: архив : архив журнала "625" : 1996 : #8

Новое цифровое измерительное оборудование фирмы Hamlet
Федор Самойлов В последнее время в мировые лидеры в области разработки устройств для тестирования, контроля и осуществления различных измерительных функций для профессионального телевидения и радиовещания вырвалась английская компания Hamlet Video International Ltd. Она решительно обошла своих конкурентов, среди которых такие "киты", как, например, Tektronix, Fluke & Philips, Rohde & Schwarz. Компания в этом году отпраздновала свой десятилетний юбилей. Поразив специалистов широким ассортиментом и высоким качеством выпускаемых изделий, эта фирма вышла на рынок с линейкой превосходного измерительного оборудования самого современного уровня. В настоящей статье речь пойдет о нескольких приборах, созданных инженерами и конструкторами Hamlet в последнее время, конкретно о трех цифровых аппаратах для тестирования и измерений: генераторе опорных сигналов, который выполнен в полном в соответствии с Рекомендацией 601 МККР, анализаторе с дисплеями для контроля формы видео- и аудиосигналов в векторном представлении, а также о так называемом стереоскопе для контроля и мониторинга звуковых сигналов стандарта AES/EBU. Премьера этих замечательных устройств состоялась в сентябре на международной выставке IBC 96 в Амстердаме, где красочный стенд с экспонировавшимся оборудованием Hamlet неизменно привлекал посетителей.

А теперь немного подробней о самих новинках.

Приборы Hamlet Digi Gen и Digi Scope способны дополнять друг друга и могут обеспечить всеобъемлемое тестирование и настройку оборудования любой системной конфигурации, демонстрируя при этом небывалую легкость и гибкость в работе. Стереоскоп (Stereo Scope) позволяет вести мониторинг с выводом на дисплей цветных индикаторных линеек, показывающих уровни и фазовые соотношения входных аудиосигналов стандартов AES/EBU.

Стереоскоп способен работать как от сети переменного тока, так и от источника постоянного тока напряжением 12В, одновременно обрабатывая сразу две пары стереофонических сигналов. Все данные выводятся на дисплей в виде цветных индикаторных линеек или в системе линейных полярных координат, последнее удобно при оценке фазовых соотношений сигналов звукового сопровождения видеопрограмм (эта функция запатентована фирмой Hamlet). При этом возможна работа как с компонентными, так и композитными аналоговыми видеосигналами, а также и с цифровыми сигналами стандарта, соответствующего Рекомендации 601. Прибор может вести измерения пиковых значений (РРМ), эффективного значения (VU) или в режиме Nordic (используется специальная шкала относительных единиц). Прибор имеет индикатор пикового уровня, пользователь в режиме измерений РРМ может устанавливать любое время интеграции из интервала 0 - 4 с. Более длительные временные периоды могут быть оценены как аварийное отсутствие звукового сигнала и индицированы как "тревога". Данные на встроенном дисплее могут быть представлены в смешанном виде, но с возможностью их раздельного регулирования, позволяя оператору быть уверенным, что в видеопрограмму не попадут какие-либо искажения, например вносимые микрофонами, а на дисплее будут отчетливо видны любые помехи, например, щелчки и т.п. Оба указанных выше прибора занимают в стойке пространство в половину стандартного рэка и могут быть установлены попарно или по отдельности. Их также, при желании, можно разместить сверху на корпусе стандартного монитора или на любой другой ровной поверхности.

Генератор эталонных сигналов Hamlet Digi Gen формирует 32 тест-сигнала в виде последовательных цифровых цветных сигналов в системах PAL и NTSC. Кроме этого, генератор вырабатывает сигналы поиска и устранения погрешностей EDH (Error Detection and Handling) и две пары эталонных сигналов звукового стереофонического сопровождения с опорными уровнями и возможностью их мгновенного отключения (функции mute и broken).

В приборе предусмотрены два идентичных выхода, функция привязки к сигналу синхронизации, а также регулировка горизонтальной фазы. Кроме этого, есть и опция выбора пользователем конкретного набора измерительных сигналов. Каждому сигналу присвоен свой регистрационный эталонный номер. Он, в частности, позволяет получать официальное подтверждение на соответствие параметров измеряемого сигнала эталону. Используемые совместно, генератор Digi Gen и Digi Scope обеспечивают тестирование и мониторинг всего тракта обработки цифровых сигналов. Специалисты фирмы Hamlet создали эти приборы в 1986 г., заложив в них ряд оригинальных технических решений, защищенных патентами. С этого времени, например, способы мониторинга элементов видеоизображения (in-picture monitoring) стали классикой и поныне считаются самыми передовыми методами тестирования ТВ сигналов, признанными во всем мире. Однако, вплоть до последнего времени эти способы применялись лишь при работе с аналоговыми сигналами.

