1、广播与电视技术2010 年第 8 期1560 引言广播电视信息安全测评中心目前具备广电总局入网检测能力 24 项，其中硬件设备 22 项，软件系统 2 项。硬件设备检测项目包括有线数字电视广播 QAM 调制器、数字电视编/解码器、数字电视复用器、有线数字电视系统用户终端接收机（机顶盒）、广播/电视发射机、卫星数字电视接收/转发机、广播/电视监测设备等。为了对以上硬件设备进行入网检测工作，测评中心购置德国 R&S 公司和美国 Agilent 公司的多台中高端测量仪器。R&S 和 Agilent 公司的中高端设备全部提供了标准 GPIB或者 RS232 接口，并且在仪器说明书中开放全部功能接口，为
2、仪器编程提供了可能。1 实现自动化检测的意义对硬件设备进行检测，需要多台测量仪器组成检测环境，具体测量某个参数时，需要调整每一台测量仪器的参数设置。如检测有线数字电视系统用户终端接收机（机顶盒）的视频参数视频输出幅度时，依据 GD/J 12-2007有线数字电视系统用户接收解码器（机顶盒）技术要求和测量方法（暂行）的要求，由数字电视测试信号发生器、数字电视测试发射机基于 GPIB 总线结构的视频指标自动测试系统摘要:本文结合工作实际，以对机顶盒的视频指标为例，叙述了如何搭建基于 GPIB 总线结构的自动测试系统，计算机软件利用 Microsoft Visual C#平台编程实现。关键词:GPI
3、B SCPI 视频指标 测试 王宝石 程征 广播电视信息安全测评中心和视频分析仪搭建检测环境，检测环境框图如图 1。连接好设备之后，需要设置各个仪器的参数。进行某一项指标测量时相关设置如下：1.设置数字电视测试信号发生器输出带有 CCIR17 插测行信号的码流：1)设置输出符合我国标准的码流；2)选择需要输出码流的类型；3)选择输出码流；4)设置实际测试中所需的干扰输出等，如 PCR 抖动。2.设置数字电视测试发射机输出射频信号：1)设置输入信号格式，如：包长、前向纠错等；2)设置输出信号的频率、电平、调制方式等；3)设置实际测试中所需要的干扰输出等。3.设置 VSA（视频分析仪）测量视频输出
4、幅度参数：1)设置符合我国标准的视频标准；2)设置视频输入端口、参考端口、同步端口等；3)设置平均测量方式；4)选择被测指标等。上述操作只是测试一个指标时需进行的设置，不同的指标测试需要做大量类似的手动操作。不仅如此，由于操作人员的一些误操作可能引入误差甚至导致致命错误。同时，自动化测试也是解决当前人力资源不足的一个重要措施。因此，自动化测试不仅可以提高测试效率，而且对于减少测试失误、提高设备寿命有着直接的作用和意义。图 1 机顶盒视频输出幅度检测环境安全播出与监测Safety Broadcasting&Monitoring广播与电视技术2010 年第 8 期1582 自动化检测系统实现的可行
5、性计算机系统早已成为自动化测试的技术依托工具，通过计算机控制仪器进行自动化操作应用于各个领域，技术非常成熟。使用计算机硬件与软件结合实现对各种设备的操作无非需要两个关键的环节：接口和协议。在硬件测试领域中，使用各种仪表对硬件进行测试。在目前的普遍技术水平下，不论国产或进口的测试仪器设备几乎都预留了计算机接口。这些接口包括串口、USB接口、LAN口、GPIB 接口等。对于广电行业实验室的测试仪器来说，GPIB 接口是最普遍的计算机接口。随着网络技术的流行，LAN 口也越来越多的被最新的测试仪器采用。对于通信协议，中端以上广电行业测试仪器都提供了SCPI 接口协议。测试仪器的生产厂家通过开放仪器的
6、软件通信协议，实现向用户提供编程接口。使利用计算机对设备进行控制成为可能。1.GPIBGPIB（General-Purpose Interface Bus）-通用接口总线。1965 年，惠普公司设计了惠普接口总线（HP-IB，用于连接惠普的计算机和可编程仪器。由于数据传输速率高（通常可达 1MB/s），这种接口总线得到普遍认可，并被接收为 IEEE标 准 488-1975 和 ANSI/IEEE 标 准 488.1-1987。后 来，GPIB比 HP-IB 的名称用得更广泛。ANSI/IEEE 488.2-1987 加强了原来的标准，精确定义了控制器和仪器的通讯方式。通过 GPIB 控制卡可以
7、实现和一台或多台仪器的听、讲、控功能，并组成仪器系统，使检测工作变得快捷,简便,精确和高效。通过 GPIB 电缆的连接，可以方便地实现星型组合、线型组合或者二者的组合。GPIB 比串口控制提高了传输速率和同时支持的设备总数，是一种工程控制用的协议。一般被用来使用任何编程语言如 VB、VC、C+实现电脑对仪器的控制。当然也有某些仪器制造商自己开发的语言支持 GPIB。如 keithley 公司使用的testpoint，NI 公 司 的 labview 等。实现这种控制首先要被控仪器支持GPIB，其次，工控机安装 IEEE488 卡，并通过 GPIB 线连接两个设备。2.SCPISCPI（Stan
