專利名稱：包括音頻端口的設(shè)備以及用于測試該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括音頻端口的設(shè)備以及一種用于測試該設(shè)備的方法。尤其涉及一種具有兩個用于立體聲輸出信號的音頻端口的機頂盒或數(shù)字衛(wèi)星接收器。
背景技術(shù)：
機頂盒和數(shù)字衛(wèi)星接收器被廣泛用來接收數(shù)字電視電纜節(jié)目或衛(wèi)星節(jié)目，并且通常用智能卡來操作，以便也允許對被擾頻的付費電視頻道進行解碼。智能卡也稱作IC卡，是便攜式信息介質(zhì)，大小與信用卡相當(dāng)。在本說明書中，機頂盒的表述將被用來描述通過電纜、衛(wèi)星、或通過陸地接收來接收數(shù)字和/或模擬電視節(jié)目的設(shè)備。
機頂盒是復(fù)雜的數(shù)字設(shè)備，它在生產(chǎn)期間需要大量的測試，并且在銷售之后由于其高度集成的數(shù)字結(jié)構(gòu)也需要不時的維修。眾所周知，為數(shù)字機頂盒提供一種所謂的FFT接口，以便進行工廠功能測試(FFT)。這是一種工具，它提供通過使用例如PC的外部計算機經(jīng)由低電平驅(qū)動器來驅(qū)動機頂盒硬件的能力。所述計算機經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)RS232串行連接連接到機頂盒，該機頂盒包括例如在后面板上的各個端口。該工具允許在工廠加工期間進行簡單的存取，尤其允許當(dāng)機頂盒關(guān)閉時用于設(shè)備生產(chǎn)之后的消費者測試。它對于銷售診斷或開發(fā)測試之后也非常有用。
隨著集成電路的集成度的增加，機頂盒的大小也越來越小。但是在后面板要使用大量的所謂SCART連接器，這種連接器在歐洲被廣泛使用，并且機頂盒越小，則可用于連接器的空間就越少。對于機頂盒的基本操作，至少視頻和音頻連接器必須被提供有通常為立體聲的音頻再現(xiàn)，并且必須以單獨的多個連接器、具有每個管腳專門用于一個特定信號的幾個管腳的唯一連接器、以及單獨和混合連接器的組合的形式在機頂盒的后面板提供各個連接器。
在更早的歐洲申請022918329.0中公開了一種用于測試設(shè)備的方法，該方法使用一種被插入到設(shè)備的智能卡讀取器的測試適配器來測試設(shè)備。這就使得避免了RS232接口，但是當(dāng)使用這種測試過程時就不能測試用智能卡進行的設(shè)備的正常操作。為了測試機頂盒的所有功能，計算機連接不可排除在由機頂盒提供的任何其它標(biāo)準(zhǔn)功能以外。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，將一種設(shè)備的現(xiàn)有音頻端口用作測試該設(shè)備的接口。特別是，使用該設(shè)備的立體聲輸出的端口。在一個優(yōu)選實施例中，立體聲輸出的一個端口被用于從控制計算機接收數(shù)字信號，另一個端口被用于從該設(shè)備將數(shù)字信號發(fā)送到控制計算機。這就允許串行連接，這種串行連接與廣泛用于機頂盒的RS 232連接兼容。
經(jīng)由在設(shè)備、控制計算機以及用于音頻信號的放大器之間連接的測試適配器來進行測試信號與音頻信號的分離。通過利用高通和低通濾波器，在測試適配器和設(shè)備中可以簡單地分離音頻信號和測試信號，從而當(dāng)測試該設(shè)備時允許設(shè)備的全部功能性。有利的是所述設(shè)備的已有的晶體振蕩器被用來將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成頻率超過20kHz的載波信號，例如頻率在頻率范圍1-10MHz之內(nèi)。
