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經過數百次放大器后仍能保持較高的影像品質。對于放大器、類比/數位轉換器（ADC）和數位/類比轉換器（DAC），可以利用一些簡單的方法評估其DG和DP性能，并在幾個測試點或接近電源軌的位置評估性能。再次強調，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境移動到較暗環境時的膚色變化。對于採用副載波的電視系統，例如NTSC（北美和日本），DG的變化會直接影響飽和度或色澤的亮麗程度，如同電視機的色度控制。DP誤差則會改變色調（使得影像偏綠或偏紫），如同電視機的色彩控制。

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

　　為什么需要DG和DP規格？

　　我們可以從電視節目的製作過程來看，多工攝影訊號經過切換后，透過特殊設備傳送、錄影、播放和編輯，最終製成節目。頻道節目可能透過微波、光纖或衛星系統遠距離傳輸，最終轉換成空中廣播電視訊號。有線系統、DVD或衛星系統能夠將電視節目傳送至每個家庭，讓我們可以在家中觀賞。在整個處理過程中，視訊訊號可能要經過數百個放大器，每個放大器都會在視訊訊號中產生少量的DG和DP，為了保持視訊訊號的完整性，工程師必須設計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特性，利用負反饋可以幫助降低非線性。DG和DP是真正強調線性度并考慮到頻率響應特性的測量。NTSC和PAL電視系統在副載波中傳遞彩色資訊（分別為3.58MHz和4.43MHz）。差動增益被定義為低頻視訊電平或亮度產生變化時，對應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，副載波用一個幅度較大的正弦波表示。實際上，在一行中包含了兩百多個副載波週期。

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

　　差動相位定義為在NTSC和PAL訊號中，低頻視訊訊號電平或亮度變化時所引起的高頻副載波相位變化。色調或色彩色顯示受制于視訊訊號同步脈衝以及出現在有效視訊影像段副載波之間的相位關係。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具有一個最佳工作點，在此點時的放大器具有最佳線性度，并滿足最高規格指標或標準。最佳工作點通常位于電源軌的中心位置（圖2），當然，IC設計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時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，線性度變差。

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

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

　　典型情況下，選擇一個頻率在2/3到3/4系統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（圖2），則可獲得最佳響應。當直流電壓改變時，正弦訊號將向電源的一側偏移，正弦波幅度將產生變化。通常，在接近電源軌時，高頻響應將會降低，電晶體的工作電流減少。極端條件下，放大器會超出電流範圍、停止作業或鉗位。ADC和DAC也會遇到類似問題。

　　隨著晶片復雜度的提高，它們不再是一個簡單的放大器，電路中可能出現較大的DG和DP誤差。這種高度復雜的電路中可能包含多工開關、六個極點的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，在多級串聯的情況下依然保持訊號完整性。ADC、DAC等其它產品中同樣採用DG測試。對于需要較寬頻的應用，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電源電壓範圍內的線性度。測量不可見的DG非常有用，它的作用如同一個顯微鏡，可對訊號完整性進行更密切的檢測，以確保在經過一長串類比電路后仍保持較好的訊號品質。