Теперь же, в новом приборе Hamlet Digi Scope, в котором использовано уровневое кодирование 10 бит и дискретизация по стандарту 4:2:2, объединены все возможности аналогового измерительного инструмента с предоставлением на дисплее данных о погреш-¦ ностях при обработке II цифровых сигналов. В нем предусмотрены входы и выходы аналоговых компонентных видеосигналов вещательного качества, а также выходы аналоговых компонентных сигналов при подаче на вход либо аналоговых, либо цифровых сигналов. Причем для контроля и анализа качества изображения и звука, применяется обычный видеомонитор.

Последовательные цифровые сигналы требуют постоянного контроля и этому уделяется особо "критическое" внимание. Специалисты знают, что, если какой-либо параметр, например, jitter (дрожание) или уровень сигнала находятся на грани допустимого, то тракт, до этого не вносивший искажений, может внезапно вызвать серьезные искажения в виде потери части изображения или даже привести к его полной потере.

Обычно выделяют два типа погрешностей, которые потенциально могут привести к искажениям:
  • искажения внутри самого сигнала, связанные с временным (фазовым) дрожанием (jitter), заложенным прямо в источнике сигнала, или снижение уровня сигнала при его передаче по очень протяженной линии связи;
  • погрешности, вносимые при декодировании данных, представленных в форме циклического избыточного кода, паритетного кодирования, выпадения данных в кодовых последовательностях, из-за неразборчивости данных кодирования и др.

В Digi Scope эта информация предъявляется в специально отведенном окошке, "вырезанном" в ТВ изображении либо в центральной его части, либо в его левой верхней части. При этом на индикаторе представлены следующие данные:

ю DA - Digital Audio (цифровой звуковой сигнал). Счетчик ошибок отсчитывает до 99. Источником сигнала может служить или сопутствующий изображению звуковой сигнал, или подаваемый на вход сигнал стандарта AES/EBU. В том случае, когда сигнал отсутствует, в окошке воспроизводится символ "-".

ю I0 - число бит в кодовом слове видеоданных (уровневое разрешение), оно может принимать значения 8 или 10.

ю ST - индикация тест сигнала для проверки уровней сигналов. Сюда входит информация о длине используемой кабельной линии связи с рекомендациями выбора оптимального значения перегрузочной способности с учетом разбивки линии на участки 300-метровой протяженности.

ю JT - индикация уровня дрожания (jitter), причиной возникновения которого часто может стать недостаточная амплитуда сигнала синхронизации или зашумленность самого сигнала.

ю CR - счетчик погрешностей циклического избыточного кодирования, отсчитывающий до 99. На дисплее воспроизводится число обнаруженных ошибок. Сам процесс обнаружения ошибок называют EDH (Error Detection and Handling - детектирование и диагностика погрешностей). Воспроизводимые данные о выявленных ошибках вместе с дополнительной информацией могут относиться ко всему полю ТВ кадра или, что чаще всего и бывает, только к погрешностям в активной зоне изображения.

Справа от данных счетчика CR на дисплее воспроизводятся четыре цифры, представляющие данные об общем подсчете ошибок, выявленных в интервалах последнего поля, кадра или активной части всего видеоизображения (выбирается по желанию оператора). Это, безусловно, прекрасное подспорье, облегчающее запись фиксированных значений данных диагностики, полученных по методике CRC/EDH, при хранении информации на стационарной тест-карте. При тестировании сигналов динамических изображений общее число ошибок будет изменяться от кадра к кадру.

Следует подчеркнуть, что значения CRC/EDH будут зависеть и от пакетов данных, поступающих от источников. Например, если источник сигнала не поддерживает режим диагностики погрешностей CRC/EDH, то на дисплее, в окошке для индикации результатов тестирования будет воспроизводиться символ " - ".

ю GM - счетчик погрешностей гамма-функции, отсчитывающий до 99. Это весьма полезная функция. Дело в том, что некоторые виды оборудования и, в частности, генераторы компьютерной графики, как правило, вырабатывают на выходе сигналы с "неограниченными" уровнями и "неразборчивой" цветовой гаммой, с уровнями сигналов ниже уровня чёрного и т.д. Этот счетчик включается только при появлении погрешностей гамма-функции, поэтому постоянный контроль за ним не требуется.

ю CD - счетчик ошибок кода, отсчитывающий до 99. Подсчитывает случайные или утерянные импульсы, отличные от последовательности TRS импульсов опорного сигнала в передаваемых кодах (EAV или SAV).

ю IL - счетчик погрешностей, вызываемых неразборчивостью передаваемых данных. Интервал отсчета тот же, что и остальных счетчиков, -99. Конкретные кодовые последовательности типа 3FF и 000 никогда не передаются и, разумеется, не могут быть приняты. Эти последовательности детектируются и подлежат подсчету.

Счетчики ошибок легко сбрасываются и переустанавливаются, а подсчет ошибок можно вести продолжительное время.

В приборе Digi Scope есть дополнительная функция, позволяющая воспроизводить на дисплее в виде цветных линеек уровни сигналов звукового сопровождения видеопрограммы или уровни звуковых сигналов стандарта AES/EBU в отдельных каналах. При регистрации используются разные измерительные шкалы, проградуи-рованные в пиковых или эффективных значениях (РРМ или VU). На дисплей выводится информация о четырех стереофонических сигналах (две стереопары), а также групповой сигнал звукового сопровождения по выбору оператора.

