如何進(jìn)行HDMI測(cè)量

　　羅德與施瓦茨公司的Klaus Schiffner先生解釋了HDMI是什么，以及應(yīng)怎樣評(píng)估它。通過(guò)舉例方式，他介紹了如何使用R&S UPP音頻分析儀進(jìn)行HDMI測(cè)試。

　　高分辨率多媒體接口（High-Definition Multimedia Interface， HDMI）已經(jīng)成為消費(fèi)類(lèi)電子行業(yè)的必備標(biāo)準(zhǔn)。該接口允許在一根電纜上承載音頻信號(hào)和視頻信號(hào)，以及信息幀（InfoFrames）。要在該接口上測(cè)量音頻，測(cè)試儀器必須能夠生成和評(píng)估整個(gè)HDMI格式的測(cè)試信號(hào)，包括視頻信號(hào)。

　　HDMI是消費(fèi)類(lèi)電子行業(yè)數(shù)字視頻接口（Digital Visual Interface， DVI）的進(jìn)一步發(fā)展，2003年首次出現(xiàn)在市場(chǎng)上。與DVI不同，它也傳送音頻信號(hào)。該接口精簡(jiǎn)了電纜，簡(jiǎn)化了多媒體設(shè)備操作。按照電影行業(yè)要求，它在很大程度上能夠防止非法復(fù)制數(shù)字視頻影片。由于屏幕分辨率增加和色彩還原能力提升，使得HDMI傳輸帶寬也大大增加。此外，如今用戶(hù)有可能通過(guò)HDMI，采用單一遠(yuǎn)程控制，操作所有連接的設(shè)備。這種能力也被整合進(jìn)HDMI標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖1：要進(jìn)行HDMI音頻分析，必須生成和分析視頻和音頻數(shù)據(jù)。本圖所示為羅德與施瓦茨公司的UPP音頻分析儀，它能夠使用R&S UPP音頻分析儀同時(shí)對(duì)多達(dá)8條環(huán)繞聲道進(jìn)行HDMI測(cè)試。

　　目前的HDMI版本1.4b支持雙向數(shù)據(jù)傳輸（使用音頻回傳通道），采用新的無(wú)損壓縮音頻編碼方法，和以太網(wǎng)連接通道。隨著新定義微型HDMI連接器的出現(xiàn)，該接口逐漸找到連接移動(dòng)電話(huà)和便攜式音頻設(shè)備的方法，新推出的鎖定式連接器使其現(xiàn)在也能在車(chē)輛中使用。所有這些特點(diǎn)使HDMI成為音頻和視頻領(lǐng)域最成功和最通用的連接器系統(tǒng)。所有先進(jìn)的電視機(jī)、DVD和Blu-ray播放器、A/V接收機(jī)和游戲機(jī)通過(guò)HDMI電纜相互連接。帶環(huán)繞聲的數(shù)字多聲道音頻信號(hào)和高清晰度電視信號(hào)可以在同一根電纜上傳輸。

　　眾多接口

　　消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品制造商在開(kāi)發(fā)、測(cè)試和生產(chǎn)他們的設(shè)備和音頻芯片過(guò)程中要全面測(cè)量音頻。如果產(chǎn)品配有HDMI接口，制造商需要能夠測(cè)試音頻信號(hào)，以及傳輸InfoFrames信號(hào)和視頻信號(hào)的音頻分析儀。此外，音頻分析儀必須能夠提供所有常規(guī)音頻接口：

　　● 幾路用于測(cè)試揚(yáng)聲器輸出信號(hào)、耳機(jī)輸出信號(hào)和前置放大器輸出信號(hào)的模擬通道XLR輸入

　　● 采用S/P DIF格式（索尼/飛利浦?jǐn)?shù)字接口），連接器為BNC和TOSLINK的數(shù)字音頻接口

　　● 用于在發(fā)送和接收兩個(gè)方向上多聲道音頻IC測(cè)試的數(shù)字I2S接口（IC間音頻接口）

　　測(cè)試要求相差很大。測(cè)試儀器必須可配置以應(yīng)對(duì)任何接口組合。音頻分析儀必須能夠發(fā)送I2S信號(hào)給芯片，并接著分析芯片的HDMI輸出結(jié)果。音頻分析儀把 HDMI測(cè)試信號(hào)加到A/V接收機(jī)輸入，然后測(cè)試該接收機(jī)模擬揚(yáng)聲器輸出或耳機(jī)輸出的音頻質(zhì)量。數(shù)字輸出可通過(guò)S/P DIF電纜或HDMI音頻回傳通道測(cè)試。例如，除了核實(shí)正確通道分配以外，環(huán)繞聲傳輸?shù)囊纛l分析還包括音頻信號(hào)是否能夠正確傳送。

　　全面音頻測(cè)量

　　HDMI區(qū)分為雙通道和8通道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。采用8通道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最多8路數(shù)字音頻信號(hào)（環(huán)繞聲道）被當(dāng)作線(xiàn)性PCM數(shù)據(jù)傳送，其中PCM數(shù)據(jù)字長(zhǎng)最多24位，采樣率最高192kHz。HDMI也可以傳送壓縮的數(shù)據(jù)流，包括使用Dolby技術(shù)的壓縮流。

　　快速和高效測(cè)試8通道傳輸需要測(cè)試儀器具有8條并行的通道。音頻分析儀能夠同時(shí)生成多達(dá)8路HDMI或I2S格式的獨(dú)立測(cè)試信號(hào)，或者它能夠并行測(cè)量多達(dá) 8路HDMI、I2S或模擬輸入信號(hào)。不同于專(zhuān)用HDMI測(cè)試儀，音頻分析儀提供全面的音頻信號(hào)測(cè)試，包括諸如電平、頻率響應(yīng)、串?dāng)_、SNR、THD+N 和相位等參數(shù)。此外，它可以生成用于交調(diào)測(cè)量的正弦信號(hào)和多音頻信號(hào)，以及突發(fā)信號(hào)和噪聲信號(hào)，并播放話(huà)音信號(hào)和音樂(lè)信號(hào)。最先進(jìn)的音頻分析儀能夠：

　　● 播放Dolby Digital和Dolby Digital Plus編碼數(shù)據(jù)流，并將其解碼執(zhí)行實(shí)時(shí)測(cè)量

　　● 分析調(diào)制系數(shù)

　　● 測(cè)量差頻失真（Difference Frequency Distortion， DFD）、直流電壓和群延時(shí)

　　● 實(shí)現(xiàn)以毫赫茲的分辨率同時(shí)對(duì)8條通道執(zhí)行快速傅立葉變換（Fast Fourier Transform， FFT）

　　● 顯示時(shí)域軌跡

　　FFT分析提供信號(hào)的詳細(xì)頻譜表示，在測(cè)量總諧波失真和噪聲（THD+N）時(shí)，F(xiàn)FT分析可用于檢測(cè)個(gè)別噪聲分量。

　　圖2：例如，具有4個(gè)HDMI端口的R&S UPP-B4選件，可與R&S UPP音頻分析儀一起用于HDMI測(cè)試。