机顶盒硬件测试指南

目录
1 概述 (4)
2 视频入网指标测试 (4)
2.1 CVBS 视频入网指标测试 (4)
2.1.1 幅频特性 (4)
2.1.2 输出幅度和同步幅度 (5)
2.1.3 色度/亮度增益不等和色度/亮度延时不等 (5)
2.1.4 K 系数 (5)
2.1.5 亮度非线性 (5)
2.1.6 视频信杂比（加权） (5)
2.1.7 微分增益和微分相位 (6)
2.1.8 色同步副载波频率测试 (6)
2.1.9 副载波对水平同步脉冲的相位偏移（SCH）测试 (6)
2.2 S_Video 视频入网指标测试 (6)
2.3 YCbCr 分量指标测试 (6)
2.3.1 蝴蝶结测试（Bowtie） (7)
2.3.2 通道延时（Channel Delay） (7)
2.3.3 K 系数测量（K-Factor Measurement） (8)
2.3.4 水平测试（LevelMeter Measurement） (8)
2.3.5 色度振幅和延时（Lightning） (8)
2.3.6 亮度非线性测量（Luminance Nonlinearrity Measurement） (8)
2.3.7 幅频特性测量（Multiburst Measurement） (9)
2.3.8 噪声频谱测量（Noise Spectrum Measurement） (9)
2.3.9 信号重叠对比测量（Overlay MeasureMent） (9)
2.3.10 行列测量（Parade Measurement） (10)
3 音频入网指标测试 (10)
3.1 输出幅度 (10)
3.2 音频失真度 (11)
3.3 幅频特性 (11)
3.4 左右声道相位差 (11)
3.5 左右声道电平差 (11)
3.6 音频信噪比（不加权） (11)
3.7 左右声道串扰 (11)
4 网口眼图测试 (12)
5 USB 眼图测试 (12)
1 概述
机顶盒硬件测试项目包括：指标测试（视频、音频和信道）和眼图测试（网口和 USB ）。

2 视频入网指标测试
测试使用的视频测试仪器为 VM700T&VM5000，测试使用全部为 CCITT O.33 码流。

组网图如下：
图1 复合视频测试组网图 或
2.1 CVBS 视频入网指标测试
2.1.1 幅频特性
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+幅频特性 测试方法： 1. 播放CCITT O.33码流。

2. 按下视频分析仪“Measure ”键，在显示屏中选择“GroupDelay SinX_X ”。

3. 然后按下“Select Line ”键，旋转旋钮选择行，当旋到L287~L293和L600~L606时，在显示屏 中选择“Menu ”→“ Cursor ”→“Cursor On”和“Cursor Active ”，旋转旋钮参照国标进行测量。

2.1.2 输出幅度和同步幅度
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+视频输出幅度和视频同步幅度
测试方法：
1、播放CCITT O.33码流按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“Bar LevelTime”。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，（L32~L37和L345~L350）。

3、在显示屏中读出“Bar Level（Ref.Back Parch）”的值即为“视频输出幅度”值。

4、在显示屏中读出“Sync Level”的值即为“视频同步幅度”值。

2.1.3 色度/亮度增益不等和色度/亮度延时不等
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+色度/亮度增益不等和色度/亮度延时不等
测试方法：
1、播放CCITT O.33码流按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“Bar LevelTime”。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，（L32~L37和L345~L350）。

3、显示屏中读出“Chroma Gain”的值即为“色度/亮度增益不等”值。

4、在显示屏中读出“Chroma Delay”的值即为“色度/亮度延时不等”的值。

2.1.4 K 系数
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+K 系数
测试方法：
1、播放CCITT O.33码流按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“K-Factor”。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，（L32~L37和L345~L350）。

3、显示屏中读出“K-2T”的值和“K-PB”的值，取最大的失真作为K系数的测量结果。

2.1.5 亮度非线性
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+亮度非线性
测试方法：
1、播放CCITT O.33码流按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“Luminace Nonlinearity”。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，（L32~L37和L345~L350）。

3、在显示屏中读出“PK-PK”的值即为“亮度非线性”值。

2.1.6 视频信杂比（加权）
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+亮度非线性
测试方法：
1、播放CCITT O.33码流按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“Noise Spectrm”。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，（L47~L58）。

3、按下“Menu”键，在显示屏中选择“Filters Selection”→High Pass 200KHz、Low Pass 5.0MHz
和Unified Weighting然后在显示屏中读出“Noise Level”的值即为“视频信杂比（加权）”值。

2.1.7 微分增益和微分相位
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+微分增益和微分相位
测试方法：
1、播放CCITT O.33视频测试信号，按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“DGDP”。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，测试L295～L302行。

