有线电视信号载频偏移范围的测量方法 【技术领域】
本发明涉及一种测量方法，更具体地说，涉及一种测量有线电视图像载频偏移范围的方法。
背景技术
有线电视图像载频的稳定度是确保全频道内有线电视系统正常有序工作的重要条件之一，因此，对于图像载频偏移范围的测量是我国广播电视行业标准中规定的一项重要指标，它反映了有线电视系统频谱工作的稳定状态。
目前，通常采用的测量图像载频偏移范围的方法主要有两种，一种是利用具有精确测量信号频率的频谱分析仪或频率计手动测量。这种测量方法的基本原理是利用频谱分析仪的扫频功能，在一定的带宽范围内找到频谱包络的峰值，该峰值与国标规定值之间的差值就是该频道图像载频的偏移值。按照国标的规定，这个偏移值不能超过±25KHz(《有线电视系统测量方法》GY/T121-95)。
上述测量方法的缺点是：它完全依赖于高精度的频谱仪或者频率计；测量结果虽然精确，但操作繁琐，设备价格也比较昂贵。
另一种方法是：利用常见的电视解调器(高频头)的自动频率调谐控制器的数字AFC指示反映图像载频的偏移范围。这种测量方法地优点是；简便，但它的缺点是：其测量精度或者准确度远远超出国标的规定。要么可测量的最小偏移值为31.25KHz，或者62.5KHz(如FI1256)；要么只能判断0～±25KHz的一些子范围内(如JS-6B系列)的偏移量，根本无法测量出图像载频偏移量是否符合国标规定的不能超过±25KHz的要求。
【发明内容】
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种测量方法简单、巧妙、测量精度高的有线电视信号载频偏移范围的测量方法。该测量方法通过非常简单的硬件电路在常见的电视信号解调器上就可以实现检测电视图像载频是否符合国家相关标准规定的不能超过±25KHz要求。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一种测量有线电视信号载频偏移范围的装置，它由电视信号解调器和微控制器构成；
所述电视信号解调器支持I2C控制操作，其调谐最小步长达31.25KHz或更小；其数字AFC指示的频率偏差分辨率至少达25KHz；
所述电视信号解调器的信号输入端与有线电视信号CATV相连，其控制端SCL和SDA通过I2C总线与微控制器的控制信号输出端(I/O口)相连。
所述微控制器通过存储于其内的程序利用I2C(SCL与SDA)总线控制所述电视信号解调器解调电视信号并读取解调完成后所述解调器的数字AFC值。
利用上述硬件装置实现有线电视信号载频偏移范围的测量方法包括以下步骤：
步骤1：由微控制器按国标规定的频道载频对应调谐本振频率控制电视信号解调器解调电视信号；
步骤2：解调完成后，读取电视信号解调器的数字AFC值；
步骤3：根据步骤2所得的AFC值查表得到对应的频率偏移范围Δf，据此Δf判断：
如果根据Δf值即可判断出该频道图像载频偏移范围是否合格，就结束测量；
如果根据Δf值不能判断出该频道图像载频偏移范围是否合格，就继续执行步骤4；
步骤4：由微控制器将步骤1中的调谐本振正向或负向偏移一个最小调谐步长fTmin后控制电视信号解调器进行电视信号的第二次解调；
步骤5：解调完成后，读取电视信号解调器的数字AFC值；
步骤6：根据步骤5所得的AFC值查表得到对应的频率偏移范围Δf，据此Δf判断：
如果根据Δf值即可判断出该频道图像载频偏移范围是否合格，就结束测量；
如果根据Δf值不能判断出该频道图像载频偏移范围是否合格，就继续执行步骤7；
步骤7：由微控制器将步骤4中的调谐本振再正向或负向偏移一个最小调谐步长fTmin后控制电视信号解调器进行电视信号第三次解调；
步骤8：解调完成后，读取电视信号解调器的数字AFC值；
步骤9：根据步骤7所得的AFC值查表得到对应的频率偏移范围Δf，根据Δf值判断该频道图像载频偏移范围是否合格，并结束整个测量过程；
总之，该测量方法根据每次调谐完成时读取的数字AFC指示，确定下一次调谐的方向或者步长；采用的是逐渐逼近图像载频真实值的方法。
因为电视解调器的数字AFC指示频率偏移范围是关于0点对称的，所以，如果有线电视信号载频偏移范围为正向，微控制器就将调谐本振正向偏移一个最小调谐步长fTmin后控制电视信号解调器进行电视信号的第二次、第三次解调；如果有线电视信号载频偏移范围为负向，微控制器就将调谐本振负向偏移一个最小调谐步长fTmin后控制电视信号解调器进行电视信号的第二次、第三次解调。
由于本发明采用了以上技术方案，即充分利用了电视信号解调器的数字AFC值与图像载频偏移量的对应关系，通过微控制器控制解调器的解调，读取解调后解调器的AFC值，从而判断出被测量图像载频的偏移量，所以，本发明阐述的测量方法简单、巧妙，无须价格昂贵的测量设备，而且测量精确度高。通过实验证明，本发明最多只需控制解调器解调三次，即可准确地测量出被测量图像载频的偏移量。
