1. INTRODUCCIÓ
1.1. Cobalamines
1.1.2. Cobalamines incompletes
3. Descrição das medidas
xa PRÁTICA
Medidas Básicas das Características Elétricas do Sinal de Vídeo Digital - SDI
OBJETIVOS
Identificar os componentes de nível físico do sinal (elétrico) de vídeo digital; Reconhecer as informações existentes na Figura de Olho;
Analisar as características do Jitter e sua influência no sinal de vídeo digital ; Medir os valores da Figura de Olho e de Jitter para diferentes situações de
transporte.
DESCRIÇÃO
Equipamentos utilizados na prática:
GERADOR DE SINAIS DIGITAIS – Lynx P TG 36 10 B ANALISADOR DE SINAL DIGITAL – Tektronix WVR 7210
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Fundamentação Teórica: Introdução
No estudo de lógica digital vemos que sua fundamentação é baseada nos níveis lógicos 0 (zero) e 1 (um). Mas estes sinais, quando gerados na prática em circuitos REAIS são representados por NÍVEIS DE TENSÃO – no caso da tecnologia TTL nível 1 corresponde a um nível de tensão de 5 Volts e nível 0 a um nível de tensão de 0 Volts.
O mesmo ocorre com o sinal de vídeo digital em sua BANDA BASE, ou seja, o equivalente ao SINAL COMPOSTO DE VÍDEO Analógico, com suas informações essenciais. Este sinal de vídeo, mesmo sendo digital, possui uma natureza analógica, ou seja, é representado por níveis de tensão (Volts).
Com isso esse sinal digital sofre de todas as distorções conhecidas do sinal analógico: atenuação, resposta de freqüência, ruído... É necessário testar este sinal, seja durante sua transmissão por um cabo ou após ser processado por um equipamento, para detectar os possíveis problemas antes que se tornem erros na imagem.
Para garantir esta ausência de erros devemos começar trabalhando corretamente, ou seja verificando itens básicos durante a instalação, como o tipo correto de cabos e conectores, assegurar a terminação correta entre links de equipamentos bem como respeitando o comprimento máximo dos cabos nestes links.
A interface serial digital (SDI)
A Interface Serial Digital (SDI) é uma interface digital de vídeo e áudio para
equipamentos profissionais de vídeo. Este padrão é utilizado para a transmissão
de sinais digitais de vídeo sem compressão e sem codificação (com ou sem áudio) em estúdios de TV.
O SDI foi projetado para o transporte de vídeo em curtas distâncias (típico de 80 até 100 metros, máximo 300 metros). Esta curta distância se deve ao fato de sua alta taxa de dados, que agrava a possibilidade de atuação das distorções conhecidas do sinal analógico.
52 Geração do sinal de vídeo digital SDI
Esta transmissão DVI é independente das informações (Luminânica, Crominância ...) e do formato do sinal original (NTSC, PAL, SDTV, HDTV,...), mas a transmissão de dados é padronizada através de um único cabo coaxial com conectores BNC e terminação de 75 Ohms. O sinal é transmitido sem nenhum tipo de modulação, ou seja, é em BANDA BASE.
A taxa de bits é determinada na conversão A/D pela freqüência de amostragem e do tamanho em bits do código de cada amostra, sendo a taxa de 270 Mbps correspondente ao padrão de vídeo digital (SDTV) obedecendo a ITU 601 (4:2:2, 13,5 MHz, ...) como na figura abaixo. Taxas de 1,485 Gbps (ou 2,97 Gbps) são utilizadas para formatos de alta definição (HDTV). Outras taxas, como 143 Mbps (NTSC digital) e 177 Mbps (PAL digital) podem ser utilizados, mas apenas para sinais antigos que não estejam disponíveis de outra forma.
Geração do sinal de vídeo digital de 270 Mbps (10 bits x 27 MHz).
O Nível físico do SDI - A Figura de Olho (Eye Figure)
Os componentes do SDI correspondem a bits 0 e 1, tendo cada um dos mesmo um nível de tensão. Já os conjuntos de bits irão formar códigos representativos das informações que são enviadas (Luminância, Sincronismos, ...). Estes códigos são padronizados pelo SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) conforme a tabela abaixo:
Padrão Nome Taxa de Transmissão (Bitrates) Formatos de Vídeo
SMPTE 259M SD-SDI 270 Mbps, 360 Mbps, 143 Mbps e 177 Mbps 480i, 576i
SMPTE 344M 540 Mbps 480p, 576p
SMPTE 292M HD-SDI 1.485 Gbps e 1.485/1.001 Gbps 720p, 1080i SMPTE 372M Dual Link HD-SDI 2.970 Gbps e 2.970/1.001 Gbps 1080p SMPTE 424M 3G-SDI 2.970 Gbps e 2.970/1.001 Gbps 1080p
53 Mas como observar este sinal ? Como
verificar o mesmo como um sinal analógico? A princípio o mesmo poderia ser observado por um osciloscópio, como fazemos com o Sinal Composto de Vídeo.