3、在显示屏中读出“Differential Gain PK-PK”的值即为“微分增益（p-p）”值，在显示屏中读出“Differential Phase PK-PK”的值即为“微分增益（p-p）”值。

2.1.8 色同步副载波频率测试
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+色同步副载波频率测量
测试方法：
1、播放CCITT O.33视频测试信号，按仪器面板上的“waveform”键进入波形显示方式，通过调节“功能控制旋钮”可以选择波形对应的测试行。

在“waveform”方式下，按“select line”键可以更快速的定位测试行，进而得到测试用波形图。

2、按下“Select Line”键，旋转旋钮选择行，测试L343～L349、L32～L38、L295～L301、L607～
L613之间的任意行作为测试行。

通常选择行L295～L301。

3、按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“Burst_Frequency”，显示屏出现一个指针用于显示色同步副载波频率偏移基准频率的大小。

4、设置好信号基准来源“Ref Internal”，进行测试零点校准“Zero Set”。

读取“Burst Frequency Error”的值，完成色同步副载波频率大小的测量。

2.1.9 副载波对水平同步脉冲的相位偏移（SCH）测试
测试项目名称：CVBS 输出视频测试+Subcarrier to Horizontal Phaser Shift（副载波对水平同步脉冲的相位偏移）测试
测试方法：
1、播放CCITT O.33码流。

2、按下视频分析仪“Measure”键，在显示屏中选择“SCH”。

2.2 S_Video视频入网指标测试
采用VM700T 进行S_Video 视频指标测试与进行CVBS 视频指标测试不同，需要如下操作：
（1）由于VM700T 没有直接的S 端输入，必须将S 端子输出的Y、C 视频分开为两个通道，分别输送到SourceA、SourceB 的输入端。

（2）在VM700T 前面板上，按仪器面板上的“waveform”键进入波形显示方式，按住“Source A”不放，再按“Source B”将输入进来的Y、C 信号重新叠加到一起显示。

其他操作步骤与测试CVBS 视频指标一样，S_Video 视频指标测试方法参见CVBS 视频指标测试用例。

2.3 YCbCr分量指标测试
信号特性：
亮度信号y 为单极性带有同步脉冲的标准亮度信号，总幅度为1Vp-p；信号部分0.7V，正
极性；同步，负极性。

色差信号 R －Y 、B —Y 为双极性；无同步脉冲；总幅度为 0.7Vp-p （±0.35Vp-p ）。

亮度信号所占频带宽度 5MHz 以上，色差信号为其一半。

Y 、R —Y 、B －Y 3 个信号分别用 3 个通道传送、且 3 个幅度可以分别调整。

通道特性： 分量信号视频通道与复合信号的要求一样，也要进行五大项指标的考核。

由于其每个讯道都
要扩充为 3 个通道传输,已没有 DG 、DP 和色亮交调等问题，但却产生了 3 通道间传输的一致 性问题、通道间串扰问题以及两个色差信号的对称性问题等，这都需要在测试中注意。

测试仪器和测试组网图：
TEK VM5000 一台，无源探头 2 个；
TEK VM700T(含 OPT30 选件) 一台，转接头 三个，75Ω 精密匹配电阻 三个，Tektronix 测试盘 一张；
罗德施瓦茨电视信号发生器 一台； InfoLink DTX8210 调制器 一台。

罗德施瓦茨 图 2 YCbCr 分量测试组网图
调制器 电视信号发生器
A Y
B Cb
C Cr
2.3.1 蝴蝶结测试（Bowtie ）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+蝴蝶结测试 测试方法：
此测试项目测试的是通道间的交调时间和增益错误，相当于 CVBS 的亮色增益及延时不等测试。

所 用测试信号为 Tektronix 测试盘上蝴蝶结（bowtie ）信号，按下“Component ”→“Bowtie”,在显示 屏内读出“Relative Timing ”和“Relative Amplitude ”的值即为交调时间和增益错误值。

2.3.2 通道延时（Channel Delay ）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+通道延时测试（Channel Delay ） 测试方法：
此测试项目是对3 通道间2 者的传输延时进行测试，可用任何含有抖动的信号作为测试信号，
我们采用Tektronix 测试盘上蝴蝶结（bowtie）信号测试，按下“Component”→“Channel Delay”, 在显示屏即可读出任意两通道间的延时。

与蝴蝶结测试不同的是，通道延时测试可选择需要的测试频率，而蝴蝶结测试只能测Y 通道为500KHz,B-Y 和R-Y 为502KHz。

2.3.3 K 系数测量（K-Factor Measurement）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+ K 系数测试（K-Factor Measurement）测试方法：
K 系数评价是指在客观测量的基础上，把波形失真和观众对图像的损伤反映联系起来，对于一定的失真指定一个独特的系数，确定一个容限，称为K 系数或者K 评价。

