在數字視頻中，為了便于數字信號的遠距離傳輸，將并行數據轉換成串行數據，經電纜驅動器通過電纜傳輸給接收端。SDI就是這種串行數據接口的簡稱。本文以1080i/50系統為例，對HD-SDI的原理做簡單的闡述，著重介紹其檢測方法。

一、HD-SDI的構成、傳輸及接收

1.HD-SDI的構成

圖1 HDTV的并聯-串聯的轉換

高清的亮度信號（Y）的帶寬是30MHz,色差信號（CB、CR）的帶寬是亮度信號帶寬的一半，也就是15MHz.根據取樣定理，取樣頻率必須在帶寬的2倍以上。廣電部門規定Y信號的取樣頻率為74.25MHz,CB、CR信號的取樣頻率為37.125MHz,量化位數為10比特（1024階調）。這就意味著用74.25MHz取樣的話，Y信號、CB、CR信號各取樣一次就行。也就是說一個樣點包含了二個分量數字信號（CB,Y）或（CR,Y），數據寬度為20比特。將此數據轉換為串行數據，即構成串行傳輸信號，其傳輸速率為：74.25MHz × 20 = 1.485Gb/s

圖1是HDTV的并行--串行轉換，HD-SDI信號里，除了有效視頻信號之外，在視頻信號消隱區間里還疊加有其他信息。如有效視頻的起始點和終止點EAV/SAV、行數信息LN、冗余校正嗎CRC、輔助數據ANC等信息。

2.HD-SDI的傳輸

圖2 SDI信號發送

由于HD-SDI的傳輸速率高達1.485Gb/s,其頻譜分布一般在4GHz以上，所以在HD-SDI信號傳輸時必須使用高頻衰減較少的特性阻抗75Ω專用電纜，否則將無法正確接收數字信號。對于短距離電纜，頻率特性幾乎是平坦的；對于長距離電纜，頻率越高衰減量增大。評估電纜所能傳輸的最大距離為頻率750MHz時，電纜衰減量為20dB的長度，大約為110m.最大長度還和輸出端信號的幅度、抖動量、接收端的均衡能力有關。目前，所使用的電纜一般為Belden1694A或5CFB.為了便于電纜傳輸，HD-SDI信號通過電纜驅動器（數據率在SD-SDI時270Mb/s,驅動75Ω的電纜），由輸出端輸出（如圖2所示）。

3.HD-SDI的接收

圖3 SDI信號接收

在接收數據信號中，由于電纜的高低頻衰減不同，SDI信號電平幅度減少，同時SDI信號的高次諧波分量減少更多，造成眼圖的開口率下降，甚至接近為0.為了正確的恢復"0"和"1"的數字信號。接收到的數據信號需要通過電纜均衡器進行波形整形，整形后的SDI信號通過時鐘信號、PLL（鎖相）、實時串并行轉換，復原視頻信號和伴音信號及其他附加信息（如圖3所示）。

二。 HD-SDI監測方法

1.接收狀態監視

可以在高清信號示波器上測量和監視以下信號：

SIGNAL-監視SDI信號的有無

FORMAT–監視是否能對應的視頻格式

TRS–監視EAV和SAV的位置是否正常

LINE NUMBER–監視HD-SDI線數

RESERVED–監視是否超出TRS及ADF的規定標準

LEVEL–監視視頻信號數據的電平

GAMUT–監視YCBCR信號的電平范圍

BCH–嵌入伴音信號的糾錯碼

AUDIO–監視音頻數據包的連續性（DBN字碼）

CHANNEL–表示SDI信號中多重伴音的通道

REFERENCE–監視SDI信號和外部同步信號的關系

CABLE LENGTH–將SDI信號的強度換算成電纜長度進行表示

ERROR COUNT–計算監視設定項目的錯誤數

2.眼圖顯示和抖動測試

眼圖和抖動測試是檢查設備HD-SDI輸出信號的幅度大小及信號質量。眼圖測試時所使用的電纜為HD-SDI專用電纜，如Belden1694A或5CFB.如圖4和圖5所示。

圖4 眼圖的測定

測定條件

–機器輸出的連接電纜在2M以內

測定項目

–振幅：除去上過沖、下過沖的部分

–抖動：測試交叉點的寬度

–抖動單位：UI（Unit Interval）

–上升、下降時間：在振幅的20%~80%處進行測定

–時間抖動：SDI信號全部的抖動

–校準抖動：以SDI信號中生成的CLK作為基準的抖動值

–低頻率抖動：從時間抖動減去校準抖動

圖5 抖動的頻率范圍

3.相位檢波方式測量抖動

利用眼圖來測試SDI信號的抖動有一定的局限性，例如，10Hz以上的抖動量非常大時，眼圖的開口率變小，當眼睛幾乎快閉上時，眼圖中心部交叉點寬度幾乎無法測試。或者通過電纜遠距離傳輸后，由于電纜的衰減，眼圖幅度變小，眼圖線變粗，上升時間、下降時間延長，導致眼圖開口率變小，甚至為零。此時，抖動測試誤差不僅增大，甚至無法測試。

為了解決這一問題，我們提出了利用相位檢波方式來測量抖動的功能。所謂相位檢波方式是測定時基信號與被測信號的相位差，將相位差換算成時間作為抖動量，相位檢波方式的優勢在于即使不能形成眼圖也可以測量1UI以上的抖動。在傳送途中也可測量，將抖晃輸出接到頻譜分析器上，可觀測到抖動的頻率分布。

4.疲勞實驗和系統余量

HD-SDI的特點是即使系統上存在有潛在的問題或者系統的可靠性有所下降，但是它的誤碼監視沒有任何變化，也就是說我們無法發現這種潛在問題。因此，需要通過疲勞實驗，測試系統的可靠性和系統余量，保證系統的安全。