Entretanto este sinal digital é muito sutil, ou seja, são nos pequenos detalhes de amplitude e tempo que verificamos a existência de falhas ou imperfeições. Por isso foi desenvolvida toda uma sistemática para a observação do mesmo, A Figura de Olho (Eye figure) com um equipamento específico para esta finalidade – o Digital Vídeo Waveform Monitor.
Na figura ao lado temos a tela de um osciloscópio exibindo, no centro, dois bits deste sinal, sendo a linha verde a varredura atual do osciloscópio e as em azul as varreduras anteriores. Visualize a seguinte seqüência de bits por linha:
1. Um, zero, zero e um; 2. Zero, um, zero e zero; 3. Zero, zero, um e um; 4. Um, um, zero e um; 5. Um,um, um e zero;
54 Observamos que o SDI observado desta forma adquire um formato semelhante a um “olho”, sendo conhecido como “Figura de Olho” - Eye Figure. Na figura abaixo verificamos que existem diversos parâmetros possíveis de serem observados neste sinal como
Informações da Figura de Olho em 270 Mbps / 3,7 nseg por bit– Jitter, Noise, Rise/Fall time e Decision Point
Resumidamente podemos dizer de cada uma destas características:
RUÍDO – O SDI possui uma amplitude de 0,8 Vpp +/- 10%, ou seja, são admitidas variações de até 10% nos valores de tensão dos níveis zero e um. Acima destes valores temos a atuação do ruído em amplitude no sinal;
JITTER – O mesmo corresponde a uma variação no período de um bit do sinal, ou seja, corresponde a uma variação no clock. O mesmo se manifesta na recepção de um sinal e pode causar erros de sincronismo nesta recepção. Sua tolerância máxima é de 0,2 UI, ou seja, 20% do período de um bit – 740
pseg - para 270 Mbps;
RISE / FALL TIME – Corresponde ao tempo de subida / descida entre os níveis lógicos zero (20 % acima) e um (20 % abaixo), podendo assumir valores de 0,4 até 1,5 nseg para 270 Mbps;
DECISION POINT – Esta falha ocorre quando o período de um nível lógico é maior que o outro, com isso temos que o encontro da transição entre os mesmos não fica em 50% da amplitude / período, distorcendo a figura de olho de modo que a mesma não fique mais simétrica, como mostra a figura ao lado;
As diversas falhas possíveis no transporte do sinal SDI irão acarretar em alterações em pelo menos uma das características listadas acima. Cabe ao técnico pesquisar e conhecer o que irá acontecer neste sinal SDI quando:
A terminação do cabo tiver sido executada de modo indevido;
A terminação do cabo estiver fora do valor padrão de 75 Ohms ou estiver ausente;
55 Quando o cabo utilizado for inapropriado ou estiver danificado;
Quando for processado por um equipamento inapropriado ou danificado. Existem ainda sinais específicos que são usados para testar o transporte do sinal SDI em cabos equipamentos e terminações em condições extremas (stress), chamados de Pathological Signals. Estes sinais propiciam a percepção de situações limite antes de falhas.
ROTEIRO 1
1. Abra o arquivo “Tektronix_guide_to_eye_and_jitter_measurements.pdf” que está na área de trabalho do micro de sua bancada;
2. Identifique no arquivo as telas referentes aos defeitos mais usuais e esboçe a figura de olho de cada um dos mesmos:
a) Problemas na terminação do cabo;
b) Problemas de atenuação ou comprimento do cabo;
3. Identifique no arquivo os Pathological Signals existentes e responda: a. O que os mesmos podem testar no Cabo? Com qual informação?
b. O que os mesmos podem testar no receptor do sinal? Com qual informação?
56 4. Verifique e ANOTE a figura de olho para cada uma destas situações que o
professor irá gerar na transmissão do sinal SDI:
a) Sem Terminação b) Terminação Impedância Errada
c) Terminação com problema de
execução d) Cabo fora de padronização ou danificado
e) Cabo com comprimento
excessivo f) _____________________(critério do professor)
5. Refaça o item acima e ANOTE a figura de olho para uma das situações (critério do professor) com diferentes Filtros de Jitter dos sinais SD SDI e HD SDI:
57 c) SD SDI – Filtro em 1 kHz d) HD SDI – Filtro em 100 kHz
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