+ Reply to Thread
Page 1 of 3 1 2 3 LastLast
Results 1 to 10 of 30

Thread: Δοκιμή ομοαξονικών καλωδίων για ψηφιακό audio - Hors d'oeuvres...

  1. #1

    Lightbulb Δοκιμή ομοαξονικών καλωδίων για ψηφιακό audio - Hors d'oeuvres...

    Υποθέτω ότι έχει ήδη διαρρεύσει ότι στο avmentor.gr ετοιμάζεται μια συγκριτική δοκιμή ομοαξονικών καλωδίων για μεταφορά ψηφιακού σήματος. Έχουν μαζευτεί πολλά κι ενδιαφέροντα κομμάτια και αυτή είναι η περίοδος που ετοιμάζονται οι μετρήσεις. Υπάρχουν αρκετά πράγματα που μπορεί να κάνει κανείς και σκοπεύω να παρουσιάσω εδώ κάποια δείγματα της μεθοδολογίας που πιθανόν θα χρησιμοποιηθεί τελικώς.
    Μια από τις πρώτες ιδέες για την αξιολόγηση μιας ψηφιακής γραμμής μεταφοράς είναι να εξαταστεί αν παίζει ρόλο στην μεταφορά ενός σήματος που έχει ήδη πρόβλημα από την πηγή. Για τον σκοπό αυτό μπορεί να γίνει εισαγωγή θορύβου (ευρέως φάσματος) και να μετρηθούν τα σφάλματα τα οποία ανιχνεύονται στο ψηφιακό interface ενός dac στην είσοδο του οποίου συνδέεται το καλώδιο. Το ωραίο στην υπόθεση είναι ότι η μέτρηση των σφαλμάτων πρέπει να γίνει εσωτερικά στον dac με απευθείας data scoping στο σχετικό ολοκληρωμένο κύκλωμα. Όλα τα ψηφιακά interfaces (εδώ είναι ένα CS8412) έχουν τα σχετικά pins όπου εμφανίζεται λογικό "1" όταν ανιχνευθεί σφάλμα στο σήμα εισόδου. Η φωτό που ακολουθεί δείχνει την σύνδεση του λογικού αναλυτή επάνω στο τσιπ:

    logic_pod.jpg

    Ακόμη και με σχετικώς ισχυρό θόρυβο, τα σφάλματα είναι σποραδικά. Για το λόγο αυτό η μέτρηση διαρκεί αρκετό χρόνο (εδώ, 60 δευτερόλεπτα) και μπορεί να βγεί ένας μέσος όρος ανα δευτερόλεπτο (ή ακόμη και ανά 1000 δείγματα, αφού ξέρουμε τον αριθμό των δειγμάτων που συνολικά έχουν περάσει). Αυτό που φαίνεται στον λογικό αναλυτή είναι κάτι τέτοιο:

    error_rate.jpg

    Ο ρυθμός των σφαλμάτων είναι οι παλμοί στα δύο τελευταία traces (#6 και #7) τα οποία αντιστοιχούν στα pins ERF και VERF του CS8412 (για όσους έχουν το data sheet)
    Επειδή η οριζόντια κλίμακα είναι πολύ μεγάλη (1s/DIV) δεν είναι σαφές το τι ακριβώς γίνεται. Φαίνεται όμως καλύτερα εδώ:

    error_flag.jpg

    50μS μετά τον πρώτο κάθετο δρομέα εμφανίζεται ένα σφάλμα το οποίο αντιστοιχεί σε ένα λογικό "1" στα pins ERF και VERF. Το ψηφιακό interface κάνει αυτό που είναι προγραμματισμένο να κάνει: Επαναλαμβάνει το προηγούμενο δείγμα. Το δείγμα (δηλαδή η ψηφιακή λέξη) φαίνεται στο trace #5 και αντιστοιχεί στο δεξί κανάλι. Αυτό το καταλαβαίνουμε διότι εμφανίζεται κατά το λογικό "0" στο trace #4 όπου φαίνεται το σήμα στο pin FSYNC του interface. Το σήμα που αντιστοιχεί στο λογικό "1" είναι η λέξη του αριστερού καναλιού. Μπορείτε να επιβεβαιώσετε ότι είναι, όντως, το προηγούμενο δείγμα αν πάτε στο ακριβώς προηγούμενο "0" του FSYNC (κινούμενοι αριστερά) όπου φαίνεται ότι η αλληλουχία των (πολύ στενών) παλμών είναι η ίδια.

