几种典型电视信号的频谱分析

数字电视信号指标数字电视信号指标是评估数字电视信号质量和性能的一组参数。

在数字电视广播中，通过使用这些指标来确保信号的可靠接收和高清晰度的视频和音频传输。

本文将介绍几个常用的数字电视信号指标。

1. 信号强度信号强度是指接收器接收到的信号的功率。

它通常以dBm为单位表示。

数字电视信号的合适信号强度范围是-60 ~ -20 dBm，这取决于地理位置、天线类型和其他环境因素。

信号强度太弱可能导致图像和声音的质量下降，甚至无法接收。

2. 信噪比信噪比是指信号与背景噪声之间的比率。

它以dB为单位表示。

较高的信噪比表示信号较强且噪声较小，这有助于提高图像和音频的质量。

广播电视频道通常要求至少有一定的信噪比，以确保清晰度和可靠性。

3. 谱效率谱效率是指数字电视信号在频谱带宽中所能达到的信息传输速率。

它以bits/s/Hz为单位表示。

谱效率的提高可以实现更高的数据传输速率，从而支持更多的频道和更高的分辨率。

4. 位错误率位错误率（BER）是指在数据传输过程中发生的错误位数与总位数之比。

它通常以10的负指数形式表示。

较低的BER表示较小的传输错误，有助于提高信号的可靠性和数据的完整性。

5. 图示质量图像质量是指数字电视信号传输的图像清晰程度和准确性。

图像质量可以通过分辨率、色彩饱和度、对比度和图像噪声等因素来评估。

高质量的图像通常具有清晰度高、细节丰富和色彩准确的特点。

6. 音频质量音频质量是指数字电视信号传输的音频的清晰度和真实性。

音频质量可以通过音频的频率响应、失真和噪声等因素来评估。

高质量的音频通常具有清晰度高、音质逼真的特点。

7. 多路径干扰多路径干扰是指信号在传输过程中由于反射、折射和绕射等原因引起的多个信号路径导致的干扰现象。

多路径干扰会导致信号的衰减和迟滞，从而影响信号质量和可靠性。

8. 信道容量信道容量是指数字电视信号传输的最大数据传输速率。

它受到信道带宽、信号干扰和噪声等因素的影响。

提高信道容量可以实现更高的数据传输速率和更多的频道。

高分辨率频谱分析算法实现【摘要】随着电子技术的迅速发展，信号处理已经深入到很多的工程领域，信号频域的特征越来越受到重视。

在信号通信、雷达对抗、音频分析、机械诊断等领域，频谱分析技术起到很大的作用。

基于数字信号处理（DSP）技术的频谱分析，如果采用传统的快速傅里叶（FFT)算法则只能比较粗略的计算频谱，且分辨率不高；但是采用频谱细化技术就能对频域信号中感兴趣的局部频段进行频谱分析，就能得到很高的分辨率.常见的方法有基于复调制的ZoomFFT 法、Chirp-Z 变换、Yip—ZOOM 变换等，但是从分析精度、计算效率、分辨率、灵活性等方面来看，基于复调制的ZoomFFT 方法是一种行之有效的方法。

实验结果表明该方案具有分辨率高、速度快的特点，具有较高的工程应用价值.【关键字】频谱分析;频谱细化;Z变换【Abstract】With the rapid development of electrical technology, signal processing has been widely used in many engineering fields and special attention has been paid to the characteristic of signal frequency。

The spectrum analyzer technology takes a great part in the fields like signal communication, rador countermeasures, audio analysis, mechanism diagnose。

Based on digital signal processing (DSP）technology，the spectrum analysis system, while the use of the fast Fu Liye traditional (FFT) algorithm can calculate the frequency spectrum is rough，and the resolution is not high; but using spectrum zoom technique can analyze the frequency spectrum of the local frequency segment interested in frequency domain signal，can get very high resolution。

