如果看不見，為什么還要測量？

　　DG和DP測試用于在檢測非常微小的誤差，以免這些誤差影響到視覺效果。這可確保視訊訊號從訊號源到最終目標(biāo)經(jīng)過數(shù)百次放大器后仍能保持較高的影像品質(zhì)。對于放大器、類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)位/類比轉(zhuǎn)換器（DAC），可以利用一些簡單的方法評估其DG和DP性能，并在幾個(gè)測試點(diǎn)或接近電源軌的位置評估性能。再次強(qiáng)調(diào)，此處檢測的是非常小的誤差，以確保每一級訊號完整性。為了更加瞭解DG、DP誤差的影響，我們首先檢視DG、DP誤差對于放大器、ADC與DAC的影響。

　　簡單來說，我們可以把DG或DP視訊誤差的影響視為從較亮的環(huán)境移動(dòng)到較暗環(huán)境時(shí)的膚色變化。對于採用副載波的電視系統(tǒng)，例如NTSC（北美和日本），DG的變化會(huì)直接影響飽和度或色澤的亮麗程度，如同電視機(jī)的色度控制。DP誤差則會(huì)改變色調(diào)（使得影像偏綠或偏紫），如同電視機(jī)的色彩控制。

　　再者，在類似于PAL（歐洲和中國）規(guī)格的副載波電視系統(tǒng)中，DG將直接影響到DP在二階飽和度的結(jié)果。最后，對于高解析（HD）和元件系統(tǒng)而言，DG和通道增益的差別將導(dǎo)致色度變化。雖然美國的NTSC系統(tǒng)并非透過空中無線播送的方式，但工業(yè)與安全視訊監(jiān)控系統(tǒng)仍然受傳統(tǒng)技術(shù)主導(dǎo)。

　　為什么需要DG和DP規(guī)格？

　　我們可以從電視節(jié)目的製作過程來看，多工攝影訊號經(jīng)過切換后，透過特殊設(shè)備傳送、錄影、播放和編輯，最終製成節(jié)目。頻道節(jié)目可能透過微波、光纖或衛(wèi)星系統(tǒng)遠(yuǎn)距離傳輸，最終轉(zhuǎn)換成空中廣播電視訊號。有線系統(tǒng)、DVD或衛(wèi)星系統(tǒng)能夠?qū)㈦娨暪?jié)目傳送至每個(gè)家庭，讓我們可以在家中觀賞。在整個(gè)處理過程中，視訊訊號可能要經(jīng)過數(shù)百個(gè)放大器，每個(gè)放大器都會(huì)在視訊訊號中產(chǎn)生少量的DG和DP，為了保持視訊訊號的完整性，工程師必須設(shè)計(jì)高度靈敏的檢測訊號。

　　所有的放大器都具有一定的非線性振幅響應(yīng)特性，利用負(fù)反饋可以幫助降低非線性。DG和DP是真正強(qiáng)調(diào)線性度并考慮到頻率響應(yīng)特性的測量。NTSC和PAL電視系統(tǒng)在副載波中傳遞彩色資訊（分別為3.58MHz和4.43MHz）。差動(dòng)增益被定義為低頻視訊電平或亮度產(chǎn)生變化時(shí)，對應(yīng)高頻副載波的幅度變化。在NTSC視訊波形中（圖1所示），3.58MHz副載波疊加在頻率較低的亮度訊號上，具有5級亮度。為了清晰起見，副載波用一個(gè)幅度較大的正弦波表示。實(shí)際上，在一行中包含了兩百多個(gè)副載波週期。

　　圖1：視訊的DG和DP。（白、黑、每個(gè)梯級的副載波、參考彩色脈衝、平行同步、一條平行線）

　　差動(dòng)相位定義為在NTSC和PAL訊號中，低頻視訊訊號電平或亮度變化時(shí)所引起的高頻副載波相位變化。色調(diào)或色彩色顯示受制于視訊訊號同步脈衝以及出現(xiàn)在有效視訊影像段副載波之間的相位關(guān)係。為了正確顯示色彩資訊，必須保證精確控制相位。

　　放大器、ADC和DAC具有一個(gè)最佳工作點(diǎn)，在此點(diǎn)時(shí)的放大器具有最佳線性度，并滿足最高規(guī)格指標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)。最佳工作點(diǎn)通常位于電源軌的中心位置（圖2），當(dāng)然，IC設(shè)計(jì)人員也可以把它放在所需的其它位置。放大器在最佳工作點(diǎn)時(shí)具有最佳反饋控制與最佳線性度。這意味著訊號向電源軌方向偏離時(shí)，線性度變差。

　　圖2： 放大器的DG和DP接近電源軌。（正電源軌、負(fù)電源軌、未失真正弦波、最佳工作點(diǎn)、在電源軌中間、接近電源軌時(shí)頂點(diǎn)訊號開始壓縮、在電源軌產(chǎn)生硬性剪波）

　　在低頻訊號上疊加一個(gè)高頻正弦波，可以檢測放大器的整個(gè)工作範(fàn)圍。例如，MAX4389放大器在副載波電視系統(tǒng)中能夠提供低至0.015% （典型值）的DG和0.015°（典型值）的DP。但是，該DG指標(biāo)還適用于更寬頻帶的電視訊號以及非視訊應(yīng)用，如果我們需要一個(gè)10MHz的訊號，可以在MAX4389作用一個(gè)7MHz的正弦波并改變直流偏置，對放大器進(jìn)行測試評估。如果需要作業(yè)于30MHz的頻寬，則需作用一個(gè)22MHz的正弦波。

　　典型情況下，選擇一個(gè)頻率在2/3到3/4系統(tǒng)頻寬的高頻正弦訊號，正弦波訊號偏置在直流電源電壓的中點(diǎn)（圖2），則可獲得最佳響應(yīng)。當(dāng)直流電壓改變時(shí)，正弦訊號將向電源的一側(cè)偏移，正弦波幅度將產(chǎn)生變化。通常，在接近電源軌時(shí)，高頻響應(yīng)將會(huì)降低，電晶體的工作電流減少。極端條件下，放大器會(huì)超出電流範(fàn)圍、停止作業(yè)或鉗位。ADC和DAC也會(huì)遇到類似問題。

　　隨著晶片復(fù)雜度的提高，它們不再是一個(gè)簡單的放大器，電路中可能出現(xiàn)較大的DG和DP誤差。這種高度復(fù)雜的電路中可能包含多工開關(guān)、六個(gè)極點(diǎn)的Sallen-Key濾波器（具有叁路或更多的放大器）、視訊緩衝放大器等。MAX7428即為一款這樣的電路，典型DG誤差保持在0.2%，DP誤差僅為0.2°。

　　放大器測試從DG測試開始，而視訊訊號則必須再增加DP以提高測試靈敏度，在多級串聯(lián)的情況下依然保持訊號完整性。ADC、DAC等其它產(chǎn)品中同樣採用DG測試。對于需要較寬頻的應(yīng)用，可透過改變DG測試訊號來滿足頻寬的要求。DG測量是一種通用的測試方法，用于評估不同元件在整個(gè)電源電壓範(fàn)圍內(nèi)的線性度。測量不可見的DG非常有用，它的作用如同一個(gè)顯微鏡，可對訊號完整性進(jìn)行更密切的檢測，以確保在經(jīng)過一長串類比電路后仍保持較好的訊號品質(zhì)。