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浅议HDMI“眼图”、“误码率”、“峭壁效应”

出处:INFOAV CHINA 作者:AudioQuest公司产品开发高级副总裁 Xiaozheng Lu 责任编辑: 日期:2007-12-28 10:54:44


  您很可能都听说过这些技术术语,但是在不久的将来您还将经常听到这些技术术语——它们都与数字传输性能和测试方式有关。尽管数字技术对于家庭影院系统来说并不新鲜(数字音频连接已经存在好长一段时间了),但是HDMI却是首个公布的数字家庭影院接口技术标准,它大大提高了高速数字传输的性能表现,同时大大严格了传输系统的设计和质量控制标准。

  为了更好的理解数字传输,我们先来了解一下模拟视频传输。

  与电缆长度相关联的模拟视频信号:
  随着模拟视频电缆线长度的增加,视频信号质量会逐渐下降。见下面的图1:

 

  主要的模拟视频信号衰减有这么几大类:
  1) 幅度衰减: 这种衰减会造成图像亮度降低。

  2) 高频信号衰减: 这种衰减会造成图像锐度下降。

  3) 低频信号衰减: 这种衰减会造成图像的水平拖尾现象。

  优质电缆和劣质电缆线对于传送的图像质量有着明显的差异,因此优质电缆线的销售大大超过劣质电缆线的销售也就不难理解了。

  无论信号衰减是如何的糟糕,显示屏总还是能够显示出图像的。许多观众并不了解画面质量究竟下降了多少,除非给他们提供一个彼此之间的显示对比。此外,在基于模拟视频信号的系统中,信号源与显示器之间并不存在双向传输,这也是为什么基于模拟视频的系统会较少收到客户呼叫的两个主要原因。

  通过长距离电缆线传送数字视频信号:“峭壁效应”

  数字视频信号的表现与模拟视频信号存在着本质的不同。数字视频信号随着传送的电缆线长度的增加——在一定的距离范围内,人眼看到的画面质量可以一直保持很好的水平。但当超出这一距离限制时,画面要么完全看不清楚,要么完全失踪。下面的图2给出了什么是“峭壁效应”的解释。

 

  为什么用户为了有效的消除“峭壁效应”而应该购买更高质量的电缆呢?

  这是一个存在于消费者和制造商之间的热烈话题。一方坚持认为不需要支付更多的费用购买更高性能的电缆线,理由是只要信号传送距离没有超出范围,即使是廉价的HDMI电缆线也能提供较好的图像质量;另一方则认为高质量产品和低质量产品之间始终存在着差别,这也是它们价格不同的原因。

  让我们来以模拟为例进一步解释这一点: 学校一般都采用60分(100分制)为及格点。比如说,学生A在期末考试中获得了95分,学生B只获得了60分;事实上他们两人都通过了考试,但是他们各自的表现一样吗?如果您是老板,你更愿意雇用谁呢?答案不言自明。

  类似的,高质量HDMI电缆线和低质量HDMI电缆线在到达“峭壁效应”点之前都是合格的,但是它们在具体传送信号的性能表现方面却存在着差异,尽管这些差异人眼并不能够辨别出来。

不要被视觉所欺骗
  虽然在电缆线传输距离达到“峭壁效应”点之前,人眼不能辨别出图像劣化,但是在传输过程中,劣质电缆线造成的数据误差却已经出现了。见图3。

 

  但是为什么在接近或达到“峭壁效应”点之前我们不能看到这些劣化呢?原因是数字传输系统运用了一种内置的纠错技术。显示器能够允许一定量的误码;只要误码率在规定的门限范围内图像质量就可以保持很好。但是当误码率超出了显示器所能承受的范围后,信号可能就会彻底消失。

  HDMI电缆线也不是天生都一样的。但是如果我们不能在显示器上观察到不同,我们又该如何才能理解这些差距的真正含义呢?这就需要我们采取适当的测试手段。针对HDMI电缆线目前有两种工业标准测试:一种是BER(误码率)测试;另一种是“眼图”测试。

误码率BER测试
  误码率(BER)是英文“Bit Error Rate”的缩写形式。在BER测试中,信号发生器会生成数十亿个数据比特(根据HDMI标准),并将这些数据比特发送给电缆线(或者是其他输入设备);在电缆线的另一端(或者是其他输出设备)接收这些数据比特。然后,将对照发送的原始数据这个比特的进行对比。BER显示随后会给出一定时间段内(通常不到一秒)的误码总量。

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