本發(fā)明對機頂盒的測試尤其有用，所述機頂盒通常被提供有RS232標(biāo)準(zhǔn)連接，但是本發(fā)明也可用于其他數(shù)字設(shè)備的測試，例如通常也包括至少一個音頻端口的視頻記錄器和音頻系統(tǒng)。


現(xiàn)在通過優(yōu)選實施例和參考示例性附圖來解釋本發(fā)明，其中圖1示出了用于測試機頂盒的測試結(jié)構(gòu)；圖2示出了接口板和機頂盒的相關(guān)電路元件的方框圖；圖3示出了被調(diào)制成載波信號的數(shù)字信號；以及圖4示出了用于機頂盒的測試序列的數(shù)據(jù)串。
具體實施例方式
在圖1中示出了數(shù)字機頂盒1的測試結(jié)構(gòu)，該測試結(jié)構(gòu)包括控制計算機3和測試適配器2，所述適配器2充當(dāng)在機頂盒1和控制計算機3之間的接口。該實施例中的測試適配器2實際上是一個接口板，該接口板提供機頂盒1的音頻端口與控制計算機3之間的數(shù)據(jù)傳輸。在該實施例中，經(jīng)由音頻電纜4和RS232電纜5進行連接，從而提供在機頂盒1與控制計算機3之間的雙向串行數(shù)據(jù)連接。
測試適配器2還包括一個模擬音頻輸出，其能夠經(jīng)由電纜6連接到音頻放大器(未示出)，以便經(jīng)由揚聲器來再現(xiàn)音頻信號。所述測試結(jié)構(gòu)還可以包括一個電源7，用于給測試適配器2提供電源電壓，例如3.3V或5V。或者，如下所述，可以由機頂盒1來給測試適配器2供電。
測試適配器2可以是例如一種簡單的電路板，包括用于分離模擬音頻信號和數(shù)字測試信號的電路，并且包括用于音頻電纜4和6以及RS232電纜5的插頭。從而機頂盒1不需要目前廣泛使用的RS232端口來連接到控制計算機3。使用如圖1所示的測試結(jié)構(gòu)，在整個測試過程期間提供機頂盒1的全部功能性，就象以前用機頂盒的后面板上的RS232端口一樣。
當(dāng)使用音頻電纜4和6以及傳統(tǒng)模擬音頻電纜時，使用例如RCA連接器在大約20Hz到20kHz的低頻范圍內(nèi)發(fā)送機頂盒1的音頻信號。使用測試適配器將來自控制計算機3的數(shù)字測試信號調(diào)制成高頻信號，例如調(diào)制成大約1-10MHz的載頻，并且在機頂盒1中通過解調(diào)器對其進行解調(diào)。在測試適配器2和機頂盒1中可以使用例如簡單的低通和高通濾波器來簡單地分離低頻和高頻信號。機頂盒1對控制計算機3的測試信號的響應(yīng)經(jīng)由機頂盒1的振蕩器被調(diào)制成載頻、并且經(jīng)由音頻電纜4被發(fā)送到測試適配器2、在測試適配器2中被解調(diào)、并且隨后經(jīng)由電纜5和測試適配器2被發(fā)送到控制計算機3。
具體的，機頂盒1包括兩個用于立體聲輸出信號的音頻輸出端口，測試適配器2包括用于連接到機頂盒1的兩個對應(yīng)的端口。一個音頻端口用于經(jīng)由測試適配器2將測試信號從控制計算機3發(fā)送到機頂盒1，另一個音頻端口用于經(jīng)由測試適配器2將機頂盒1的響應(yīng)發(fā)送到控制計算機3。
圖2中示出了測試適配器2和機頂盒1各自的電路的示意性方框圖。測試適配器2包括接口板10，該接口板包括兩個音頻端口11和12，用于連接到將被測試的機頂盒1的左和右立體聲輸出端口13和14。接口板10還包括用于連接到各個放大器的音頻端口15和16，以及用于串行連接到各個控制計算機的RS232端口17。來自控制計算機的測試信號在緩沖級18中被緩沖，并且隨后利用振蕩器19被調(diào)制成高頻載波，以便經(jīng)由音頻端口12和14發(fā)送到機頂盒1。
來自接口板10的測試信號經(jīng)由高通濾波器20連接到其后跟隨有鑒頻器和緩沖級22的檢測器21，該檢測器從高頻載波中分離并且提取數(shù)字測試信號。隨后如現(xiàn)有技術(shù)一樣，測試信號經(jīng)由串行RS232接收端23連接到中央處理單元(CPU)。
