EoW November 2009

articolo tecnico

Tutti i dispositivi passivi dovrebbero essere provvisti di una simile garanzia.

che piccola parte del segnale in calore, ma ritorna al microcircuito che emette il segnale. I primi modelli di microcircuiti inte- grati presentavano seri problemi con il segnale riflesso, per cui livelli di riflessione inferiori al 10% erano spesso sufficienti a bloccare il funzionamento del microcircuito integrato. Un importante miglioramento nella progettazione dei microcircuiti conseguito durante gli ultimi due decenni ha consentito di realizzare dispositivi in grado di sopportare e continuare a funzionare con percentuali ele- vate di segnali riflessi. Un dispositivo passivo ideale dovrebbe avere esattamente converte una

Attenuazione di riflessione

Corrispondenza (match)

Riflesso

-10 dB

90%

10%

Distanza dei cavi I segnali digitali presentano un problema importante legato alla distanza. I micro- circuiti integrati di ricezione possono effettuare una correzione di base dell’errore fino a quando il tasso di errori supera la quantità massima che il microcircuito è in grado di gestire. Ciò significa che l’immagine digitale è perfetta fino alla distanza critica alla quale i dati e l’immagine non possono essere più risolti. Il microcircuito passa rapidamente da un’immagine perfetta alla sparizione dell’immagine in un tratto di cavo di pochi piedi. Questo fenomeno viene comunemente definito “digital cliff” o limite digitale (perdita improvvisa di ricezione del segnale digitale). La reale preoccupazione consiste nel fatto che un installatore o utente potrebbe trovarsi ad una distanza molto ravvi- cinata dal digital cliff senza rendersene conto. Con la semplice installazione di un cavo di collegamento, incluso un cavo di collegamento specificamente realizzato per segnali digitali, l’utente potrebbe spingere il segnale oltre la soglia del digital cliff . La norma SMPTE 292M contiene una formula per determinare la distanza massima di un determinato cavo. Questa formula stabilisce semplicemente che quando il segnale scende a 20dB a metà frequenza di clock, quella è la distanza limite. La Tabella 3 indica alcune dimensioni di cavi tradizionali con la distanza calcolata per l’alta definizione. La tabella indica inoltre la distanza massima secondo la norma SMPTE 424M, in caso di segnali di 1080p/60, anche con una perdita di 20dB a metà clock. Tuttavia, le distanze indicate nella Tabella 3 si basano su una formula e non su applicazioni reali. Evidentemente le distanze reali dipendono molto dal microcircuito integrato e gruppi di microcircuiti di buona qualità offriranno prestazioni migliori su distanze maggiori rispetto a quelle indicate [nota4] . Le distanze indicate nella Tabella 3 si trovano approssimativamente a metà strada dal digital cliff con un gruppo di microcircuiti integrati di qualità media. Pertanto, un utente potrebbe probabil- mente raddoppiare queste distanze prima di raggiungere la soglia del digital cliff . I numeri indicati nella tabella sono, pertanto, numeri “certi”, che consentono di mantenere un impianto in funzione in presenza di guasti, di qualche connettore difettoso, di cavi piegati, o di dispositivi usurati con microcircuiti datati.

-15 dB

96,84%

3,16%

-20 dB

99%

1%

-21 dB

99,21%

0,79%

-23 dB

99,5%

0,5%

-25 dB

99,68%

0,32%

-30 dB

99,9%

0,1%

-35 dB

99,97%

0,03%

-40 dB

99,99%

0,01%

Tabella 2 ▲ ▲ : Attenuazione di riflessione rispetto alla corrispondenza (match)

modo molto più efficace che consiste nel considerare le riflessioni generate quando l’impedenza non è perfetta. La Figura 2 rappresenta il grafico dell’attenuazione di riflessione di un tratto di cavo. La Figura 2 mostra l’attenuazione di riflessione fino a 3GHz. Si noti che l’effettiva attenuazione di riflessione varia con la frequenza, in questo esempio è superiore a –30dB nella maggior parte dello spettro, passando occasionalmente a –40dB con alcuni picchi transitori attorno a –25dB. Le due linee sopra rappresentano rispettivamente la garanzia del fabbricante (la prima), e la più breve nella parte superiore, la linea limite SMPTE come indicato nella normativa SMPTE 292M relativa alla trasmissione di segnali. In questo esempio, la garanzia del fabbricante consiste nel fatto che qualsiasi cavo progettato per l’alta defini- zione non presenterà valori inferiori a –23dB da 5MHz a 850MHz, e –21dB da 850MHz a 3GHz. Tale garanzia dovrebbe sempre essere richiesta per componenti passivi quali cavi, connettori, pannelli e cavi di con- nessione, adattatori e simili dispositivi. La linea limite SMPTE superiore a quel valore è l’attenuazione di riflessione di –15dB. La Tabella 2 indica diversi valori di attenuazione di riflessione rispetto alla corrispondenza (match) ottenuta: la percentuale di segnale riflesso e la percentuale trasmessa con successo. Quanta riflessione? Anche con un controllo dell’impedenza molto scarso ed un‘attenuazione di riflessione di –10dB, la riflessione è pari solo al 10%, cosicché il 90% del segnale raggiunge la propria destinazione. Tutt- avia, questo segnale riflesso non lascia il cavo, come nell’effetto della resistenza

75ohm con nessuna riflessione, ma ciò non è possibile. Per questa ragione, la garanzia dell’attenuazione di riflessione, prece- dentemente menzionata, è un requisito fondamentale per ottimizzare le prestazioni di alta definizione di cavi, connettori e simili componenti. Si noti inoltre che il requisito SMPTE (–15dB o 3,16% di riflessione) per l’attenuazione di riflessione presenta un margine più ampio. Si raccomanda agli installatori che i fabbricanti di componenti che dichiarano di essere conformi alla norma SMPTE intendono semplicemente che i loro componenti non superano il requisito minimo, il che non rappresenta un buon inizio per un’installazione. Quando si effettua una conversione nel formato 1080p/60, il clock viene raddoppiato a 1,5GHz, e la terza armonica aumentata a 4,5GHz. Lo spazio occupato dalla memoria, il nastro, il disco, la dimensione del disco fisso vengono sostanzialmente dimezzati per immagazzinare queste immagini, segnali audio e metadati. Le relative specifiche sono contenute nella norma SMPTE 424M. L’attenuazione di riflessione minima conformemente a questa specifica ampliata è di –15dB a 1,5GHz e di –10dB a 3GHz [nota2] . I componenti dovrebbero essere collaudati a 4,5GHz dando una certa garanzia sull’attenuazione di riflessione. Oggi un fabbricante di cavi collauda regolarmente numerosi suoi cavi ad alta definizione secondo la nuova norma relativa all’alta definizione con una garanzia di –23dB da 5MHz a 1,6GHz e –21dB da 1,6GHz a 4,5GHz. Conversione al formato 1080p/60

97

EuroWire – Novembre 2009