En el video digital, para facilitar la transmisión a larga distancia de la señal digital, los datos paralelos se convierten en datos en serie, que se transmiten al extremo receptor a través de un cable o fibra óptica . SDI es la abreviatura de esta interfaz de datos en serie. En el proceso de transmisión y conversión de señales SDI de alta velocidad, debido al rendimiento del equipo de hardware y el nivel de instalación de diferentes, se produce una degradación de la calidad de la señal SDI, lo que genera un error de recepción de la señal de video de alta definición. A menudo es necesario probar la señal SDI y encontrar las posibles causas del problema en función de los resultados de la prueba, garantizando así el rendimiento de cada enlace en el sistema HD.Las señales de video de alta definición se transmiten utilizando señales analógicas antes de que aparezca la señal SDI. Las señales analógicas son muy fáciles de degradar en el proceso de transmisión y conversión, y el muestreo de la forma de onda se realiza generalmente mediante el osciloscopio de alta velocidad. En general, los indicadores que se van a probar incluyen la amplitud de banda de color, la amplitud y el tiempo de sincronización, el ruido, la respuesta de frecuencia, el Grupo de ondas múltiples, la no linealidad, el retardo de canal, las características instantáneas, etc.
Figura 1 forma de onda de prueba de señal de video analógica
La señal SDI utiliza un solo cable coaxial para transmitir toda la información de audio y video digital mediante una conversión modular y una técnica de codificación en serie de alta velocidad. Debido a que SDI es una señal digital, el principio y las características de la señal son diferentes de la señal de video analógica, por lo que el enfoque de la prueba de señal SDI es diferente de la prueba de señal de video analógica. Varias características clave de la señal SDI son las siguientes: amplitud de nivel, fluctuación de fase, tiempo de subida / bajada.
Figura 2 Diagrama esquemático de la generación de señales SDI.
De acuerdo con SMPTE 259M, SMPTE 292M, SMPTE 424M estándares, SD-SDI , HD-SDI , 3G-SDI estándares de calidad de la señal (incluyendo amplitud, exceso, tiempo de subida / caída, tiempo de jitter, jitter, etc.) son diferentes Además, las señales de alta velocidad SDI y 3G-SDI requieren de docenas de cientos a una magnitud de PS para el tiempo de subida / bajada.
Figura 3 características de la señal digital SDI
Los indicadores anteriores se prueban generalmente con las herramientas de visualización de ojo y fluctuación del instrumento de prueba de forma de onda.
Diagrama de ojo y prueba de jitter
El diagrama ocular y la prueba de jitter son dos herramientas importantes para las pruebas SDI.
Figura 4 Diagrama del ojo
La prueba de fluctuación refleja el ruido aleatorio a través de la línea de visualización horizontal a través de una pantalla gráfica ampliada. Jitter incluye dos tipos: jitter de tiempo y jitter de cola.
Fluctuación temporal: la posición de transición de la señal a una velocidad mayor que una frecuencia especificada (típicamente 10 Hz).
Queue Jitter: Cambia la posición del salto de señal en relación con el reloj extraído de la señal.
Prueba de margen del sistema
La señal SDI de alta velocidad se caracteriza por un problema potencial en el sistema o una disminución en la confiabilidad del sistema, pero no hay cambios en su monitoreo BER, lo que significa que no podemos encontrar este problema potencial. Por lo tanto, es necesario probar la confiabilidad del sistema y el margen del sistema a través de experimentos especiales para garantizar el funcionamiento seguro del sistema. Los métodos comunes de prueba de margen del sistema son:
Prueba de cambio de amplitud de nivel: ajuste la amplitud del nivel de entrada, la determinación de la capacidad del ecualizador de la unidad receptora.
Prueba de ruido: señal SDI para agregar una cierta cantidad de ruido para confirmar si hay un error.
Jitter test: señal SDI asociada a la vibración, para confirmar si hay un error.
Prueba de error de CRC: CRC es una medida de verificación de error adoptada por SDI. En el extremo de recepción, el CRC que se recalcula se compara con el CRC insertado en el código del mensaje para determinar el error de transmisión.
