【编者按】2010-07-09发布并实施的行业标准《标准清晰度电视数字视频通道技术要求和测量方法》开始为各级电视台所应用，其中“5.1.4”和“5.1.5”节所给出的“用于测量非线性失真的波形生成原理”十分难于理解。这里特邀主要起草人借此栏目发文，以飨读者。
曲瑞庆 薛频
北京电视台
【内容摘要】 色域转换系统非线性失真的测量是困扰业内多年的问题，常规方法所测得的色域转换系统非线性失真数据远远超出相关标准所限定的数值。为什么呢？本文将对产生的原因提出个人的观点供同行参考。
【关键词】 非法无效信号 非线性失真 色域转换 限幅
常规非线性失真的测试方法是给被测系统输入一个用于测试非线性失真的5阶梯信号，在被测系统的输出端或通过波形监视器显示的5阶梯信号各阶梯的数据计算出非线性失真值；或通过视频测试仪器（VM700）直接读取被测系统的非线性失真值。但上述常规测试方法不适合分量信号Y、Pb、Pr与分量信号R、G、B相互转换的系统。因为采用常规方法测出的被测系统非线性失真值远远超过相关标准所限定的数值，该数据已不能真实的反映被测系统非线性失真的特性。特别是被测系统输出的5阶梯信号波形相对于输入的5阶梯信号波形产生了严重的波形畸变。很显然，根据该畸变波形计算出的非线性失真数值不准确，这是为什么呢？
图1中给出了分量信号Y、Pb、Pr与分量信号R、G、B相互转换系统各点的信号波形。
图1中A波形是给被测系统输入的5阶梯测试信号，信号从0mv依次递增140mv至700mv。B波形是被测系统经色域转换后的波形。使用波形监视器在分量信号R、G、B模式下读取各信号的幅值数据，R信号峰-峰值1678mv；G信号变形；B信号峰-峰值1935mv。显然，分量信号R、G、B的波形发生了很大变化，特别是分量信号R、B的电平峰-峰值远远大于视频信号的标称值，产生了非法无效信号。C波形是经系统限幅后得到的，分量信号R、B中，大于视频信号标称值及小于0mv电平的部分被限幅电路切去。D波形是将限幅后得到的R、G、B信号还原的5阶梯信号。从信号波形的形状看出，该信号与输入信号的形状相差甚远。测试仪器根据这一波形计算出的非线性失真数据很大。这一数据是被测系统的非线性失真吗？显然不是。那么，如此大的非线性失真是怎么产生的呢？
通过如下公式计算可以得到答案。
将5阶梯分量信号Y、Pb、Pr各阶梯脉冲数据代入到公式(1)(2)(3)中，根据这些数据计算出分量信号R、G、B各阶梯脉冲对应Er、Eg、Eb的数据，并根据计算出的数据绘制出图2。
上面数据的单位均为mv。
经过比对发现，分量信号Y、Pb、Pr和分量信号R、G、B波形的实测数据与计算得到的数据非常接近。这证明在分量信号Y、Pb、Pr变为分量信号R、G、B过程中，非法无效信号的产生并非被测通道所致，是换算关系所造成的。在被测的诸多系统中，由分量信号R、G、B还原为分量信号Y、Pb、Pr前，被测系统都要对信号进行限幅处理，即将小于零毫伏阶梯电平和大于700毫伏阶梯电平切去，其它阶梯电平幅值不变。形成图1中C波形。图1中C波形是限幅后的分量信号R、G、B，该信号还原成分量信号Y、Pb、Pr后就形成了图1中D波形。
将限幅后的各阶梯脉冲数据代入上面公式(1)(2)(3)中，计算出如下数据，并根据这些数据绘制图3。
(Ey)1=218.951 (Pb)1=-123.56 (Pr)1=-156.17
(Ey)2=213.668 (Pb)2=-120.58 (Pr)2=-152.4
(Ey)3=280.043 (Pb)3=-68.309 (Pr)3=-70.64
(Ey)4=420.08 (Pb)4=76.14 (Pr)4=69.84
(Ey)5=485.158 (Pb)5=121.24 (Pr)5=153.24
(Ey)6=479.288 (Pb)6=124.56 (Pr)6=157.43
上面数据的单位均为mv。
经比较发现，图3的波形与图1D的波形基本一样。
因此我们得出这样的结论，色域转换系统输出端所测非线性失真的数据不是系统本身产生的，产生的原因是换算和限幅造成的。
根据图3所示波形，测试仪器是无法计算出准确的非线性失真数据，也就是说，测试仪器所示数据不能代表被测系统的非线性失真值。
综上所述，我们可以从上面实测和计算结果得出这样的结论，只要系统中有色域转换，即分量信号Y、Pb、Pr变换为分量信号R、G、B，最终又还原为分量信号Y、Pb、Pr，输出信号肯定会产生严重的波形畸变，而这些波形畸变会将会影响被测系统非线性失真指标的准确性。B&P