    Κάποια νούμερα (τα οποία φυσικά αποτελούν πειραματικά αποτελέσματα ακόμη):

    Καλώδιo RG59 (75Ω): 459 σφάλματα/min, 7.6 σφάλματα/sec
    Καλώδιο RG58 (50Ω): 558 σφάλματα/min, 9,3 σφάλματα/sec
    DUT #1: 510 σφάλματα/min, 8.5 σφάλματα/sec
    DUT #2: 656 σφάλματα/min, 10.9 σφάλματα/sec
    DUT #3: 464 σφάλματα/min, 7.7 σφάλματα/sec

  2. Default

    Quote Originally Posted by dStam View Post
    Όλα τα ψηφιακά interfaces (εδώ είναι ένα CS8412) έχουν τα σχετικά pins όπου εμφανίζεται λογικό "1" όταν ανιχνευθεί σφάλμα στο σήμα εισόδου.
    Ντεν καταλαβαίνει. Εφόσον οι μετρήσεις αφορούν σε ψηφιακά καλώδια που συνδέουν transport με DAC, αυτό σημαίνει ότι η σύνθεση του προς μεταφοράν σήματος έχει ήδη γίνει και τα (όποια) σφάλματα έχουν διορθωθεί. To DAC πώς είναι εις θέσιν να αντιληφθεί τι είναι "σφάλμα"? Δεν έχει στη διάθεσή του κάποια "σωστή" εκδοχή του σήματος για να συγκρίνει. Κάνω κάποιο λάθος?
    "Θαυμάζω την κομψότητα της μεθόδου σας. Πρέπει να είναι ωραίο να καλπάζεις με το άλογο των αληθινών Μαθηματικών, ενώ εμείς οι υπόλοιποι αγκομαχάμε στον ποδαρόδρομο" - ο Άλμπερτ Άινσταϊν στον Τούλλιο Λέβι-Τσίβιτα

  3. #3

    Default

    Αναφέρεσαι, προφανώς, στην διόρθωση των σφαλμάτων ανάγνωσης από τον οπτικό δίσκο (με τεχνικές όπως ο κώδικας Reed-Solomon κ.λπ). Aυτό, όντως γίνεται στην πλευρά του τρανσπορτ (ούτως ή άλλως εδώ δεν έχουμε τρανσπόρτ, έχουμε μια γεννήτρια δεδομένων S/PDIF). Τα ψηφιακά interface κάνουν ανίχνευση σφαλμάτων που δημιουργούνται κατά την μετάδοση του σήματος. Η βιβλιογραφία αναφέρει τρείς τέτοιους ελέγχους:

    1. Parity checking (σε κάθε δείγμα για την ορθή λήψη των ψηφίων)
    2. Bi-phase coding violation (σε κάθε δείγμα για να εξασφαλιστεί ότι έχει γίνει/διατηρηθεί η κωδικοποίηση FM1 η οποία χρησιμοποιήται για την καλύτερη μετάδοση των δεδομένων) και,
    3. Ξε-κλείδωμα του PLL (προφανές... -άμα το παρακάνεις! )

    Το data sheet του συγκεκριμένου interface (και υποθέτω όλων των στάνταρντ που χρησιμοποιούνται σήμερα) αναφέρει ότι σε περίπτωση σφάλματος απλώς επαναλαμβάνει το προηγούμενο δείγμα (δεν κάνει υπολογισμούς για να το αντικαταστήσει).
    Last edited by dStam; 04-21-2011 at 12:04 PM.

  4. Default

    Διόρθωση στο περίπου δηλαδή. Και αυτό το σενάριο:
    Quote Originally Posted by dStam View Post
    εισαγωγή θορύβου (ευρέως φάσματος) ...... Ακόμη και με σχετικώς ισχυρό θόρυβο, τα σφάλματα είναι σποραδικά
    πόσο ρεαλιστικό είναι? Είναι κάτι που έχει σχέση με την καθ' ημέραν πράξη, ή επελέγη απλώς επειδή δεν μπορούσαμε να σκεφτούμε κάτι προσφορότερο?
    "Θαυμάζω την κομψότητα της μεθόδου σας. Πρέπει να είναι ωραίο να καλπάζεις με το άλογο των αληθινών Μαθηματικών, ενώ εμείς οι υπόλοιποι αγκομαχάμε στον ποδαρόδρομο" - ο Άλμπερτ Άινσταϊν στον Τούλλιο Λέβι-Τσίβιτα