此测试项目测试的是 3 个通道分别的K 系数评价。

测试信号为含2T，5T 脉冲的任何测试信号。

我们选用Tektronix 测试盘上的Pluse 8 Bar 信号进行测试。

按下“Component”→“K-Factor Measurement”，即可在显示屏中读出“K-2T”“K-5T”和“K-PB”值。

2.3.4 水平测试（LevelMeter Measurement）
测试项目名称：视频测试+YCbCr 分量视频测试+水平测试（LevelMeter Measurement）
测试方法：
此测试项目所测试的是信号的峰峰值，可用任何信号进行测试，按下“Component”→“LevelMeter Measurement”，即可在显示屏中读出同步信号、Y 通道、Cb 和Cr 通道信号的峰峰值。

2.3.5 色度振幅和延时（Lightning）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+色度振幅和延时测试（Lighting）
测试方法：此项目测试的是彩条信号三通道间的时间和幅度关系，用线条将各点直观的联系起来。

也使用75%
彩条信号进行测试，按下“Component”→“Lighting”，即可在显示屏中看出各点的连接关系、延时和振幅放大特性。

2.3.6 亮度非线性测量（Luminance Nonlinearrity Measurement）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+亮度非线性测试（Luminance Nonlinearrity Measurement）
测试方法：
此测试项目测试的是各传输通道亮度的非线性增益情况，理想状况应该是偏差为0。

我们所用测试
信号为含有标准未调制五台阶波的测试信号，由于Tektronix 测试盘中无未调制五台阶波，我们考虑用调制的五台阶波加上滤波器滤掉色度信号作为替代。

按下“Component ”→“Luminance Nonlinearrity Measurement”，即可在屏幕中读出各通道亮度的非线性参数。

2.3.7 幅频特性测量（Multiburst Measurement）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+幅频特性测试（Multiburst Measurement）
测试方法：此测试项目测试的是信号在几个特定频点频率响应情况。

理想状况也应该是尽可能平坦。

所用测试
信号为Tektronix 测试盘中Multiburst YUV 信号。

按下“Component”→“Multiburst Measurement”，即可在屏幕中读出各通道六个特定频点的频响状况。

2.3.8 噪声频谱测量（Noise Spectrum Measurement）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+噪声频谱测量（Noise Spectrum Measurement）
测试方法：
此测试项目主要测试信号的信噪比情况，通常使用灰场或者斜坡信号测量，我们采用Tektronix 测试盘中斜坡信号进行测量。

按下“Component”→“Multiburst Measurement”，即可在屏幕中读出各通道噪声与信号比值情况，因为信号与噪声比为对数关系，去负号即为信噪比关系。

测试时需打开
Tilt Null 处于高亮情况。

2.3.9 信号重叠对比测量（Overlay MeasureMent）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+信号重叠对比测试（Overlay MeasureMent）
测试方法：
此测试项目所测试的是信号各通道在同一时基上的位置关系，我们以Tektronix 测试盘中75%彩条
信号为测试信号。

按下“Component”→“Overlay MeasureMent”，便可在显示屏上观察各通道位置关系。

2.3.10 行列测量（Parade Measurement ）
测试项目名称：YCbCr 输出视频测试+YCbCr 分量视频测试+行列测试（Parade Measurement ）
测试方法： 此测试项目测试的是信号各通道各自独立的位置关系，将三通道信号情况分别显示出来。

我们以
Tektronix 测试盘中 75%彩条信号为测试信号。

按下“Component ”→“Parade Measurement”， 便可在显示屏上观察各通道各自的信号情况。

3 音频入网指标测试
测试仪器 VM700T ，测试使用全部为 CCITT O.33 码流。

图3 音频测试组网图
卡）
表2 音频测试指标项目
3.1 输出幅度
测试项目名称：输出幅度 测试方法：
采用音频码流 CCITT O.33 中 1020Hz, -21dBFs 的信号，VM700T 使用“Audio Analyzer ”选 项进行测试。

当 1020Hz, -21dBFs 的信号出现时，按下“Freeze ”键，然后读出 Level （输出电平)的值，该 值为左右声道中较小的值。

3.2 音频失真度
测试项目名称：音频失真度
测试方法：
采用音频码流CCITT O.33 中1020Hz, -9dBFs 的信号，VM700T 使用“Audio Analyzer”选项进行测试。

