電視測試系統(tǒng)工作模式

目前常用的廣播電視信號測試系統(tǒng)其工作模式是測試指令通過客戶端軟件到服務器軟件，服務器軟件將接收到的測試指令轉發(fā)給電視綜合監(jiān)視器，電視綜合監(jiān)視器根據(jù)指令內(nèi)容，將相應的測試值返回給服務器軟件，服務器軟件將測試值按照一定格式存儲到數(shù)據(jù)庫中，同時反饋給客戶端軟件。

一般來說，一個完整的省級廣播電視檢測系統(tǒng)由監(jiān)測中心、監(jiān)測站和各地點組成。在監(jiān)測中心、區(qū)域站和監(jiān)測點安裝電視監(jiān)測設備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理中心將空中告警數(shù)據(jù)、索引測試數(shù)據(jù)和視、音頻返回信號存儲在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)存儲服務器中進行數(shù)據(jù)處理報告。

3 結語

廣播電視測試系統(tǒng)的研究和開發(fā)有著十分現(xiàn)實的意義，掌握廣播電視測試技術的基本原理和廣播電視測試系統(tǒng)的工作模式能夠最大限度地提高測試工作的準確性和有效性。廣大電視節(jié)目測試工作者應熟練掌握廣播電視測試系統(tǒng)的基本原理，在日常工作中不斷提升廣播電視測試的準確性和效率，促進我國廣電事業(yè)的不斷發(fā)展。