平板电视HDMI接口工作模式下的辐射干扰测试条件建立

平板电视HDMI接口工作模式下的辐射干扰测试条件建立Flat-panelTVHDMIinterfacemodeofradiationinterferewiththeestablishmentoftestconditions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:ThisarticleintroducesHDMIinterfaceanditsdisplayintheHDTVformatinthetransmissionbandwidth,andforflat-panelTVHDMIinterfacemodeinterferenceradiationtestinghowtocreateabasictestconditionswerediscussed,thetestforreferenceinHDTV.Keyword:flat-panelTVHighDefinitionMultimediaInterfaceRadiationinterferenceColorbarsignalStandardcable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格式为例，其需要显示的总像素个数是1920×1080=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1.24×3=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HDMIFounders正式推出了HDMI1.3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10.2Gbps，可以支持更高数据量的高清数字流量，HDMI1.3可以支持更高的帧刷新率：1080p@120Hz格式、720p@240Hz和1080i@240Hz，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，HDMI1.3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2.25GHz（750MHz×3）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GB13837-2003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、HDDVD播放机、数字电视码流播放机等设备，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PCHDMI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PCHDMI工作平台，搭建好的系统图见图2。图2PCHDMI工作平台系统系统配置如下：①PC：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；320GB硬盘和蓝光DVD等；②全高清显卡：HD2600XT，原生HDMI和DVI接口；③PowerDVDUltra7.3.3516或KMPlayerv2.9.3.1376Beta等高清播放器软件；④显示器，DELL2408WFP，HDMI接口；⑤精选的HDMI电缆。这样建立起来的PCHDMI工作平台系统进行了EMI测试，达到电磁辐射干扰低于限额值6dB的要求，见图3。图3、符合要求PCHDMI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175%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R2551950020520800绿G2551801731613018120蓝B2550193019702000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2100%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R2552550025525500绿G2552402312163924150蓝B2550255025502550自制的彩条图像共4幅：1280×72075%彩条（720P）1920×108075%彩条（1080P）1280×720100%彩条（720P）1920×1080100%彩条（1080P）运用CoolEditPro2.1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UleadVideostudio11视频编缉软件分别将720P、1080P图像，加上伴音文件合成MPEG2PS流文件。合成的PS节目流清单见表3，彩条图象见图4。表3PS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(-6dB)伴音60s250003841280×72075%彩条叠加动画、无伴音120s250003841280×720100%彩条叠加动画、1kHz(-6dB)伴音60s250003841280×720100%彩条叠加动画、无伴音120s250003841280×72075%彩条叠加动画、1kHz(-6dB)伴音60s250003841920×108075%彩条叠加动画、无伴音120s250003841920×1080100%彩条叠加动画、1kHz(-6dB)伴音60s250003841920×1080100%彩条叠加动画、无伴音120s250003841920×1080图416:9高码率彩条图像（75%）制作好了PS流节目，运用MPEG2VCR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HDTV720P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》GB13837-20032、《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》GB9254-19983、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