当1020Hz, -9dBFs 的信号出现时，按下“Freeze”键，然后读出THD+N（失真度）的值，该值为左右声道中较大的那个。

3.3 幅频特性
测试项目名称：幅频特性
测试方法：
测试信号从1020Hz, -21dBFs 开始，到15000Hz,-21dBFs 结束。

VM700T 使用“Audio Analyzer”选项进行测试。

当1020Hz, -9dBFs 信号出现时，同时点击Erase Plot 按键，清除屏幕之前的打点，当信号进行到15000Hz，-21dBFs 时，按下“Freeze”键，就可得到幅频特性曲线。

3.4 左右声道相位差
测试项目名称：左右声道相位差
测试方法：
左右声道相位差测试使用的是幅频特性曲线。

点击Select Graph 按键，选择View Diff，就会进入左右相位差和电平差界面，通过放大读取曲线中差值最大点作为测试结果。

3.5 左右声道电平差
测试项目名称：左右声道电平差
测试方法：
左右声道电平差测试使用的是幅频特性曲线。

点击Select Graph 按键，选择View Diff，就会进入左右相位差和电平差界面，通过放大读取曲线中差值最大点作为测试结果。

3.6 音频信噪比（不加权）
测试项目名称：音频信噪比（不加权）
测试方法：
信噪比测试是在左右声道都没有信号的情况下进行测试。

首先VM700T 选择Audio Spectrum，选择Menu 菜单下的High Res: ON,再选择“24Hz-3.00kHz”以进行18Hz－188Hz 之间信噪比的测试。

接着点击Menu 下的Cursor，然后点击Cursor 1 ON, 再点击Cursor 1 Active，最后将旋转旋钮跳到到18Hz；同理将Cursor 2 旋转到188Hz。

最后读出“Noise Area between cursors”行的值：N1。

同样在Menu 菜单下点击High Res: OFF，通过同样的办法测试188Hz－20kHz 之间的噪声：N2.。

取N1 和N2 中的最大值为噪声电平。

而信号值则取自“失真度”测试时测得的输出电平值。

信噪比等于信号与噪声的差值。

3.7 左右声道串扰
测试项目名称：左右声道串扰
测试方法：
在左声道输出2040Hz,-21dBFs 信号，右声道无信号和左声道无信号，右声道输出
2040Hz,-21dBFs 信号情况下进行左右声道串扰测试。

VM700T 使用“Audio Analyzer”选项进行
测试。

当这两个信号到来时分别按下“Freeze”键，分别记下 2 次串扰值，取较大的值为测试结果。

4 网口眼图测试
测试用例名称：发送器输出眼图模板测试
测试条件：测试负载需采用专用测试负载；
被测端口：100Base-TX 的平衡输出口即RJ45 的TD+、TD-两信号脚两端
测试条件：
10Base-T/100Base-TX 以太网接口测试测试组网图
测试过程：
1. 按测试组网图准备好仪器和被测设备，上电将被测设备（DUT）的端口工作模式设置为100M 全双工模式，此时物理层端口肯定输出100M的Idle码流；
2. 正确设置示波器触发方式，在Measure菜单中调出100Base-T UTP的眼图模板；
3. 一定要按AUTOSET键，观察波形眼图，通过旋钮调节波形对模板的最佳的上下左右位置（在调动旋钮时示波器会自动刷新屏幕波形眼图）。

然后采样信号1到5分钟左右，观察测试结果。

（或者设置最小采样波形数为2000，不能进入模板的点数最多1个点。

）
检查点、应达到的要求、指标和预期结果：
符合ANSI X3.263 规范中的模板要求：采样波形数为2000 个，没有一个点掉进眼图模板中。

5 USB眼图测试
测试环境和设备要求：
对USB 物理层的测试，采用的是Lecroy 公司的USB 物理层一致性测试方案。

测试设备：
1. 1 台2GHz 以上带宽的示波器：WP7300A（3GHz）；
2. 2 个2.5GHz 带宽单端有源探头HFP2500（0.7pF//100KΩ）；
3. 2 个500MHz 带宽单端无源探头TEK P5050（11.1pF//10MΩ）；
4. 1 个4GHz 带宽差分探头WL300/D300A-AT；
5. 1 个USB 2.0 测试夹具：TF-USB-B（包括一块信号单板和一块负载单板）；
6. 高品质USB 线缆。

测试环境：
1. 安装Lecroy 公司的QualiPHY 软件到PC 机上，用网线与示波器进行通讯；
2. 安装QPHY_USB 模板软件密钥到示波器WP7300A 上，请本地Lecroy 销售办事处安装；
3. 安装Highspeed Electrical Test Tool 软件到Linux 操作系统上，免费下载网址：。