频谱分析仪可以测量哪些信号频谱分析仪是一种用于测量信号频谱的仪器。

它可以将信号分解成不同频率的成分，并以图形的形式显示出来，方便工程师、技术人员对信号质量进行分析和优化。

那么，频谱分析仪可以测量哪些信号呢？下面我们来一一介绍。

1. 电子信号电子信号是指经过电子设备、线路等传输的信号，例如模拟信号、数字信号等等。

频谱分析仪可以通过对这类信号的采样和处理，将波形转换为频谱图，进而对信号的性质进行分析。

2. 无线电信号无线电信号是指通过无线电波传输的信号，例如无线电广播、电视信号、移动通信等。

频谱分析仪可以通过对这类信号的接收与解调，将其转换为频谱图，方便对信号特性进行调查和分析。

此外，频谱分析仪还可以分析无线信号的干扰、频道选择、调制方式等。

3. 声音信号声音信号是指由声音波形转化成电信号后经过传输的信号，例如录音信号、通话信号等。

频谱分析仪可以将声音信号转换为频谱图，分析音调、频率、声音压力等参数，还可以检测共振、谐波等现象，对声音信号的质量进行评估。

4. 光学信号光学信号是指通过光学传输的信号，例如光纤通信、激光测量、光学传感等。

频谱分析仪可以通过解读光学信号的峰值和谷值，分析光学信号的频率和波长，检测光学信号的失真和噪声等，对于光学传输的质量进行评估和优化。

5. 生物信号生物信号是指人体生理和生化活动所产生的信号，例如脑电波、心电信号、血氧信号等。

频谱分析仪可以通过对这些生物信号的采集和分析，了解人体内部保存信息的状态，帮助诊断疾病、监测病情、寻找治疗方案等。

总结以上是频谱分析仪可以测量的信号类型，无论是电子信号、无线电信号、声音信号、光学信号还是生物信号，都可以通过频谱分析仪来分析和优化。

虽然各个信号类型特性不同，但对于工程师、技术人员来说，频谱分析仪是一款必不可少的仪器，对于技术研究、质量控制、诊断治疗等方面都能起到较大的帮助。

信号处理中的频谱分析方法比较研究概述频谱分析是信号处理领域中常用的一种技术，用于研究信号的频率和幅度特征。

在实际应用中，有多种频谱分析方法可供选择。

本文将比较几种常见的频谱分析方法，包括傅里叶变换（FFT）、短时傅里叶变换（STFT）、Gabor变换和小波变换。

将分析各个方法的原理、优缺点及适用场景，旨在为信号处理研究者和工程师提供选择合适方法的指导。

傅里叶变换（FFT）傅里叶变换是信号处理中最常用的频谱分析方法之一。

它将信号表示为不同频率的正弦和余弦波的叠加，通过在频域提取信号的频率分量。

优点是简单易懂且计算效率高，适用于稳态信号。

但是，傅里叶变换需要处理整个信号，对于非稳态信号和瞬态信号可能无法提供准确的频谱分析结果。

短时傅里叶变换（STFT）为了克服傅里叶变换的不足，短时傅里叶变换（STFT）应运而生。

STFT将信号分成多个短时片段，并对每个片段进行傅里叶变换，从而获得信号在时间和频率上的局部特征。

这使得STFT适用于非稳态信号和时变信号的频谱分析。

然而，STFT的时间和频率分辨率之间存在一个折衷关系，高频率分辨率意味着低时间分辨率，反之亦然。

Gabor变换Gabor变换是一种时间-频率分析方法，它结合了傅里叶变换和瞬态分析。

Gabor变换通过使用窗函数在时间域上局限信号，然后通过傅里叶变换获得频域特性，从而提供了更好的时间和频率分辨率。

Gabor变换适用于非稳态信号和时变信号，具有较好的谱线分离能力，但计算复杂度较高。

小波变换小波变换是一种非平稳信号分析的有效工具。

与傅里叶变换和短时傅里叶变换相比，小波变换可以提供更好的时频局部化特性。

小波变换使用不同的基函数进行多尺度分解，将信号分解为各个频带，并提供不同频率和时间分辨率的频谱信息。

小波变换适用于非稳态信号、时变信号和具有突变特性的信号。

方法比较和适用场景综上所述，不同的频谱分析方法在时间和频率分辨率、计算复杂度、局部化能力等方面有所差异。

.数字电视的主要测量技术指标1.1.1引言我们要准确把握数字电视传输网络质量的好坏，应该分三步。