Prueba de señal patológica
La señal patológica de SDI es un código de información especial para probar el rendimiento de SDI. El código de información especial crea los datos del caso más desfavorable para la energía de baja frecuencia y, después de la codificación, hay dos casos especiales de datos.En un caso, la señal de luminancia se establece en 198H y las dos señales de diferencia de color se establecen en 300H. Después de codificar el código de aleatorización, genere un código inverso de NRZI sin retorno cero, de 1 bit de alto y 19 bit de bajo. Proporciona un componente de CC superior para probar la capacidad del sistema de recepción para simular y transmitir el procesamiento de la señal. Esta señal de prueba aparece en la parte superior de una imagen con sombras magenta.En el otro caso, la señal de luminancia se establece en 110H y las dos señales de diferencia de color se establecen en 200H. Después de codificar el código de aleatorización, genere un código inverso a cero sin retorno NRZI especial de 20 bits alto y bajo de 20 bits. Proporciona un número mínimo de intervalos «0» para la extracción del reloj para monitorear el rendimiento del bucle de bloqueo de fase del dispositivo. Esta señal de prueba aparece en un tono gris en la parte inferior de una imagen.El dispositivo de recepción SDI debe poder manejar ambas señales de prueba correctamente.
Diagnóstico de problemas de la capa física SDI
Al analizar el diagrama del ojo y la forma de onda de la fluctuación de fase, el problema de la transmisión de la señal SDI se puede juzgar a grandes rasgos. Los principales tipos de causas de falla son los siguientes:
Amplitud de la señal: la amplitud de la señal es muy importante porque está estrechamente relacionada con el ruido. Debido a que el receptor adopta el ecualizador para la compensación de alta frecuencia, cuando llega la señal, la amplitud incorrecta del extremo de envío puede llevar a una ecualización incorrecta, lo que causa la distorsión de la señal.
Tiempo de subida / bajada: el tiempo incorrecto de subida / caída puede causar distorsión de la señal, como el timbre y el exceso.
Overshoot: Overshoot es generalmente el resultado de un aumento de tiempo incorrecto, que probablemente es causado por la discontinuidad de la impedancia o por la pérdida de retorno pobre en los extremos de recepción y envío.
Jitter aleatorio: causado por el ruido térmico del equipo o el ruido de impacto, con infinitas características de distribución gaussiana. Por lo tanto, la amplitud de fluctuación de fase generalmente se mide utilizando el valor RMS de fluctuación de fase. Además, la inestabilidad pico máxima, aunque la probabilidad es pequeña, se puede usar para caracterizar la ubicación de la falla.
Jitter determinístico: tiene características periódicas que pueden ser generadas por un dispositivo fijo en el sistema. Las posibles fuentes de fluctuación de fase incluyen la fuente de alimentación de conmutación, la diferencia de tiempo de subida y bajada generada por el ciclo de trabajo, el bloqueo síncrono causado por los cambios del reloj principal y el procesamiento de conversión de cadena, la respuesta de frecuencia del cable.
El diagnóstico de fallas es una combinación de teoría y experiencia. En la aplicación de prueba real, es necesario combinar la situación real del sistema, tomar una variedad de métodos de prueba, y analizar y razonar los datos de prueba específicos para localizar con precisión el proceso de transmisión de la señal por la cual se puede fallar. Aquí hay algunos resultados típicos de prueba de señal de falla.
Conclusión
Sistema de video de alta definición SDIEn un buen equipo, el cable de alta calidad y la correcta instalación de la premisa, aún deben realizar pruebas de rendimiento profesional para garantizar la continuidad y la corrección del flujo de datos de video de alta velocidad SDI. Debe estar equipado con un generador de señal profesional y un monitor de forma de onda, a través del diagrama ocular y la vibración y otros medios de medición, la instalación del sistema y el trabajo del sistema para proporcionar un monitoreo continuo del rendimiento, para identificar problemas y problemas de diagnóstico. El análisis del diagrama ocular proporciona una verificación visual del estado de la capa física SDI que señala «ojos brillantes» intuitivos para garantizar que los dispositivos de fondo puedan restaurar fácilmente los relojes y los datos. Además, la forma de onda de la fluctuación de fase puede ser un monitoreo continuo adicional de la señal, a fin de lograr el propósito de un diagnóstico en profundidad de las causas de falla.
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