8、dard Commands for Programmable Instruments）-可编程仪器的标准命令。1990 年，SCPI 规范被引入 IEEE 488 仪器。随着 IEEE 488 的发展，SCPI 采纳了 IEEE488.2 定义的命令结构，创建了一整套编程命令。3 GPIB 仪器编程系统构成原理通过 GPIB 总线实现自动测试，需要在传统测试环境的基础上增加 GPIB 网络和一台装有开发环境的计算机。检测环境框架如图 2 所示。图 2 中数字电视测试信号发生器通过 ASI 输出选择的码流输入数字电视测试发射机，数字电视测试发射机按照设置的参数产生调制后的射频信号输入被测机顶盒，
9、机顶盒将解调后的视频信号输入视频分析仪。以上为传统的测量环境，检测过程中需要手动设置相应参数。通过使用级联 GPIB 电缆连接上述仪器和计算机，可实现计算机编程对仪器的控制和读取。实现原理如下。1.GPIB 驱动欲实现计算机控制测试仪器，第一步要做的工作即为打通计算机与测试仪器的通信链路，让计算机与测试仪器对话成为可能。GPIB 驱动为计算机与测试仪器的对话铺平了道路。图 2 基于 GPIB 总线结构的视频指标自动测试系统环境图安全播出与监测Safety Broadcasting&Monitoring2010 年第 8 期广播与电视技术159GPIB 的硬件生产厂家为使用者提供了针对产品的驱动
10、程序。用户只要将驱动正确的安装到计算机中，与测试仪器对话即成为可能。2.仪器语言安装了驱动程序，计算机与测试仪器可以对话了。但是，对话还要双方都能听懂才行。测试仪器的生产厂家开放了仪器的语言规范，计算机只要按照正确的语言规范与测试仪器对话，测试仪器就会完全按照计算机的指令工作。这种语言规范就是前文中提到的 SCPI 指令。SCPI 指令采用面向对象的结构组织形式，命令简单且易懂。如读取白条幅度的指令为：READ:MEAS:PAR?LBAA从字面即可读懂指令的含义：*READ（Read）：此条指令是一个读取的指令；*MEAS（Measurement）：读取的是与测量有关的内容；*PAR？(Par
11、ameter）：读取的是一个测量参数；*LBAA（Lum Bar Ampl）：读取的参数是白条幅度。3.人机界面测试系统必须为使用者提供界面，以实现人机交互。界面的设计可有多种方式的选择，如命令行方式、应用程序界面等，见图 3。4 软硬件安装配置方法基于 GPIB 总线结构的自动测试环境搭建相对较为简单直观，以下将对软硬件的安装配置的方法加以说明。本文中提及的软硬件产品在市场上都存在多种选择，读者可以根据实际情况选择适合自己的配置方案。1.硬件配置1)USB/GPIB 电缆Agilent 82357A。该电缆可直接连接计算机的 USB 端口和仪器的 GPIB 端口。2)计算机带有 USB 接口
12、的计算机，Windows 2000/XP/VISTA 系统。用以连接 USB/GPIB 电缆的 USB 端，并用来安装开发环境和运行自动测试程序。2.软件配置1)Agilent IO Libraries Suite 15.0Agilent IO Libraries Suite 是一套使测试程序能够控制仪器工作的库。另外，它还包含了快速而简单的连接计算机和仪器的一套工具。这套工具是免费的，可以到 Agilent 的网站上免费下载。安装完毕后，计算机可以识别 Agilent 82357A，USB/GPIB 电缆。2)Microsoft Visual Studio.Net 2003安装 Visual
13、 C#作为程序开发平台。5 使用 Visual C#开发自动测试程序1.建立项目和设计窗体在 Microsoft Visual Studio.NET 2003 中 新 建“Visual C#项目”，在“模板”中选择“Windows 应用程序”。在空白的窗体中加入若干 Label、ListBox 和 Button，构建窗体。2.导入 GPIB 驱动此项工作很重要，我们必须导入已经安装好的 GPIB 驱动，这样，C#才能调用驱动中的方法，实现和仪器的通信。双击刚才设计好的窗体，进入代码视图。在引用中添加驱动组件代码：using Ivi.Visa.Interop;3.编写初始化 IO 代码在设计视图
14、中双击“初始化 IO”按钮，转入代码试图，可以看到 C#已经自动创建了 Button_Click 类，加入如下代码：ioDmm=new FormattedIO488Class();ResourceManager grm=new ResourceManager();ioDmm.IO=(IMessage)grm.Open(this.txtAd.Text,AccessMode.NO_LOCK,2000,);ioDmm.IO.Timeout=7000;SetAccessForOpened();以上代码实现建立和仪器的通信连接。4.控制 VSA 进行自动测量除了 SCPI 命令，每个 GPIB 仪器还有