因为下载的测试发包安装软件只支持windows操作系统，因此需要驱动和软件人员介入，进行软件移植工作。

4. 安装Matlab Runtime Component运行库软件到示波器WP7300A上，免费下载网址：。

USB2.0 测试夹具TF-USB-B，如下图所示：
当适当的报文被捕获后，按下“USB TEST WIZARD”会话框中“Next”按钮，
预期输出：没有点落入 USB 眼图模板中。

RS-232接口总线
RS-232总线是采用按位串行的通讯总线，但它并不限制所传送的数据类型和数据帧长。

可用于同步通信也用于异步通讯。

RS-232对其所传输的数据格式约定为：信息起始位、数据块停止位、奇偶校验位及若干数据位。

RS-232为了增加抗干扰能力，采用负逻辑电路，其逻辑电平范围如下图所示：
RS-232的接口电气：微机接口及内部电路是采用TTL 和CMOS 型电路。

这些电路都不能直接与RS-
232相连，中间必须要进行电平转换，常用的转换芯片有MC1488、MC1489、MAX232等。

MC1488、MC1489需接±12V 的电源，其中MC1488用在通讯设备的发送端，MC1489用在通讯设备的接收端。

MAX232是单5V 供电。

片内集成有升压电路产生±12V 的电压，使用时片外需匹配相应的电容。

RS-232传输的速率有300、600、1200、2400、4800、9600等标准的波特率。

RS-232最大传输距离是30m ，如果要以较高的波特率传输较远的距离，则可选用RS-422,其传输距离可达1500m 。

电气性能测试：
1、 将示波器探头分别连接到串口TX 、RX 管脚，机顶盒上电后，观察示波器电平是否在逻辑区，在
逻辑区说明电气性能工作正常。

功能测试：
1、机顶盒上电后，打开PC 超级终端，配置好COM 口后，重启机顶盒，如果超级终端有正常的开机串口输出，说明串口功能正常。

机顶盒 PC 串口输出 示波器
S/PDIF接口：
S/PDIF："Sony/Philips Digital InterFace"的简写。

也被称为IEC958 (type-2)，EIAJ CP-340 (type-2)现在又称CP-1201。

S/PDIF与专业标准AES-EBU非常相像，通常使用16或20-bit数据，除了音频数据，其他信息如音轨开始标记、资料辨认信息和时间数据也可以同时传输。

电气接口使用不平衡RCA式，源阻抗75欧，信号频率在0.1 to 6MHz，要求使用高质量75-Ohm同轴电缆，信号幅度0.5V peak-to-peak决定了传输距离不大于10米。

另有光学版本的S/PDIF，称为"TOSLink"，传输与IEC958同样的信号，可以避免电磁干扰，但低质量的光纤同样能使传输不稳定和数据出错。

SPDIF使用双相标记编码（Bi-phase Mark Coding;BMC）法，属调相（Phase-Modulation）式传输的一种，逻辑0以跨越一次准位0来表示，逻辑1以跨越两次准位0来表示。

SPDIF仅用一条线路就可进行数字音源传输，同时传递音源信息与时钟信息。

但因为它实行Bi-phase Mark双向标记的编码传输，由于传递距离的远近与噪声干扰等，送抵接收端并将数据与时钟恢复还原时，因时序的偏误以至相位振幅的取样偏差，容易造成时钟信号的微失真，此微失真也称之为Jitter（抖跳、时基误差）。

这时已有偏差的数据和时钟再进行DAC转换，转换成模拟音频信号，虽然音频信号不致完全走样，但确实已非忠实呈现。

为了解决这样的问题，高品质外置DAC的解决方式是在SPDIF接收端设置数据缓冲存储器（Buffer），待整体接收后再重新以接收端产生的精确时钟来处理数据，称为：Re-Clock （时基重整）。

就传输介质而言，SPDIF从传输介质上来分为光纤和同轴（现在一般用RCA来替代）两种，属不平衡传输方式。

其实它们传输的信号是相同的，只不过是传输载体不同，接口和连接线外观也有差异。

电气接口测试：
输出电平幅度
采样频率
眼图
主观测试：
HDMI
.7-2 TMDS TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化传输差分信号传输技术摆幅800～1200mV
.7-4 TMDS 上升时间75p s～1200ps（与分辨率有关系）和下降时间
.7-5 TMDS 过冲/ 下冲
.7-6 TMDS 对间偏差（Inter Pair Skew ）
.7-7 TMDS 对内偏差（Intra-Pair Skew ）
.7-8 TMDS 时钟占空比
.7-9 TMDS 时钟抖动
.7-10 TMDS 数据眼图。