來自CPU的響應(yīng)信號經(jīng)由RS232發(fā)送聲道24與振蕩器25的高頻信號相結(jié)合，以便將數(shù)字信號調(diào)制成高頻載波。隨后該信號經(jīng)由高通濾波器26連接到機頂盒1的左音頻輸出聲道的輸出端口13，以便發(fā)送到接口板10的音頻端口11。在接口板10上，經(jīng)由高通濾波器27從左音頻信號中分離出被調(diào)制的載波信號，并且經(jīng)由檢測器28對其進行解調(diào)。隨后檢測器28的輸出信號經(jīng)由鑒頻器29、緩沖級18和RS232端口17發(fā)送到控制計算機。
機頂盒1的左和右立體聲聲道31和32的音頻輸出信號經(jīng)由DC截除電容(cut capacitor)33、34以及低通濾波器35、36，作為已知的音頻范圍20-20kHz中與DC無關(guān)的低頻信號連接到音頻輸出端口13和14。在接口板10上，音頻信號經(jīng)由低通濾波器37、38和DC截除電容39、40連接到音頻輸出端15和16，以便經(jīng)由音頻電纜發(fā)送到音頻放大器。
可以通過任何具有例如在1-10MHz范圍內(nèi)的振蕩頻率的晶體振蕩器來提供振蕩器19和25的載頻，并且所述載頻不必具有相同的頻率。因為低頻音響信號和高頻載波信號的的大頻率分離，因此可以使用非常簡單的低通和高通濾波器20、26、27、35、36、37和38，例如簡單的無源電阻/電容(RC)濾波器。
如參考圖1所述，可以通過例如獨立的電源來提供接口板10的有源電路的電壓。也可以通過機頂盒1來提供電源電壓，下面將參考圖2來解釋。
當(dāng)機頂盒1接通時，振蕩器25被激活用以檢查接口板10是否連接。當(dāng)接口板10已連接時，則接口板10的繼電器30或任何其它不需電源就閉合的開關(guān)與端口11和12連接在一起。隨后在機頂盒的端口13和14之間存在一個閉合的環(huán)路，并且因此機頂盒1的檢測器21和鑒頻器22接收振蕩器25的未調(diào)制的振蕩信號。
鑒頻器22與積分器41相連接，積分器41與邏輯電路42連接。當(dāng)在檢測器21出現(xiàn)載頻時，積分器41隨后將一個關(guān)閉開關(guān)43的信號提供給邏輯電路42，以便將電壓提供給接口板10。在該實施例中，開關(guān)43旁路在音頻輸出放大器32與低通濾波器36之間的截除DC電容34，以便利用音頻放大器30的DC電平。該DC電源可以由放大器30簡單地處理，因為接口板10需要的電壓很低。
接口板10包括穩(wěn)壓器44，該穩(wěn)壓器由來自機頂盒1的DC電源電壓經(jīng)由低通濾波器45供電，并且隨后所述穩(wěn)壓器44給接口板10的所有有源電路提供各個電壓。穩(wěn)壓器44也打開繼電器30，以便打開音頻端口13與14之間的環(huán)路。隨后接口板10充分運行，并且準(zhǔn)備進行機頂盒1的測試。
在沒有連接到機頂盒1的接口板時，當(dāng)打開機頂盒時，在端口13和14之間沒有環(huán)路。隨后機頂盒識別出沒有連接接口板，并從而切斷振蕩器25，以便進行機頂盒1的正常操作。
當(dāng)機頂盒1識別出經(jīng)由閉合環(huán)路的接口板10的連接時，機頂盒1進入測試模式，并且等待由連接到接口板10的控制計算機提供的數(shù)字命令信號，如參考圖1所述。因為接口板10的RS232端口17符合RS232標(biāo)準(zhǔn)，所以接口板10對于控制計算機是透明的，并且對于機頂盒1的測試不必改變控制計算機的任何硬件或軟件。因為調(diào)制的載波信號和音頻信號在接口板和機頂盒上被分離，所以當(dāng)使用接口板10來測試時機頂盒保留全部的功能性。而且當(dāng)音頻放大器連接到音頻輸出端口15和16時，在測試中也可以包括機頂盒1的立體聲輸出信號。對于提供例如在300Ω和1kΩ之間的輸出阻抗的音頻輸出，接口板10被設(shè)計成符合普通的機頂盒規(guī)格。
