如何進行HDMI測量

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

　　高分辨率多媒體接口（High-Definition Multimedia Interface， HDMI）已經(jīng)成為消費類電子行業(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和視頻信號，以及信息幀（InfoFrames）。要在該接口上測量音頻，測試儀器必須能夠生成和評估整個HDMI格式的測試信號，包括視頻信號。

　　HDMI是消費類電子行業(yè)數(shù)字視頻接口（Digital Visual Interface， DVI）的進一步發(fā)展，2003年首次出現(xiàn)在市場上。與DVI不同，它也傳送音頻信號。該接口精簡了電纜，簡化了多媒體設(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，如今用戶有可能通過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HDMI標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖1：要進行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音頻分析儀同時對多達8條環(huán)繞聲道進行HDMI測試。

　　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電話和便攜式音頻設(shè)備的方法，新推出的鎖定式連接器使其現(xiàn)在也能在車輛中使用。所有這些特點使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)。所有先進的電視機、DVD和Blu-ray播放器、A/V接收機和游戲機通過HDMI電纜相互連接。帶環(huán)繞聲的數(shù)字多聲道音頻信號和高清晰度電視信號可以在同一根電纜上傳輸。

　　眾多接口

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

　　● 幾路用于測試揚聲器輸出信號、耳機輸出信號和前置放大器輸出信號的模擬通道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)送和接收兩個方向上多聲道音頻IC測試的數(shù)字I2S接口（IC間音頻接口）

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

　　全面音頻測量

　　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（環(huán)繞聲道）被當(dāng)作線性PCM數(shù)據(jù)傳送，其中PCM數(shù)據(jù)字長最多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。

　　快速和高效測試8通道傳輸需要測試儀器具有8條并行的通道。音頻分析儀能夠同時生成多達8路HDMI或I2S格式的獨立測試信號，或者它能夠并行測量多達 8路HDMI、I2S或模擬輸入信號。不同于專用HDMI測試儀，音頻分析儀提供全面的音頻信號測試，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)測量的正弦信號和多音頻信號，以及突發(fā)信號和噪聲信號，并播放話音信號和音樂信號。最先進的音頻分析儀能夠：

　　● 播放Dolby Digital和Dolby Digital Plus編碼數(shù)據(jù)流，并將其解碼執(zhí)行實時測量

　　● 分析調(diào)制系數(shù)

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

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

　　● 顯示時域軌跡

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