第一步：对平均功率，MER,BER这三个指标进行测量。

MER、BER测量门限（实际经验总结）第二步：当这些指标恶化的时候，应该对其它指标进行详细的测量，判断造成网络质量恶化的原因。

因为MER的恶化是最主要的因素，它将直接导致BER的下降并最终影响用户接收机的接收效果。

所以因主要测试调制质量参数，找出问题原因。

调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。

其中调制误差率反映了调制的总体质量；载波抑制、幅度不平衡等反映调制中可能引起误差的主要原因；RS解码前误码率则反映了整个信道的可靠性的性能。

对数字调制的直接测量是找到信号失真源头的有用工具。

调制质量的估价是放在数字解调之后，自适应均衡器附近.第三步：利用星座图进行逐级排查。

当然我们一般的测试工作只需要做第一步就可以，当网络有问题的时候做第二，三步；而且绝大多数时候我们第二，三步是同时进行的。

建议即使网络正常也因该定时在网络前端执行第二，三步操作便于防范问题于未然。

1.1.1.平均功率1.1.1.1.数字信号电平和模拟信号电平的区别因为模拟电视图像内容是通过幅度调制来传送的，图像的内容是随时变化的，所以模拟电视的信道的功率取决于图像内容，根据图像的内容的不同，信道功率不断的变化。

由于模拟电视行/场同步脉冲电平相对稳定，故我们把测量峰值电平作为判别模拟电视信号强弱的测量标准。

所有的数字调制信号都有类似噪声的特性，信号在调制到射频载波之前被进行了随机化处理，所以当发送一个数字信号时，无论它是否传送数据，在频域中观察一般都是相同的。

而且在频域中观察这样的信号通常也说明不了有关的调制方式，例如是QPSK，16QAM，还是64QAM，它只能说明信号的幅度、频率、平坦度、频谱再生等等。

噪声信号的最大响应与噪声信号的功率没有关系。

DVB数字电视常见信号指标解释1. 平均功率与峰值电平峰值电平在模拟电视⼴播时⽤于表征频道信号电平强弱。

模拟电视信号是单极性、不对称的，即电视信号有⼀个固定⿊⾊参考电平，⽐⿊⾊亮的信号处在⿊⾊电平线⼀边，同步脉冲处在另⼀边。

单极性调制载波，有两种⽅式：①正极性调制指亮度增加时载波幅度增⼤，同步脉冲始终对应发射功率最⼩值；②负极性调制指亮度增加时载波幅度减⼩，同步脉冲对应发射功率最⼤值。

负极性调制由于具有受⼲扰⼩等优点，我国和世界⼤多数国家都采⽤负极性调制。

测量模拟电视信号电平，使⽤频谱分析仪在规定带宽/300KHz对信号同步脉冲的峰值电平进⾏测量，并以此作为判别信号强弱的标准。

因为这⾥集中了信号在频道内的主要能量（超过98%），所以可以认为对载波同步脉冲的测量可代表信号在测量频道内的电平值。

在⼯程维护过程中，国内通常使⽤模拟电视场强仪测量频道电平强弱，测量时场强仪的接收通道调谐于图像载波频率，场强仪的RBW带宽为300kHz，由于图像载波电平随图像内容的变化⽽变化，所以场强仪采⽤峰值保持采样的⽅法测量图像载波峰值电平，通过换算可近似表征频道电平的强弱。

平均功率在数字电视⼴播时⽤于表征频道信号功率强弱，也称信道功率，与模拟电视峰值电平概念和测量⼿段完全不同。

数字调制信号类似噪声，信号在调制到射频载波前被进⾏了随机化处理。

⼀个数字载波信号，⽆论是否调制了数据，在频域观察时⼀般是相同的。

⽽在频域中观察通常也说明不了调制⽅式是QPSK、16QAM、64QAM等，只能表征信号幅度、频率、平坦度、频谱再⽣等信息。

由于数字信号以噪声形式出现，但它更像随机加⼊到频域测试设备中的⼀组组脉冲，所以采⽤平均功率判定信号强弱。

数字电视信号平均功率不随调制内容的变化⽽变，平均功率和最⼤响应没有关系。

数字电视频道平均功率和带宽有关，带宽越宽信道平均功率越⾼。

模拟电视场强仪只对RBW带宽300kHz内的窄带峰值信号进⾏采样，完全不能表征在宽带（如数字电视8MHz）内的能量，仅当该数字频道的带内平坦度相当好时可以近似换算。