振蕩器19和25的載頻的選擇直接涉及串行連接波特率。比特持續(xù)時間與載波周期之間的比率大于10是進行可靠操作的良好的基礎(chǔ)。而且，為了確保音頻和RF載頻在機頂盒1和接口板10上簡單并且低成本的分離，載頻應(yīng)當(dāng)比機頂盒的最大音頻頻率高大約20到50倍。在機頂盒1中，可以使用一個頻率大約為4到5MHz的已經(jīng)可用的振蕩器25例如對來自機頂盒1的CPU的發(fā)送數(shù)字信號進行調(diào)制。將來自控制計算機的數(shù)字信號調(diào)制成載頻的接口板10的振蕩器19也可以在相同的頻率范圍內(nèi)工作。
使用這些頻率，可以通過接口板10和機頂盒1來簡單地處理大約400kHz的最大波特率。用于經(jīng)由RS232連接測試數(shù)字機頂盒的典型波特率通常不大于1153千波特。
現(xiàn)在參考圖3來解釋將數(shù)字信號調(diào)制成RF載頻。通過一個開關(guān)來開始/停止調(diào)制載頻，該開關(guān)被提供有數(shù)字信號。邏輯值“0”表示RF載波停止，邏輯值“1”表示RF載波開始。隨后可以以數(shù)據(jù)字來逐位發(fā)送測試信號，所述數(shù)據(jù)字包括例如每8位信息和一個奇偶較驗位。
在圖3a中示出了一個這種類型的基本字符格式的示例如果不必發(fā)送信息并且發(fā)送信道處于等待狀態(tài)，則存在RF載波信號。隨后在時間t1開始信息發(fā)送。被調(diào)制的數(shù)據(jù)字包括第一位，其總是“0”，隨后是8個數(shù)據(jù)位，值分別為“0”或“1”。在時間t2，發(fā)送奇偶校驗位以提供對數(shù)據(jù)位1到8的奇偶校驗信息，并且隨后在載頻上提供一個“停止”信息。
所有的位具有相同定義的時間長度，因為載頻的周期大約是一個位的持續(xù)時間的十分之一，因此一個值為“1”的位包括大約十個載頻的振蕩周期。因此例如具有位序列“11011101”的一個字節(jié)信息產(chǎn)生一個用于調(diào)制器的包絡(luò)線信號，如圖3b所示。在圖3c中示出了用于圖3b的字符值的、作為結(jié)果而產(chǎn)生的、調(diào)制的載波信號。
以這種方式定義載頻的電平允許機頂盒1在遠長于發(fā)送位的時間期間持續(xù)地監(jiān)控從控制計算機接收數(shù)據(jù)并且確定接口板是否被移除。當(dāng)經(jīng)由檢測器21不再檢測到載頻時，切斷由振蕩器25提供的載頻，并且機頂盒返回到操作的正常模式，在該正常模式下RS232連接被禁止。
通過機頂盒1來檢測測試適配器的存在有幾種可能性一種可能性是機頂盒包括測試適配器存在檢測器46，如圖2所示，其一直工作用于檢測任何被提供到音頻輸出14和檢測器21的載波信號。另一種可能性是使用來自振蕩器25的載波信號，例如在機頂盒1通電之后，觀察音頻端口13和14之間的環(huán)路，并且當(dāng)環(huán)路閉合時，為測試方式初始化機頂盒1，在該測試方式中機頂盒1已經(jīng)準(zhǔn)備好與控制計算機結(jié)合用于測試。
參考圖4來解釋一個用于機頂盒1的測試序列的示例在圖4a中示出了一個具有N+2個字符1，…，N+2的被調(diào)制的載波信號，所述N+2個字符具有提供測試信息的串行數(shù)據(jù)位信息。所述載波信號按照參考圖3所解釋的方式被調(diào)制。
圖4b中示出了機頂盒1對圖4a的載波信號的響應(yīng)。當(dāng)機頂盒接收具有信息字符的載波信號時，機頂盒假設(shè)，接口板連接到機頂盒以便測試機頂盒。隨后機頂盒1進入測試模式，在該模式下機頂盒1響應(yīng)來自控制計算機3的信息數(shù)據(jù)，并經(jīng)由音頻端口13將各個測試結(jié)果提供給控制計算機3。當(dāng)載波信號不再出現(xiàn)或者不再被檢測到時，機頂盒1假設(shè)，在一個超時間隔之后測試結(jié)束并且接口板10被移除。
