工程技術人員和藝術創作人員在查驗數字視頻時，波形監視器的顯示總有些不盡如人意。在本文中我們察看幾種主要的波形監視器結構，解釋為什么使用者在波形監視器上所見并非是他們所得，并對全數字波形處理的優點作簡要介紹。

在處理并顯示輸入信號時，不同類型的波形監視器采用不同的方法。這些方法不僅影響著信號的顯示波形，而且也影響了顯示的精度。為了正確地解釋我們所看到的波形顯示，需要了解這些波形信息是如何出現在屏幕上的。有3種基本結構可用于監視數字視頻信號。

1.使用矢量撞擊(Vector Stroke)CRT的數字模擬混合監視器

為了產生傳統的“green worm”顯示，激勵矢量撞擊CRT上磷光體的電子束直接響應于電壓的變化。其效果看起來很像早先的模擬波形。當你去察看數字模擬混合監視器的結構，你才意識到情況并非如此。輸入的串行數字視頻信號實際上為一取樣序列。這些數字樣值經數/模(D/A)變換器然后又經低通濾波，產生連續的模擬流，以便于讀取和解釋。模擬信號驅動矢量撞擊CRT 以描繪出波形顯示。

模擬顯示可能不夠精確。使用者通常相信所接收的顯示，實際上并沒有計入模擬電路所引入的漂移和校正變量。數字模擬混合監視器會產生熱漂移，難于保持在校正狀態，其測量結果不能重復。完善的儀器設計可使這些缺點減至最小。例如，泰克WFM601A就具有十分完善的設計，其熱穩定性和可重復性均得到增強。即便如此，它也只有百分之二的垂直偏轉精度。各儀器之間的響應和增益也有所差異。

2．使用光柵掃描顯示的數字模擬混合光柵監視器

數字模擬混合光柵監視器添加了另一項處理步驟。這種結構是在模擬顯示的基礎上將信號復原為數字以產生光柵掃描顯示，因而增加了失真的機會。使用光柵掃描顯示的優點，稍后我們再作介紹。無論如何，這第二次取樣和變換進一步偏離了原始的串行數字波形，導致了新的誤差產生。

3．使用光柵掃描顯示的全數字光柵監視器

最佳解決方案是在整個處理過程中始終保持為數字信號信息。在全數字光柵監視器中，包括光柵顯示的所有處理，均是在數字形式下完成的。它使用的是內插數學數字濾波器而不是模擬濾波器。由信號到顯示盡可能地直接處理。盡管沒有產生失真的多余環節，例如產生模擬信號或再復原為數字信號，然而濾波器仍會產生某些失真，不過這些失真很小且可重復，因而這種全數字光柵監視器能夠提供精度高、可重復一致的波形跡線。

(1)顯示：光柵掃描數字顯示與矢量撞擊CRT之比較

數字波形監視器可在兩種基本顯示技術中進行選擇。儀器設計師可以決定將最終信息光柵化以實現數字顯示，也可以采取傳統的模擬矢量撞擊CRT技術，這兩種方法具有不同的質量效果和不同的儀器適用特性。

(2)刻度和文字顯示

清晰的刻度和可讀的文體使操作者能夠迅速地和準確地觀察波形。光柵顯示的優點是刻度可自定義，并可與波形處于同一平面，因而不存在視差問題。矢量撞擊CRT一般使用的是毛玻璃刻度板，它與顯示跡線處于不同的平面。絕大多數矢量撞擊CRT波形監視器只有兩個刻度，因而它們的應用受到了限制。文字顯示是矢量撞擊顯示的另一個問題。電子束是“共享的”，這就是說，要從物理上“寫出”每個字符，這將減少波形的描繪�！半娮邮蚕怼睍刮淖值娘@示模糊不清。而光柵式顯示，基本上是一種高分辨力的計算機顯示，它總是滿屏書寫，無需在波形和文字之間做出折衷。光柵化的文字清晰易讀，也可以進行字體和大小選擇。

(3)利用彩色顯示

對于矢量撞擊CRT來說，彩色顯示雖然簡單卻并不實用。而在光柵監視器中，能夠充分利用計算機的圖形技術。使用彩色可以吸引操作者的注意力，還可以提供附加信息。

(4)數字存儲和遠程監視

由于光柵顯示業已數字化，其信息可以很方便地存儲和歸檔。數字信息可傳輸并被其它數字系統處理或分析。使用者能夠克服地理上的困難，例如用來監視電視發射機或分布很散的其它設備。可將數字信息傳送到管理中心用作遠程監視。這項工作甚至可經由互聯網來完成�，F場用戶可以很方便地點擊大計算機監視器作為集體培訓，或者對數據作進一步探討。所有這些工作，是矢量撞擊波形監視器不易實現的。