Digi Scope весьма полезен также при работе с оборудованием Sony формата Betacam. В этом случае достаточно одного соединительного кабеля, чтобы выполнить в полном объеме все процедуры мониторинга и визуального контроля видеосигнала и уровней сигналов звукового сопровождения, а также проконтролировать все процессы цифровой обработки сигналов. Скорость потока информации, заложенной в цифровых последовательных сигналах, 270 Мб/с.

Этот поток поступает на вход приемника/эквалайзера, где затем преобразуется в параллельную последовательность 10-битовых данных. Эта информация декодируется и преобразуется в компонентные сигналы: яркостный Y, дискрети-зованный с частотой 13,5 МГц и цветоразностные сигналы U и V, дискретизо-ванные с частотой 6,75 МГц. Чтобы упростить процесс фильтрации на выходе, эти компонентные сигналы в фильтре частот дискретизации подвергаются раздельной передискретизации с частотой 27 МГц. Затем фильтр нижних частот формирует на выходе аналоговые компонентные сигналы. В этот момент в сигнале Y отсутствует синхросмесь, она формируется специальным генератором, синхронизированным с цифровым опорным сигналом. Сигнал синхронизации, поступающий с этого генератора, вводится в яркостной сигнал Y.

В результате обработки компонентный сигнал (цифровой или аналоговый) поступает в цифровой преобразователь развертки растра. Формируется изображение формы волны или векторограмма с требуемым разложением формата растра, соответствующего сигналу изображения. Это обычная процедура при работе с Video Scope. На дисплее можно воспроизвести форму волны или век-торограмму, используя весь экран, либо его четвертую часть. При этом осциллограммы и векторо-граммы можно разместить в верхней или нижней части дисплея. Для прецизионных измерений и контроля в приборе предусмотрен специальный калибровочный сигнал Y,U,V, который представлен в цифровой форме, благодаря чему не требуются никакие внешние калибровочные сигналы, а точное воспроизведение формы сигналов и век-торограмм на экране дисплея гарантируется.

Digi Scope объединяется в системной конфигурации с генератором последовательных цифровых компонентных сигналов модели Hamlet Digi Gen. Этот прибор, как уже отмечалось, вырабатывает 30 различных измерительных тест-сигналов и обеспечивает функцию детектирования и диагностики погрешностей (EDL), а также генерацию сигналов звукового сопровождения.

Надо сказать, что специалистов компании Hamlet выгодно отличает постоянная готовность искать все новые и новые оригинальные технические решения. В этом - один из источников популярности аналоговых и цифровых портативных устройств этой компании. Приборы Hamlet, предназначенные для комплексных измерений и тестирования профессионального телевизионного, радиовещательного и звукового оборудования, находят всё более широкое распространение в аппаратно-студий-ных комплексах многих стран мира.

Приведу несколько (из многих!) примеров популярности контрольно-измерительных приборов Hamlet. Недавно компания получила крупный заказ от фирмы Sony, представлять которую думаю не следует - это имя хорошо знакомо даже детям. Так вот, Sony закупила у Hamlet 21 прибор Digi Scope и 30 аппаратов Stereo Scope для оснащения ими своих производственных подразделений (Sony Systems Integration) в городе Basingstoke (Англия).

Большое число измерительных приборов этих моделей уже также получили прописку и установлены в рамках проекта гигантской сети спутникового вещания на Среднем Востоке, где они используются для контроля и тестирования входящих и исходящих сигналов в аппаратных комплексах спутниковых линий связи. Надо сказать, что для таких работ аппаратура Hamlet подходит просто идеально.

Только в сентябре компанией TSI Video у Hamlet было закуплено четыре Digi Scope, пять Stereo Scope и один Video Scope. Решение о закупке именно аппаратов этой фирмы было принято после анализа оборудования компаний-конкурентов, а официальный представитель TSI Video, Mike Severyn сообщил, что: " У продукции Hamlet - неоспоримые преимущества по простоте обслуживания и гораздо более высокому качеству воспроизводимых на экране дисплея осциллограмм, векторограмм и т. д.".

Продолжая примеры этого рода, отмечу, что телевизионная компания Granada приобрела два прибора 503 Stereo Scope, еще один купила Globe Broadcast. Фирма Team 4 заказала аппарат модели 301 WVA Video Scope, a 302 WVA

Micro Scope был поставлен компании GMTV. Небольшая масса и малые размеры идеально соответствуют условиям контроля и настройки съемочного оборудования в передвижных телестанциях, прекрасно подходит этот прибор и для решения задач тестирования аппаратуры при производстве электронного монтажа программ (линейного и нелинейного) как в режиме off-line, так и в реальном времени. John Dickson, один из технических руководителей компании GMTV, так пояснил сделанный им выбор прибора: "Он выполняет именно то, что нам требуется. Мы и ранее использовали аппараты фирмы Hamlet и всегда они работали и работают без каких-либо проблем, полностью выполняя все необходимые функции. Поэтому мы совершенно не сомневались в правильности нашего выбора."