信号频谱分析摘要：信号频谱分析就是利用MATLAB实现快速傅里叶变换的分析的方法，通过DSP数字信号处理器对实时采集到的信号进行FFT运算后实现时域与频域的转换，频谱分析主要分析信号是由哪些频率的正弦信号叠加得到的，以及这些正弦信号的振幅，所以FFT运算结果反映的是频域中各频率分量幅值的大小。

关键词：MATLAB、傅里叶变换、频谱分析。

一、引言信号的频谱分析的主要是求出时域描述相对应的频域描述，从中找出信号频谱的变化规律，已达到特征提取的目的。

不同信号的傅里叶分析理论与方法有差别，目前常用的是FFT分析法，在特定的时间段中队时域信号进行FFT变换，得到频域信息并获取相对于频率的幅度、相位信息，适用于非周期信号和持续时间很短的瞬态信号的频谱测量。

二、实验设计思想先将实时信号的采样值送入DSP系统，DSP程序对这些采样值进行FFT变换，经运算求出对应的信号频谱数据，并将结果送到PC机屏幕上进行显示，使DSP硬件系统完成一台信号频谱分析仪的功能，如下流程所示：在A/D端加入输入信号→装在并运行FFT程序→读入AD采样值→进行FFT运算求信号的DFT→将计算结果送入PC机→显示时域信号及频谱图1、实验原理说明一个模拟信号，经过ADC采样之后，就变成了数字信号。

采样定理告诉我们，采样频率要大于信号频率的两倍。

采样得到的数字信号，然后做FFT变换。

N个采样点，经过FFT之后，就可以得到N个点的FFT结果。

为了方便进行FFT运算，通常N取2的整数次方。

假设采样频率为Fs，信号频率F，采样点数为N。

那么FFT之后结果就是一个为N点的复数。

每一个点就对应着一个频率点。

这个点的模值，就是该频率值下的幅度特性。

若原始信号的峰值为A，那么FFT的结果的每个点（除了第一个点直流分量之外）的模值就是A 的N/2倍。

而第一个点就是直流分量，它的模值就是直流分量的N 倍。

而每个点的相位就是在该频率下的信号的相位。

第一个点表示直流分量（即0Hz），而最后一个点N的再下一个点（实际上这个点是不存在的，这里是假设的第N+1个点，也可以看做是将第一个点分做两半分，另一半移到最后）则表示采样频率Fs，这中间被N-1个点平均分成N等份，每个点的频率依次增加。

33O U TI ON职业教学研究TEACHI N G RES EARCH在《电视机原理》的教学过程中，笔者发现几个问题是学生难以掌握和接受的。

一方面是这些问题的确难理解，另外一方面是所用教材（高教版，李伟辉主编）没有对这些难点作详细的介绍。

我在多年的教学实践中，对这些问题进行了较深入的研究和探讨，下面谈谈自己的理解和认识。

一、在全电视信号中为什么要加槽脉冲和均衡脉冲，这些脉冲有什么作用这个问题课本讲得比较少，课本上所画的全电视信号的波形图也不容易看明白。

有些老师讲到这里就是“糊涂官打糊涂百姓”，糊里糊涂混过去，或者干脆不讲这两个概念，学生更是一头雾水。

我认真地重新画了一下全电视信号的波形图，比较了不加槽脉冲和均衡脉冲时的波形《电视机原理》课难点剖析李旭波（中山高级技工学校广东中山528403）摘要关键词最高频率的估算方法中频信号频谱图波形对比本文对槽脉冲、均衡脉冲、视频信号的最高频率及中放特性曲线这几个难点进行了较透彻的分析。