(5)大小和形狀

便利性是另一個因素。矢量撞擊監視器是CRT的一項主要應用。光柵監視器允許在大小尺寸和形狀上有所創新。廠商可以選擇用數字CRT顯示還是采用平坦LCD屏幕，或者采用可以減小波形監視器的大小和重量的其它技術。在全數字系統中，廠商可以采用“插件箱”的形式以增加其儀器的通用性和靈活性。

(6)起伏噪聲(Scintillation Noise)

矢量撞擊CRT的一個優點是它沒有“起伏”噪聲。起伏指的是在光柵顯示波形附近出現的取樣點。不過，新型DTV波形監視器全數字處理之優點的全數字波形監視器明顯地改善了取樣點之間的內插能力，從而顯著地減少了起伏效果。某些新型儀器的波形描繪速率是第一代儀器的10至15倍，許多用戶反映其顯示質量“就像模擬顯示一樣好”。

(7)全數字處理

由輸入至光柵顯示的整個過程保持為全數字有著明顯的優點：全數字處理技術使操作者具有各種顯示方式。WFM700有多種顯示，例如波形、矢量、圖像和眼圖，既可以單獨顯示，也可以集中顯示，就像多臺儀器一樣合用。

(8)穩定的、可重復的無校正測量

將取樣信息轉化為數字波形的模擬顯示，會在某種程度上增加其復雜性和誤差。眾所周知，模擬器件會靈敏地隨溫度和操作狀態的其它因素而變化。就是放在那兒，模擬器件的特性也會有所漂移，因此它的精度和可靠性都不高。帶有模擬電路的波形監視器，在其使用期內需要多次反復校正。但這對全數字儀器卻無必要。因為全數字儀器總是處于“校正中”。使用者總是了解，無論何時使用儀器時，所測得的0mv和700mv確實為0mv和700mv。用這臺儀器或用那臺儀器，測量值是穩定的，也是可重復一致的。

(9)有關使用期問題

模擬儀器的物理性能及其功能均會老化。CRT逐漸模糊，刻度照明失靈，更重要的是，技術上應有進步，但儀器的功能卻仍是原樣。功能受限的數字波形監視器仍是功能受限的數字波形監視器，永遠如此。

然而，所有的數字儀器都有可能升級或按需要作些變動�？梢园凑招碌哪繕嗽O計數字硬件。有時只需下載一個新的代碼或程序即可使功能得以擴展，有時可添加新的功能板。例如，在花費不多的情況下，可以把一臺全數字波形監視器附加上HDTV 測量，或者按照需要升級。微片數據密度及其功能仍在繼續發展，我們可以預計全數字處理會愈來愈好。這一趨勢已在其它電視設備中得到證實，例如全數字演播室，目前它已迅速發展成為比全模擬演播室價格更低廉，功能更強大。

(10)WFM700系列多格式、多標準波形監視器

WFM700系列多格式波形監視器具有強大的監視功能，它可用于高清晰度（HD）和標準清晰度(SD)數字視頻環境中的節目制作、后期制作、節目分配和傳送系統。

在HD/SD 混合環境中，WFM700A多格式波形監視器能夠執行運行中的監測任務，例如信號是否合法有效、節目內容的質量狀況、電平設置和信號通道的查驗。WFM700HD僅用于HD環境，但監測功能是一樣的。WFM700M具有WFM700A的全部功能，此外它還具有數字分析能力，包括HD和SD格式的眼圖自動測量、抖動測量和數據測量，這對于數字視頻系統的設計、安裝和維護都是十分重要的。

WFM700系列支持數字音頻監視，任一種型號的WFM700經過擴展配置后，就能在同一臺儀器中既可以監視數字視頻，又可以監視數字音頻。WFM700系列把最好的傳統波形監視器技術與全數字技術所能達到的測量精度、可重復性和穩定度結合在一起，采用了模塊式的設計，這樣就可以僅按照目前的需要來購置模塊，以后有變更需求時再添加其它功能。

4. 結語

全數字波形監視器明顯地優于數字模擬混合監視器，無論后者是使用矢量撞擊顯示還是光柵顯示。盡管混合式監視器已是成熟的技術，我們仍期待著全數字波形監視器的繼續發展，以使功能更強大，價格更低廉。某些新型監視器的波形描繪速率是早期儀器的10至15倍，這些“第三代”監視器具有更高的跡線顯示密度和灰度，而且起伏噪聲也很小。從測量精度和重復一致性上來看，問題不在于能否升級為全數字波形監視器技術，而是什么時候。

進一步信息，請訪問http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/25_14651/eng/25W_14651_0.pdf。