【附图说明】
图1为实现本发明测量方法的硬件电路原理框图
图2为本发明阐述的测量方法的流程示意图
图3为本发明实施例的流程示意图
【具体实施方式】
本发明阐述的测量方法是通过一个非常简单的硬件电路实现的。如图1所示，该硬件电路包括一电视信号解调器1和一个微控制器2；电视信号解调器1的信号输入端与有线电视信号CATV相连，其控制端SCL和SDA通过I2C总线与微控制器2的控制信号输出端(I/O口)相连。微控制器通过存储于其内的程序利用I2C(SCL与SDA)总线控制电视信号解调器解调电视信号并读取解调完成后所述解调器的数字AFC值。
本发明对微处理器的型号没有特殊的要求，例如，可选89C51微处理器，将微处理器的P1.0口通过I2C总线与电视信号解调器的SDA端相连，将微处理器的P1.1口通过I2C总线与电视信号解调器的SCL端相连即可。
为实现本发明，电视信号解调器1要求具有以下特征：1、其最小调谐步长要达到31.25KHz，且越小越好。2、要支持I2C总线接口操作，以便通过微控制器2(MCU)对其进行控制操作：解调信号、读取数字AFC。3、该电视信号解调器的数字AFC指示的本振频率偏移间距至少达25KHz。
表1示例了一种电视解调器的数字AFC与本振偏移(即图像载频偏移量)之间的对应关系。
表1 一种调谐器的AFC与本振偏移分布表 序号 AFC指示(二进制) 本振偏移(KHz) N 1000 ≥187.5KHz …… …… …… 4 1101 62.5 2 1110 37.5 0 1111 12.5 1 0000 -12.5 3 0001 -37.5 5 0010 -62.5 …… …… …… N+1 0111 ≤-187.5KHz
为实现本发明，微控制器2内存储有控制程序，该控制程序控制电视信号解调器1的解调并读取解调后解调器的数字AFC值。图2为该控制程序的流程框图。图3为本发明具体实施例的程序框图。
为便于说明，图2中的“√”表示图像载频偏移范围符合国标允许的偏移范围；“×”表示图像载频偏移范围不符合国标允许的偏移范围。图3中的字母“B”代表微处理器2，字母“A”代表电视信号解调器。
如图2、图3所示，本发明阐述的有线电视信号载频偏移范围的测量方法，它包括以下步骤：
为了说明清楚，我们记数字AFC指示的正向频率范围为：
0＜f1＜25＜f2＜f3Λ (1)
(1)式中f1、f2与f3的间距最小应达到25KHz。另外，记电视信号解调器的最小调谐步长为fTmin，该值应达到31.25KHz或更低；(1)式可以改写成：
0＜f1＜(fTmin-f1)＜25＜fTmin＜f2＜f3K (2)
步骤1：由微控制器按国标规定的频道载频对应调谐本振频率控制电视信号解调器解调电视信号；
步骤2：解调完成后，读取电视信号解调器的数字AFC值；
步骤3：根据步骤2所得的AFC值查表得到对应的频率偏移范围Δf，据此Δf判断：
如果Δf∈(0，f1)则该频道图像载频偏移范围合格即“√”，结束测量；
如果Δf∈(f1，f2)，不能确定此时的图像载频偏移量是否合格，则进入步骤4继续测量；
如果Δf∈(f2，f3)或其它值时，则该频道图像载频偏移范围不合格即“×”，结束测量；
步骤4：由微控制器将步骤1中的调谐本振正向偏移一个最小调谐步长fTmin后控制电视信号解调器进行电视信号的第二次解调；
步骤5：解调完成后，读取电视信号解调器的数字AFC值；
步骤6：根据步骤5所得的AFC值查表得到对应的频率偏移范围Δf，据此Δf判断：
如果Δf∈(f1-fTmin，-f1)，则表示该频道图像载频偏移范围为：(f1，fTmin-f1)，符合国标规定即“√”，结束测量；
如果Δf∈(-f1，0)，则表示该频道图像载频偏移范围为：(fTmin-f1，fTmin)，不能确定该频道图像载频偏移量是否合格，则进入步骤7，即继续测量；
如果Δf∈(0，f2-fTmin)则表示该频道图像载频偏移范围为：(fTmin，f2)，不符合国标规定即“×”，结束测量；
步骤7：由微控制器将步骤4中的调谐本振再正向偏移一个最小调谐步长fTmin后控制电视信号解调器进行电视信号第三次解调；
步骤8：解调完成后，读取电视信号解调器的数字AFC值；
步骤9：根据步骤7所得的AFC值查表得到对应的频率偏移范围Δf，据此Δf判断：
如果Δf∈(-f1-fTmin，25-2×fTmin)，则表示该频道图像载频偏移范围为：(fTmin-f1，25)，符合国标规定即“√”，停止测量；