图1图，解决了这个疑难问题。

具体情况是这样的：如果全电视信号中不加这两种脉冲，那么在场同步脉冲作用的2.5行时间内，是没有行同步信号的，在此期间行扫描电路就失去控制而可能造成不同步，一直要等到场同步脉冲过后，行同步出现时，才会逐渐恢复同步。

这将会使场同步过后的若干行不同步，造成还原的图像上方产生扭曲。

为此必须对场同步脉冲开槽。

但如果只是简单地按行同步周期开槽，如图所示，奇数场的同步图2信号离前一个行同步的时间是1H 时间，而偶数场的同步信号离前一个行同步信号的时间是H /2，如果直接将这样的信号输入到场积分电路，前沿到达时，积分电容上得到的起始电压不同。

而且奇数场槽脉冲相对场同步信号的前沿是1H ，而偶数场槽脉冲相对场同步信号的前沿是H/2，所以相邻两场同步，信号经场积分电路后输出的波形中形成的小凹也相差半行。

如图2所示，设场振荡的触发电平为V ，由于采用的是隔行扫描，那么相邻两场的触发时间就会相差△t ，这样就不能保证正确的还原图像。

数字传输几种常用的调制方式一、残留边带调制（VSB）残留边带调制VSB是一种幅度调制法（AM），它是在双边带调制的基础上，通过设计适当的输出滤波器，使信号一个边带的频谱成分原则上保留，另一个边带频谱成分只保留小部分（残留）。

该调制方法既比双边带调制节省频谱，又比单边带易于解调。

目前，美国A TSC数字电视地面传输采用的就是残留边带调制方式。

根据调制电平级数的不同，VSB可分为4-VSB、8-VSB、16-VSB等。

其中的数字表示调制电平级数。

如8-VSB，表示有8种调制电平，即+7，+5，+3，+1，-1，-3，-5，-7。

这样每个调制符号可携带3比特信息。

残留边带调制优点是技术成熟，便于实现，对发射机功放的峰均比要求低；不足的是抗多经和符号间干扰所需的均衡器相当复杂。

由于VSB抗多径，尤其是动态多径的能力差，迄今为止，A TSC只将其用于地面传输的固定接收和部分地区的便携接收。

二、编码正交频分复用调制（COFDM）正交频分复用是一种多载波调制方式。

编码的正交频分复用就是将经过信道编码后的数据符号分别调制到频域上相互正交的大量子载波上，然后将所有调制后信号叠加（复用），形成OFDM时域符号。

由于正交频分复用是采用大量（N个）子载波的并行传输，因此，在相等的传输数据率下，OFDM时域符号长度是单载波符号长度的N倍。

这样其抗符号间干扰（ISI）的能力可显著提高，从而减轻对均衡的要求。

由于OFDM符号是大量相互独立信号的叠加，从统计意义上讲，其幅度近似服从高斯分布，这就造成OFDM信号的峰均功率比高。

从而提高了对发射机功效线性度的要求，降低了发射机的功率效率。

目前，欧洲数字电视地面传输标准DVB-T中采用的就是COFDM。

由于COFDM调制抗动态多径干扰能力强，使得其既可用于地面传输固定接收，而且可以用于便携和移动接收。

在我国数字电视地面广播上海试验区，公交920路进行的测试表明，即使在城区多径丰富的地区，接收效果也良好。

广播电视信号频谱结构和频道（以我国电视标准为参数）我国规定的开路电视信号一共划分为68 个频道，目前由广播电视使用的只有 1~48 频道，其中第五频道已划给调频广播使用（表 07-03-4 ）。

