工程技术人员和艺术创作人员在查验数字视频时，波形监视器的显示总有些不尽如人意。在本文中我们察看几种主要的波形监视器结构，解释为什么使用者在波形监视器上所见并非是他们所得，并对全数字波形处理的优点作简要介绍。
在处理并显示输入信号时，不同类型的波形监视器采用不同的方法。这些方法不仅影响着信号的显示波形，而且也影响了显示的精度。为了正确地解释我们所看到的波形显示，需要了解这些波形信息是如何出现在屏幕上的。有3种基本结构可用于监视数字视频信号。
1.使用矢量撞击(Vector Stroke)CRT的数字模拟混合监视器
为了产生传统的“green worm”显示，激励矢量撞击CRT上磷光体的电子束直接响应于电压的变化。其效果看起来很像早先的模拟波形。当你去察看数字模拟混合监视器的结构，你才意识到情况并非如此。输入的串行数字视频信号实际上为一取样序列。这些数字样值经数/模(D/A)变换器然后又经低通滤波，产生连续的模拟流，以便于读取和解释。模拟信号驱动矢量撞击CRT 以描绘出波形显示。
模拟显示可能不够精确。使用者通常相信所接收的显示，实际上并没有计入模拟电路所引入的漂移和校正变量。数字模拟混合监视器会产生热漂移，难于保持在校正状态，其测量结果不能重复。完善的仪器设计可使这些缺点减至最小。例如，泰克WFM601A就具有十分完善的设计，其热稳定性和可重复性均得到增强。即便如此，它也只有百分之二的垂直偏转精度。各仪器之间的响应和增益也有所差异。
2．使用光栅扫描显示的数字模拟混合光栅监视器
数字模拟混合光栅监视器添加了另一项处理步骤。这种结构是在模拟显示的基础上将信号复原为数字以产生光栅扫描显示，因而增加了失真的机会。使用光栅扫描显示的优点，稍后我们再作介绍。无论如何，这第二次取样和变换进一步偏离了原始的串行数字波形，导致了新的误差产生。
3．使用光栅扫描显示的全数字光栅监视器
最佳解决方案是在整个处理过程中始终保持为数字信号信息。在全数字光栅监视器中，包括光栅显示的所有处理，均是在数字形式下完成的。它使用的是内插数学数字滤波器而不是模拟滤波器。由信号到显示尽可能地直接处理。尽管没有产生失真的多余环节，例如产生模拟信号或再复原为数字信号，然而滤波器仍会产生某些失真，不过这些失真很小且可重复，因而这种全数字光栅监视器能够提供精度高、可重复一致的波形迹线。
(1)显示：光栅扫描数字显示与矢量撞击CRT之比较
数字波形监视器可在两种基本显示技术中进行选择。仪器设计师可以决定将最终信息光栅化以实现数字显示，也可以采取传统的模拟矢量撞击CRT技术，这两种方法具有不同的质量效果和不同的仪器适用特性。
(2)刻度和文字显示
清晰的刻度和可读的文体使操作者能够迅速地和准确地观察波形。光栅显示的优点是刻度可自定义，并可与波形处于同一平面，因而不存在视差问题。矢量撞击CRT一般使用的是毛玻璃刻度板，它与显示迹线处于不同的平面。绝大多数矢量撞击CRT波形监视器只有两个刻度，因而它们的应用受到了限制。文字显示是矢量撞击显示的另一个问题。电子束是“共享的”，这就是说，要从物理上“写出”每个字符，这将减少波形的描绘。“电子束共享”会使文字的显示模糊不清。而光栅式显示，基本上是一种高分辨力的计算机显示，它总是满屏书写，无需在波形和文字之间做出折衷。光栅化的文字清晰易读，也可以进行字体和大小选择。
(3)利用彩色显示
对于矢量撞击CRT来说，彩色显示虽然简单却并不实用。而在光栅监视器中，能够充分利用计算机的图形技术。使用彩色可以吸引操作者的注意力，还可以提供附加信息。
(4)数字存储和远程监视
由于光栅显示业已数字化，其信息可以很方便地存储和归档。数字信息可传输并被其它数字系统处理或分析。使用者能够克服地理上的困难，例如用来监视电视发射机或分布很散的其它设备。可将数字信息传送到管理中心用作远程监视。这项工作甚至可经由互联网来完成。现场用户可以很方便地点击大计算机监视器作为集体培训，或者对数据作进一步探讨。所有这些工作，是矢量撞击波形监视器不易实现的。
(5)大小和形状