如果Δf∈(25-2×fTmin，-fTmin)，则表示该频道图像载频偏移范围为：(25，fTmin)，不符合国标规定即“×”，停止测量；至此，整个正向偏移判断结束。
上述方法讨论了有线电视信号载频偏移范围为正向的情况；当偏移范围为负向时，改变上述调谐本振的偏移方向，即将步骤4和步骤7中的调谐本振负向偏移一个最小调谐步长fTmin，本方法仍然使用，因为数字AFC指示的频率偏移范围是关于0点对称的。
为了比较具体的说明本方法，我们以表1所示的电视信号解调器为例，且只讨论偏移量为正值，即序号为双数的情况，对于序号为奇数的情况，本方法在注意改变调谐本振偏移方向后仍然适用。本方法的测量过程如图3所示，具体步骤如下所述：
(1)由微控制器2(图中用符号B表示)按国标规定的频道载频对应调谐本振频率控制电视信号解调器1(图中用符号A表示)解调电视信号(此时可以借助相应的监视器观察解调效果)。解调完成后，读取电视信号解调器1的数字AFC值。如图3的步骤1所示。
(2)如果此时电视信号解调器1的AFC值为1110(步骤3)，则进入下一个步骤(步骤5)。如果此时电视信号解调器1的AFC值是1110以外的其他值时(步骤2和4)，则结束本次测量。因为，当AFC值为1111(步骤2)时，则表示图像载频偏移范围为0～12.5KHz，符合国标允许的偏移范围；当AFC值为1101(步骤4)时，则表示表示图像载频偏移范围为37.5～62.5KHz，不符合国标允许的偏移范围；当AFC值不是1111或1110或1101时，则表示表示图像载频偏移范围至少大于62.5KHz，远不符合国标相关规定。
(3)由微控制器2将步骤1中的调谐本振正向偏移一个该调谐器所能支持的最小调谐步长后控制电视信号解调器1进行电视信号的第二次解调。解调完成后，读取电视信号解调器1的数字AFC值。如图3的步骤5所示。
(4)如果此时电视信号解调器1的AFC值为0000(步骤7)则进入下一个步骤(如图2步骤9)。如果此时的AFC值为0000以外的其他值时，则结束本次测量。因为，当AFC值为0001(步骤6)时，则表示图像载频偏移范围为12.5～18.75KHz，符合国标允许的偏移范围；当AFC值为1111(步骤8)时，则表示表示图像载频偏移范围为31.25～37.5KHz，不符合国标允许的偏移范围；当AFC值为0000(步骤7)时，则表示表示图像载频偏移范围为18.75～31.25KHz，有部分不符合国标相关规定，需要进入下一个步骤进行细分(如图3步骤9)。
(5)由微控制器2将步骤3中的调谐本振正向偏移一个最小调谐步长后控制电视信号解调器1进行电视信号第三次解调。解调完成后，读取电视信号解调器1的数字AFC值。如图3所示的步骤9。
(6)此时电视信号解调器1的AFC值只可能为0010(步骤10)或0001(步骤11)两种情况。当AFC值为0010(步骤10)时，则表示图像载频偏移范围为18.75～25KHz，符合国标允许的偏移范围；当AFC值为0001(步骤11)时，则表示表示图像载频偏移范围为25～31.25KHz，不符合国标允许的偏移范围。至此整个判断结束。
上述方法具体讨论了有线电视信号载频偏移范围为正向的情况；当偏移范围为负向时，改变上述调谐本振的偏移方向，本方法仍然适用。本发明根据每次调谐完成时读取的数字AFC指示，确定下一次调谐的方向或者步长。采用的是逐渐逼近图像载频真实值的策略。
上述方法中讨论的数字AFC的取值都为二进制。根据不同的品牌或型号，其取值可能会有变化，但本方法的原理仍然适用。
从上面的讨论并联系表1我们可以看出：本方法实际上把该调谐器的数字AFC指示低端±12.5KHz～±37.5KHz范围一分为四：±12.5KHz～±18.75KHz～±25KHz～±31.25KHz～±37.5KHz，既提高了电视信号解调器的数字AFC的分辨率，又巧妙地测量出了有线电视信号图像载频偏移范围，为电视信号维护工程实际找到了一条切实可行的简易办法。
纵上所述，本发明充分利用了电视信号解调器的数字AFC值与图像载频偏移量的对应关系，通过读取解调后解调器的AFC值，即可判断出被测量图像载频的偏移量，所以，本发明阐述的测量方法简单、巧妙，无须价格昂贵的测量设备，而且测量精确度高。
利用本发明阐述的测量方法，借助相应硬件电路支持，成功开发出了图像载频偏移判决器。该判决器测量的偏移范围与HP8591C(专业的高级有线电视分析器)的测量结果一致，如表2所示。这充分证明了，本发明的正确性。
表2 用HP8591C验证本发明的测量结果记录表
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此。任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。