15、自己特定的命令定义，查阅仪器说明书可以了解对仪器进行操作的命令。以下是设置 VSA 参数到测量视频指标状态，并进行自动测量的代码。/设置 VSA 同步显示遥控操作结果ioDmm.WriteString(SYST:DISP:UPD ON,true);/设置 Setup/VideoStandard/D/K PAL625 LinesioDmm.WriteString(SYST:STAN DKP,true);图 3 命令行方式的人机界面安全播出与监测Safety Broadcasting&Monitoring广播与电视技术2010 年第 8 期160/设置测量参考源通道 AioDmm.WriteStr
16、ing(ROUT:MEAS:RSEL A,true);/设置测量输入通道 AioDmm.WriteString(ROUT:MEAS:ISEL A,true);/设置测量计算平均 OFFioDmm.WriteString(CALC:AVER:MEAS:COUN 0,true);/设置测量所有参数ioDmm.WriteString(CONF:MEAS:GRO:ALL,true);/读取 Lum Bar Ampl 测量结果，不同的命令可测量不同的参数。ioDmm.WriteString(READ:MEAS:PAR?LBAA,true);string sText=ioDmm.ReadString();
17、读取不同的参数测量结果，根据需求，利用 C#将结果显示或者保存至文件。程序执行结果如图 4 所示。由程序执行结果可知:该系统可在短时间内完成参数测量,视频输出幅度、视频同步幅度、2T 脉冲 K 系数、色/亮增益差、色亮时延差、亮度非线性失真 6 个视频指标在 1 秒图 4 程序执行结果内测量完毕，通过与仪器的比对，结果完全一致。6 结束语GPIB 总线传输速率高，达到 1MB/s 以上，基于 GPIB 总线结构的视频指标自动测试系统运行效率高，结果准确。结合 GPIB 仪器说明书，可以通过 GPIB 总线完全控制仪器进行参数设置和测量。对于编程基础较弱的人员，GPIB 编程稍显锁细和繁杂。目前
18、，如 NI 的 LabVIEW 和 Agilent 的 VEE 等产品都能提供方便的编程环境。这些平台的使用对象主要是工程测试人员，因此它尽量简化了编程的复杂性，是一种面向对象的可视化编程语言，它的对象全部以图形化的方式出现，对象的输入和输出的参数用对象图形上的数据节点表示；数据的传输，程序执行的顺序用线条来简单地表示出来。它的整个源程序看起来就象是流程图，易于编写和阅读，为虚拟仪器编程的广泛推广和应用创造了强有力的前提条件。参考文献1 ROHDE&SCHWARZ Operating Manual VIDEO MEASUREMENT SYSTEM.2 ROHDE&SCHWARZ Operati
19、ng Manual MPEG2 MEASUREMENT GENERATOR.3 ROHDE&SCHWARZ Operating Manual TV TEST TRANSMITTER.4 Agilent VISA Users Guide for IO Libraries Suite 15.5 国家广播电影电视总局行业标准.GD/J 12-2007.有线数字电视系统用户接收解码器（机顶盒）技术要求和测量方法（暂行）.6 苏光杰 李思敏.基于 GPIB 总线结构的阻抗自动测试系统 J 桂林电子工业学院学报，2000（1）.国家中影数字制作基地新棚首获杜比白金混录棚认证7 月 20 日，杜比实验室宣布
20、国家中影数字制作基地混录 C 棚正式成为中国首个获得杜比实验室白金混录棚（Dolby Premier Studio）技术认证的混录棚，它标志着中影集团该混录棚已经具备了世界超一流的后期制作环境和水平。杜比实验室全球专业产品与服务销售副总裁 John Carey先生专程来到中国为该棚颁发杜比白金混录棚证书，并与中影集团副总经理傅若清先生共同主持了新棚的认证和授牌仪式。杜比白金混录棚认证是衡量混录棚环境和设备多项技术指标的一个系统性标准。室内声学、监控标准（音频和视频）、设备选择、安装标准、同步精确性、混音能力以及技术水平等都作为衡量和评估的重要技术指标。这一标准建立在杜比实验室的研究基础上，融合
21、杜比全球多声道电影声音制作领域众多资深工程师的共同经验制定而成。该项认证提供了完善而严格的技术规范，在全球录音师、导演和制片人中备受赞誉。“国家中影数字制作基地这样的重量级影视基地能够采用杜比顶级的技术让我们倍感荣幸。杜比和中影的合作由来已久，希望双方可以进一步深化合作，推动中国电影业的发展，为我们共同的服务对象电影观众，提供独一无二的观影体验。”杜比实验室销售与服务总监伍玉蓉女士表示，“作为综合娱乐技术的领导者，在电影制作中，杜比实验室致力于开发先进技术和专业产品，给艺术创作者提供便捷的平台工具，以不断创作出优秀的作品，达到精湛的效果，将更多的观众吸引到影院中来。”安全播出与监测Safety Broadcasting&Monitoring
