在數(shù)字視頻中，為了便于數(shù)字信號的遠(yuǎn)距離傳輸，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，經(jīng)電纜驅(qū)動器通過電纜傳輸給接收端。SDI就是這種串行數(shù)據(jù)接口的簡稱。本文以1080i/50系統(tǒng)為例，對HD-SDI的原理做簡單的闡述，著重介紹其檢測方法。

一、HD-SDI的構(gòu)成、傳輸及接收

1.HD-SDI的構(gòu)成

圖1 HDTV的并聯(lián)-串聯(lián)的轉(zhuǎn)換

高清的亮度信號（Y）的帶寬是30MHz,色差信號（CB、CR）的帶寬是亮度信號帶寬的一半，也就是15MHz.根據(jù)取樣定理，取樣頻率必須在帶寬的2倍以上。廣電部門規(guī)定Y信號的取樣頻率為74.25MHz,CB、CR信號的取樣頻率為37.125MHz,量化位數(shù)為10比特（1024階調(diào)）。這就意味著用74.25MHz取樣的話，Y信號、CB、CR信號各取樣一次就行。也就是說一個樣點(diǎn)包含了二個分量數(shù)字信號（CB,Y）或（CR,Y），數(shù)據(jù)寬度為20比特。將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，即構(gòu)成串行傳輸信號，其傳輸速率為：74.25MHz × 20 = 1.485Gb/s

圖1是HDTV的并行--串行轉(zhuǎn)換，HD-SDI信號里，除了有效視頻信號之外，在視頻信號消隱區(qū)間里還疊加有其他信息。如有效視頻的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)EAV/SAV、行數(shù)信息LN、冗余校正嗎CRC、輔助數(shù)據(jù)ANC等信息。

2.HD-SDI的傳輸

圖2 SDI信號發(fā)送

由于HD-SDI的傳輸速率高達(dá)1.485Gb/s,其頻譜分布一般在4GHz以上，所以在HD-SDI信號傳輸時必須使用高頻衰減較少的特性阻抗75Ω專用電纜，否則將無法正確接收數(shù)字信號。對于短距離電纜，頻率特性幾乎是平坦的；對于長距離電纜，頻率越高衰減量增大。評估電纜所能傳輸?shù)淖畲缶嚯x為頻率750MHz時，電纜衰減量為20dB的長度，大約為110m.最大長度還和輸出端信號的幅度、抖動量、接收端的均衡能力有關(guān)。目前，所使用的電纜一般為Belden1694A或5CFB.為了便于電纜傳輸，HD-SDI信號通過電纜驅(qū)動器（數(shù)據(jù)率在SD-SDI時270Mb/s,驅(qū)動75Ω的電纜），由輸出端輸出（如圖2所示）。

3.HD-SDI的接收

圖3 SDI信號接收

在接收數(shù)據(jù)信號中，由于電纜的高低頻衰減不同，SDI信號電平幅度減少，同時SDI信號的高次諧波分量減少更多，造成眼圖的開口率下降，甚至接近為0.為了正確的恢復(fù)"0"和"1"的數(shù)字信號。接收到的數(shù)據(jù)信號需要通過電纜均衡器進(jìn)行波形整形，整形后的SDI信號通過時鐘信號、PLL（鎖相）、實(shí)時串并行轉(zhuǎn)換，復(fù)原視頻信號和伴音信號及其他附加信息（如圖3所示）。

二。 HD-SDI監(jiān)測方法

1.接收狀態(tài)監(jiān)視

可以在高清信號示波器上測量和監(jiān)視以下信號：

SIGNAL-監(jiān)視SDI信號的有無

FORMAT–監(jiān)視是否能對應(yīng)的視頻格式

TRS–監(jiān)視EAV和SAV的位置是否正常

LINE NUMBER–監(jiān)視HD-SDI線數(shù)

RESERVED–監(jiān)視是否超出TRS及ADF的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)

LEVEL–監(jiān)視視頻信號數(shù)據(jù)的電平

GAMUT–監(jiān)視YCBCR信號的電平范圍

BCH–嵌入伴音信號的糾錯碼

AUDIO–監(jiān)視音頻數(shù)據(jù)包的連續(xù)性（DBN字碼）

CHANNEL–表示SDI信號中多重伴音的通道

REFERENCE–監(jiān)視SDI信號和外部同步信號的關(guān)系

CABLE LENGTH–將SDI信號的強(qiáng)度換算成電纜長度進(jìn)行表示

ERROR COUNT–計(jì)算監(jiān)視設(shè)定項(xiàng)目的錯誤數(shù)

2.眼圖顯示和抖動測試

眼圖和抖動測試是檢查設(shè)備HD-SDI輸出信號的幅度大小及信號質(zhì)量。眼圖測試時所使用的電纜為HD-SDI專用電纜，如Belden1694A或5CFB.如圖4和圖5所示。

圖4 眼圖的測定

測定條件

–機(jī)器輸出的連接電纜在2M以內(nèi)

測定項(xiàng)目

–振幅：除去上過沖、下過沖的部分

–抖動：測試交叉點(diǎn)的寬度

–抖動單位：UI（Unit Interval）

–上升、下降時間：在振幅的20%~80%處進(jìn)行測定

–時間抖動：SDI信號全部的抖動

–校準(zhǔn)抖動：以SDI信號中生成的CLK作為基準(zhǔn)的抖動值

–低頻率抖動：從時間抖動減去校準(zhǔn)抖動

圖5 抖動的頻率范圍

3.相位檢波方式測量抖動

利用眼圖來測試SDI信號的抖動有一定的局限性，例如，10Hz以上的抖動量非常大時，眼圖的開口率變小，當(dāng)眼睛幾乎快閉上時，眼圖中心部交叉點(diǎn)寬度幾乎無法測試。或者通過電纜遠(yuǎn)距離傳輸后，由于電纜的衰減，眼圖幅度變小，眼圖線變粗，上升時間、下降時間延長，導(dǎo)致眼圖開口率變小，甚至為零。此時，抖動測試誤差不僅增大，甚至無法測試。

為了解決這一問題，我們提出了利用相位檢波方式來測量抖動的功能。所謂相位檢波方式是測定時基信號與被測信號的相位差，將相位差換算成時間作為抖動量，相位檢波方式的優(yōu)勢在于即使不能形成眼圖也可以測量1UI以上的抖動。在傳送途中也可測量，將抖晃輸出接到頻譜分析器上，可觀測到抖動的頻率分布。

4.疲勞實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)余量

HD-SDI的特點(diǎn)是即使系統(tǒng)上存在有潛在的問題或者系統(tǒng)的可靠性有所下降，但是它的誤碼監(jiān)視沒有任何變化，也就是說我們無法發(fā)現(xiàn)這種潛在問題。因此，需要通過疲勞實(shí)驗(yàn)，測試系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)余量，保證系統(tǒng)的安全。