表 07-03-4 我国电视频道划分频 图像载伴音载中心频率频段频频带道频1 49.75 56.25 48.5~56.5 52.5257.75 64.25 56.5~64.5 52.5VHF365.75 72.25 64.5~72.5 52.5I477.25 83.75 76~84 805 85.25 91.75 84~92 88FM 87~108 (75M)6 168.25 174.75 167~175 1717176.25182.75175~183179VHFⅢ184.25 190.75 183~191 18789 192.25 198.75 191~199 19510200.25206.75199~20720311208.25214.75207~21521112216.25222.75215~223219 (247M)13471.25477.75470~47847414479.25485.75478~48648215487.25493.75486~49449016495.25501.75494~50249817503.25509.75502~51050618511.25517.75510~518514UHFⅣ19519.25525.75518~52652220527.25533.75526~53453021535.25541.75534~54253822543.25549.75542~55054623551.25557.75550~55855424559.25565.75558~566562(40M)UHF25607.25613.75606~614610Ⅴ26615.25621.75614~62261827623.25629.75622~63062628631.25637.75630~63863429639.25645.75638~64664230647.25653.75646~65465031655.25661.75654~66265832663.25669.75662~67066633671.25677.75670~67867434679.25685.75678~68668235687.25693.75686~69469036695.25701.75694~70269837703.25709.75702~71070638711.25717.75710~71871439719.25725.75718~72672240727.25733.75726~734730 41735.25741.75734~742738 42743.25749.75742~750746 43751.25757.75750~758754 44759.25765.75758~766762 45767.25773.75766~774770 46775.25781.75774~782778 47783.25789.75782~790786 48791.25797.75790~798794 49799.25805.75798~806802 50807.25813.75806~814810 51815.25821.75814~822818 52823.25829.75822~830826 53831.25837.75830~838834 54839.25845.75838~84684255847.25853.75846~85485056855.25861.75854~86285857863.25869.75862~87086658871.25877.75870~87887459879.25885.75878~88688260887.25893.75886~89489061895.25901.75894~90289862903.25909.75902~91090663911.25917.75910~91891464919.25925.75918~92692265927.25933.75926~93493066935.25941.75934~94293867943.25949.75942~95094668951.25957.75950~958954在无线电频谱中 48~958MHz的频率范围被划分为五个频段，Ⅰ频段为电视广播的 1~5 频道，Ⅱ频段划分给调频广播和通信专用，Ⅲ频道为电视广播的 6~12频道，Ⅳ频段为电视广播的 13~24 频道，Ⅴ频段为电视广播的 25~68 频道。

各种波形频谱波形频谱是指信号的波形和频谱特性。

在信号处理和通信领域，通过对信号进行时域和频域分析可以揭示信号的特点和信息内容。

不同类型的信号对应着不同的波形和频谱特征，下面将介绍几种常见的波形频谱。

一、正弦波正弦波是一种周期性信号，具有连续且光滑的波形，其频谱特征为单一频率的谐波。

正弦波的频谱包含一个脉冲，且幅度峰值与输入信号的幅度成正比。

通过傅里叶变换，可以将正弦波从时域转换到频域，得到具体的频谱信息。

二、方波方波是一种非周期性脉冲信号，其波形特点为在一段时间内保持稳定的高电平，然后突然切换到低电平，形成一个矩形脉冲。

方波的频谱特征为一系列奇次谐波的叠加，频谱图中出现多个峰值，每个峰值对应一个谐波。

三、脉冲信号脉冲信号是指时间上非常短暂但幅度较大的信号，其波形特点为短暂的脉冲形状。

脉冲信号的频谱特征为宽带信号，频谱图中包含多个频率成分，其功率谱密度随频率呈衰减关系。

四、三角波三角波是一种周期性信号，其波形特点呈三角状，从低电平变为高电平再返回低电平。

三角波的频谱特征为具有多个谐波分量的频谱线。

五、矩形波矩形波是一种非周期性信号，其波形特点为在一段时间内保持高电平，然后突然切换到低电平，形成一个矩形脉冲，与方波类似。

矩形波的频谱特征为一系列奇次谐波的叠加。

六、白噪声白噪声是一种具有均匀频谱密度的信号，频谱特征为各频率成分的幅度相等。

在频谱图中，白噪声呈水平线状，表示信号在所有频率上均匀分布。

七、频率调制信号频率调制信号是指调制信号通过在载波信号上改变频率来传输信息的一种调制方式。

常见的频率调制信号包括调幅(AM)信号和调频(FM)信号。

频率调制信号的频谱特征与调制信号的频谱特征有关，通过频谱分析可以观察到不同调制信号对载波频谱的影响。

综上所述，不同类型的信号对应着不同的波形和频谱特征。

通过波形和频谱分析，可以深入了解信号的特点和信息内容，为信号处理和通信系统的设计提供可靠的基础。