淺談SDI信號

萬玉萍

摘 要：本文概述了在廣播電視工作當中非常常見的SDI信號的參數特點及相關指標。

關鍵詞：SDI；串行；標準參數

數字化以來電視系統的變革可謂是“天翻地覆”。但是從發展歷程來看，從黑白到彩色、從模擬到數字，其歷史沿革是息息相關的，各自特點也有同有異，其中最明顯的就是由模擬信號變成了數字信號，而又以SDI信號較為普遍。

一、概念

SDI由Serial Digital Interface三個英文字頭構成，中文的意思是：串行數字接口。

所以，準確地說應該是指：能夠接納串行的碼流按照ITU-R BT.601——即我國GB/T 14857《演播室數字電視編碼參數》接口標準規定的（分量信號取樣比例為4：2：2的）信號的接口。

我國的《演播室數字電視編碼參數規范》（GB/T 14857）是參考了ITU-RBT.601中的625行/50場掃描標準參數制定的。數字分量信號是對模擬分量信號進行A/D變換得到的，Y、R-Y、B-Y取樣頻率的比例為4：2：2。PAL和NTSC的編碼參數：

EY = 0.587 EG+0.114 EB+0.299 ER

ER—EY = 0.877 （ ER—EY ）

EB—EY = 0.493 （ EB—EY ）

在分量信號中，色差信號稱為PR和PB。亮度信號峰-峰幅度為700 mVpp；零（黑）電平與消隱電平一致；同步頂為-300mV（同步信號只加到亮度信號上）；色差信號（Pr、Pb）是雙向的（都是700mVpp）。與（ER—EY）、（EB—EY）的關系如下式所示：

Pr = 0.713 （ ER—EY）

Pb= 0.564 （ EB—EY）

二、形成

并聯數據的特征是：以模擬信號2倍以上的頻帶進行采樣；量子化的位數、10bit（1024階調）。串聯數據（SDI）則是將并聯的數字信號30bit轉換為1bit。

高清與標清數字信號的采樣頻率為高清（HDTV）的亮度信號（Y）：74.18MHz、色度信號（CB，CR）：37.09MHz；標清（SDTV）的亮度信號（Y）：13.5MHz、色度信號（CB，CR）：6.75MHz。兩種信號的SDI信號位速率為HDTV：1.485Gbps；SDTV：270Mbps或其它。

三、傳送

（一）SDI信號的發送方

首先是完成信號的并聯/串聯轉換。圖像數據是按照10bit的并聯來處理，聲音、ANC數據則是按照8bit+2bit（奇偶校驗）的并聯來處理，圖像數據、聲音數據、ANC數據等多重CRC符號的附加，采用NRZI編碼方式以使接受方的CLK容易再現。其次是要能夠驅動電纜。在SD-SDI時讓數據率達到270Mbps就足以驅動75Ω的電纜。

（二）傳送電纜

電纜的種類有許多種，對于短距離電纜，其頻率特性幾乎平坦的；而對于長距離電纜，其頻率越高衰減量增大。在SD-SDI的時候，一般使用Belden8281型。通用測定儀器一般為50Ω的阻抗，與SDI信號連接時需要匹配轉換器，并要注意連接后的衰減以及50Ω和75Ω的電纜在接插件形狀上的不同。

（三）SDI信號的接收方

通過電纜傳送，接收質量下降的信號。使用均衡器校正接收信號的電平幅度和頻率特性。然后重置時鐘信號，從SDI信號中再現串聯時鐘信號，采用廣頻帶（數百kHz～數MHz）的環路濾波器PLL，累積環形濾波器頻帶范圍內的頻率成分抖晃。最后進行串聯/并聯轉換，再生并聯信號的時鐘信號，與NRZI解碼，并進行錯誤檢查，及時發現可能出現的誤碼差錯。

四、監視

SDI信號的監視有很多種，大體可分為：串行信號的監視（EDH）、視頻信號的監視、ANC數據監視、伴音數據的監視及其他的監視。

串行信號的監視EDH（Error Detection and Handling）適用于SD-SDI信號；視頻信號的監視主要是監視視頻信號數據的電平，并可設定任意的上限值和下限值；ANC數據監視主要包括確認ANC數據包中奇偶校驗位是否一致，和確認ANC數據包中檢驗和位是否一致；伴音數據的監視則主要是監視音頻數據包的連續性（DBN字碼），及多重伴音通道的通暢；其他的監視主要有監視SDI信號和外部同步信號的關系、將SDI信號的強度換算成電纜長度來測量信號強度并監視余量、計算監視設定項目的錯誤數等。

相信隨著社會的進步和科技的發展，電視行業還將發生嶄新的變革與挑戰。作為一名電視人必須時刻努力，力爭在這個危機與機遇并存的時代不斷進取。

參考文獻：

[1] 徐正先.淺談SDI信號及其測試[J].視聽界：廣播電視技術，2013，01.

[2] 張勇.SDI-HDMI的技術實現[J].有線電視技術，2008，06.