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）已經成為消費類電子行業的必備標準。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是消費類電子行業數字視頻接口（Digital Visual Interface， DVI）的進一步發展，2003年首次出現在市場上。與DVI不同，它也傳送音頻信號。該接口精簡了電纜，簡化了多媒體設備操作。按照電影行業要求，它在很大程度上能夠防止非法復制數字視頻影片。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，采用單一遠程控制，操作所有連接的設備。這種能力也被整合進HDMI標準。

　　圖1：要進行HDMI音頻分析，必須生成和分析視頻和音頻數據。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條環繞聲道進行HDMI測試。

　　目前的HDMI版本1.4b支持雙向數據傳輸（使用音頻回傳通道），采用新的無損壓縮音頻編碼方法，和以太網連接通道。隨著新定義微型HDMI連接器的出現，該接口逐漸找到連接移動電話和便攜式音頻設備的方法，新推出的鎖定式連接器使其現在也能在車輛中使用。所有這些特點使HDMI成為音頻和視頻領域最成功和最通用的連接器系統。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。帶環繞聲的數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

　　消費類電子產品制造商在開發、測試和生產他們的設備和音頻芯片過程中要全面測量音頻。如果產品配有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/飛利浦數字接口），連接器為BNC和TOSLINK的數字音頻接口

　　● 用于在發送和接收兩個方向上多聲道音頻IC測試的數字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對任何接口組合。音頻分析儀必須能夠發送I2S信號給芯片，并接著分析芯片的HDMI輸出結果。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量。數字輸出可通過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，環繞聲傳輸的音頻分析還包括音頻信號是否能夠正確傳送。

　　全面音頻測量

　　HDMI區分為雙通道和8通道數據結構。采用8通道數據結構，最多8路數字音頻信號（環繞聲道）被當作線性PCM數據傳送，其中PCM數據字長最多24位，采樣率最高192kHz。HDMI也可以傳送壓縮的數據流，包括使用Dolby技術的壓縮流。

　　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、串擾、SNR、THD+N 和相位等參數。此外，它可以生成用于交調測量的正弦信號和多音頻信號，以及突發信號和噪聲信號，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編碼數據流，并將其解碼執行實時測量

　　● 分析調制系數

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

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

　　● 顯示時域軌跡

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

　　圖2：例如，具有4個HDMI端口的R&S UPP-B4選件，可與R&S UPP音頻分析儀一起用于HDMI測試。