可以以非常低的成本來實現(xiàn)經(jīng)由音頻輸出端口13和14來建立RS232連接所需要的在機頂盒內(nèi)部各種各樣的功能。可以使用僅包括一個電阻和一個電容的低成本高通和低通R/C濾波器。作為檢測器21，可以使用一個二極管和一個電容，對于產(chǎn)生載波信號可以使用機頂盒內(nèi)的一個已經(jīng)可用的振蕩器25。也可以以簡單的方式來布置調(diào)制器，因為僅載頻的“開/關(guān)”調(diào)制被用于信息數(shù)據(jù)的發(fā)送。例如可以通過一個簡單的電阻開關(guān)來進行調(diào)制，該電阻開關(guān)響應(yīng)將被發(fā)送的數(shù)據(jù)而導(dǎo)通和切斷載波信號。如上面參考附圖2所述，也可以僅用具有一些低成本的元件的機頂盒來提供到接口板10的電源?；蛘?，如參考圖1所述，當(dāng)機頂盒的成本必須保持最少時，可以通過外部電源來給接口板10供電。
本發(fā)明不限于如上根據(jù)附圖所示和所述的實施例，并且對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的范疇的情況下可以做出各種各樣的修改。當(dāng)對于機頂盒和接口板的分離使用兩個具有完全不同的頻率的載波信號時，也可以僅經(jīng)由一個音頻端口來安排數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。本發(fā)明也可以以與上述應(yīng)用于機頂盒的方式一樣的方式，特別應(yīng)用于數(shù)字環(huán)繞放大器、DVD播放器或DVD記錄器、數(shù)字電視機和其它任何包括至少一個音頻端口的數(shù)字設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于測試設(shè)備的方法，其特征在于所述設(shè)備(1)的音頻端口(13，14)被用作測試該設(shè)備(1)的接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于用于測試的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被連續(xù)地發(fā)送到所述設(shè)備(1)，所述數(shù)據(jù)被調(diào)制成頻率超過20kHz的載頻，尤其是在頻率范圍100kHz-20MHz之內(nèi)的載頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述設(shè)備(1)的立體聲輸出端口(13，14)用于進行測試，一個端口(14)用于將數(shù)字信號發(fā)送到所述設(shè)備(1)，以及另一個端口(13)用于從所述設(shè)備(1)發(fā)送數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于所述設(shè)備(1)的振蕩器(25)用于產(chǎn)生載頻，并且所述數(shù)字信號通過開/關(guān)切換模式被調(diào)制成所述載頻。
5.根據(jù)任一在前權(quán)利要求的方法，其特征在于測試適配器(2)用于進行測試，所述測試適配器包括第一端口(11，12)，用于連接到所述設(shè)備(1)的音頻端口(13，14)；第二端口(17)，用于連接到控制計算機(3)；以及振蕩器(19)，用于將來自所述控制計算機(3)的數(shù)字信號調(diào)制成頻率超過20kHz的載頻。