便利性是另一个因素。矢量撞击监视器是CRT的一项主要应用。光栅监视器允许在大小尺寸和形状上有所创新。厂商可以选择用数字CRT显示还是采用平坦LCD屏幕，或者采用可以减小波形监视器的大小和重量的其它技术。在全数字系统中，厂商可以采用“插件箱”的形式以增加其仪器的通用性和灵活性。
(6)起伏噪声(Scintillation Noise)
矢量撞击CRT的一个优点是它没有“起伏”噪声。起伏指的是在光栅显示波形附近出现的取样点。不过，新型DTV波形监视器全数字处理之优点的全数字波形监视器明显地改善了取样点之间的内插能力，从而显著地减少了起伏效果。某些新型仪器的波形描绘速率是第一代仪器的10至15倍，许多用户反映其显示质量“就像模拟显示一样好”。
(7)全数字处理
由输入至光栅显示的整个过程保持为全数字有着明显的优点：全数字处理技术使操作者具有各种显示方式。WFM700有多种显示，例如波形、矢量、图像和眼图，既可以单独显示，也可以集中显示，就像多台仪器一样合用。
(8)稳定的、可重复的无校正测量
将取样信息转化为数字波形的模拟显示，会在某种程度上增加其复杂性和误差。众所周知，模拟器件会灵敏地随温度和操作状态的其它因素而变化。就是放在那儿，模拟器件的特性也会有所漂移，因此它的精度和可靠性都不高。带有模拟电路的波形监视器，在其使用期内需要多次反复校正。但这对全数字仪器却无必要。因为全数字仪器总是处于“校正中”。使用者总是了解，无论何时使用仪器时，所测得的0mv和700mv确实为0mv和700mv。用这台仪器或用那台仪器，测量值是稳定的，也是可重复一致的。
(9)有关使用期问题
模拟仪器的物理性能及其功能均会老化。CRT逐渐模糊，刻度照明失灵，更重要的是，技术上应有进步，但仪器的功能却仍是原样。功能受限的数字波形监视器仍是功能受限的数字波形监视器，永远如此。
然而，所有的数字仪器都有可能升级或按需要作些变动。可以按照新的目标设计数字硬件。有时只需下载一个新的代码或程序即可使功能得以扩展，有时可添加新的功能板。例如，在花费不多的情况下，可以把一台全数字波形监视器附加上HDTV 测量，或者按照需要升级。微片数据密度及其功能仍在继续发展，我们可以预计全数字处理会愈来愈好。这一趋势已在其它电视设备中得到证实，例如全数字演播室，目前它已迅速发展成为比全模拟演播室价格更低廉，功能更强大。
(10)WFM700系列多格式、多标准波形监视器
WFM700系列多格式波形监视器具有强大的监视功能，它可用于高清晰度（HD）和标准清晰度(SD)数字视频环境中的节目制作、后期制作、节目分配和传送系统。
在HD/SD 混合环境中，WFM700A多格式波形监视器能够执行运行中的监测任务，例如信号是否合法有效、节目内容的质量状况、电平设置和信号通道的查验。WFM700HD仅用于HD环境，但监测功能是一样的。WFM700M具有WFM700A的全部功能，此外它还具有数字分析能力，包括HD和SD格式的眼图自动测量、抖动测量和数据测量，这对于数字视频系统的设计、安装和维护都是十分重要的。
WFM700系列支持数字音频监视，任一种型号的WFM700经过扩展配置后，就能在同一台仪器中既可以监视数字视频，又可以监视数字音频。WFM700系列把最好的传统波形监视器技术与全数字技术所能达到的测量精度、可重复性和稳定度结合在一起，采用了模块式的设计，这样就可以仅按照目前的需要来购置模块，以后有变更需求时再添加其它功能。
4. 结语
全数字波形监视器明显地优于数字模拟混合监视器，无论后者是使用矢量撞击显示还是光栅显示。尽管混合式监视器已是成熟的技术，我们仍期待着全数字波形监视器的继续发展，以使功能更强大，价格更低廉。某些新型监视器的波形描绘速率是早期仪器的10至15倍，这些“第三代”监视器具有更高的迹线显示密度和灰度，而且起伏噪声也很小。从测量精度和重复一致性上来看，问题不在于能否升级为全数字波形监视器技术，而是什么时候。
进一步信息，请访问http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/25_14651/eng/25W_14651_0.pdf。