6.根據(jù)任一在前權(quán)利要求的方法，包括步驟a)在所述設(shè)備(1)通電之后，所述設(shè)備(1)將載波信號提供至該設(shè)備(1)的第一音頻輸出(13)；b)所述設(shè)備經(jīng)由檢測器(21)檢查所述載波信號是否回送到第二音頻端口(14)；c)如果所述檢測器(21)沒有檢測到載波信號，則切斷所述載波信號，并且所述設(shè)備進入正常操作模式；d)如果所述檢測器(21)檢測到載波信號，則所述設(shè)備響應(yīng)于控制計算機(3)的操作而進入測試模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于在所述載頻回送到第二音頻端口(14)的情況下，所述設(shè)備(1)旁路DC阻塞電容器(34)，以便將電源電壓提供至測試適配器(2)，所述電源電壓被所述測試適配器(2)用來打開在所述測試適配器(2)的接口板(10)上的兩個音頻端口(11，12)之間的環(huán)路。
8.一種包括音頻端口(13，14)和測試模式的設(shè)備，所述設(shè)備由外部控制計算機(3)來控制，其特征在于所述音頻端口(13，14)可用于將測試信號發(fā)送到所述控制計算機(3)或從所述控制計算機(3)發(fā)送測試信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備(1)包括振蕩器(25)和調(diào)制器，以便經(jīng)由所述音頻端口(13)為發(fā)送數(shù)字測試信號而產(chǎn)生一個調(diào)制的載波信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備(1)包括低通和高通濾波器，以便將測試信號與模擬音頻信號(26，36)組合，和/或?qū)y試信號與模擬音頻信號(20，35)分離。
11.根據(jù)在前權(quán)利要求8-10中的任一個的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括解調(diào)器(21，22)和測試適配器存在檢測器(36)，所述測試適配器存在檢測器用于檢測被連接到所述設(shè)備的音頻端口(13，14)的測試適配器。
12.根據(jù)在前權(quán)利要求8-1 1中的任一個的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括兩個用于立體聲輸出信號的音頻輸出端口(13，14)，其中一個輸出端口(13)可用于發(fā)送串行數(shù)字信號，另一個輸出端口(14)可用于接收串行數(shù)字信號。
13.根據(jù)在前權(quán)利要求8-12中的任一個的設(shè)備，其特征在于音頻端口(13)用于對連接到所述設(shè)備(1)的測試適配器(2，10)的電路供電。
14.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一個的方法的設(shè)備。
全文摘要
一種包括音頻端口的設(shè)備(1)，該音頻端口可用于測試所述設(shè)備的接口。在優(yōu)選實施例中，所述設(shè)備包括多個立體聲輸出端口，一個端口用于接收來自控制計算機(3)的數(shù)字測試信號，另一個端口用于將數(shù)字信號從設(shè)備發(fā)送到控制計算機(3)。為了分離測試信號和音頻信號，使用在所述設(shè)備(1)、控制計算機(3)和用于音頻信號的放大器之間的測試適配器(2)。所述測試信號被調(diào)制成頻率超過20kHz的載波信號，例如頻率在1－10MHz的頻率范圍之內(nèi)。這就允許串行連接，該串行連接與廣泛用于機頂盒的RS232兼容。
文檔編號G01R31/00GK1520195SQ20041000289
公開日2004年8月11日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者帕特里克·威爾, 奧利維爾·霍爾, 爾 霍爾, 帕特里克 威爾 申請人:湯姆森特許公司