  5. #5

    Default

    Διόρθωση στο περίπου δηλαδή.
    Στη φάση αυτή μιλάμε για καθόλου διόρθωση. Το interface απλώς επαναλαμβάνει το προηγούμενο δείγμα. Ωστόσο, υπάρχει η δυνατότητα να πραγματοποιηθεί interpolation από το ψηφιακό φίλτρο που ακολουθεί. Η οδηγία για να δημιουργηθεί ένα τεχνητό ενδιάμεσο δείγμα για να αντικαταστήσει αυτό που λείπει δίνεται από το pin VERF το οποίο δεν ακολουθεί απλώς το ERF αλλά είναι η έξοδος ενός λογικού "OR" με άλλους δείκτες σφαλμάτων που επίσης προσφέρει το interface.

    Είναι κάτι που έχει σχέση με την καθ' ημέραν πράξη, ή επελέγη απλώς επειδή δεν μπορούσαμε να σκεφτούμε κάτι προσφορότερο?
    Είναι μια δυνατότητα που προσφέρει το σύστημα μέτρησης μέσα από ένα πακέτο ρύθμισης παραμέτρων οι οποίες έχουν ως στόχο να αναδείξουν την δυνατότητα ενός ψηφιακού interface (το οποίο περιλαμβάνει το στάδιο εξόδου, την γραμμή μεταφοράς και το στάδιο εισόδου του DAC) να ανταπεξέλθει όταν το σήμα δεν έχει καλή ποιότητα. Κατά τη διάρκεια των πειραματικών μετρήσεων χρειάστηκε αρκετός θόρυβος για να αρχίσουν να εμφανίζονται σφάλματα και δεν μπορώ να πω με βεβαιότητα ότι τέτοια στάθμη θορύβου είναι, όντως, ρεαλιστική. Ωστόσο, το πείραμα έδειξε μια κάποια εξάρτηση από το καλώδιο και σκέπτομαι ότι θα ήταν ενδιαφέρον να περιληφθούν τα δεδομένα αυτά. Είναι σημαντικό να εξηγηθεί το ότι δεν είναι το καλώδιο που δημιουργεί τα σφάλματα. Η κυματομορφή φαίνεται να παραμορφώνεται έντονα κάτω από τέτοιες συνθήκες, πριν εισέλθει στη γραμμή μεταφοράς. Κρίνοντας οπτικά, είναι πραγματικά θαυμαστό το ότι το PLL κλειδώνει επάνω σε τέτοιο σήμα και παράγει ένα master clock που είναι ακριβές! Αυτό που διερευνάται είναι αν κάποια καλώδια βοηθούν ή όχι το front end του μετατροπέα να ανταπεξέλθει καλύτερα.

  6. Default

    Εξετάζεις ομοαξονικά καλώδια με βύσματα bnc ή xlr?
    "Θαυμάζω την κομψότητα της μεθόδου σας. Πρέπει να είναι ωραίο να καλπάζεις με το άλογο των αληθινών Μαθηματικών, ενώ εμείς οι υπόλοιποι αγκομαχάμε στον ποδαρόδρομο" - ο Άλμπερτ Άινσταϊν στον Τούλλιο Λέβι-Τσίβιτα

  7. #7

    Default

    Η δοκιμή αφορά σε ομοαξονικά καλώδια κατάλληλα για μεταφορά σημάτων s/pdif. Συμμετέχουν προϊόντα με διάφορα μήκη, τερματισμένα είτε με rca, είτε με bnc.

  8. Default

    Θα είναι ενδιαφέρον, όταν ολοκληρώσεις το τεστ, να κάνεις μία τυφλή δοκιμή (π.χ. ανάμεσα στο "καλύτερο" και το "χειρότερο" καλώδιο) υπό καθεστώς ηλεκτρικού θορύβου και να δεις αν υπάρχουν ακουστές διαφορές.
    "Θαυμάζω την κομψότητα της μεθόδου σας. Πρέπει να είναι ωραίο να καλπάζεις με το άλογο των αληθινών Μαθηματικών, ενώ εμείς οι υπόλοιποι αγκομαχάμε στον ποδαρόδρομο" - ο Άλμπερτ Άινσταϊν στον Τούλλιο Λέβι-Τσίβιτα

  9. #9

    Lightbulb Hors d'oeuvres, part 2: Eye Patterns

    Ένα χρήσιμο εργαλείο (και ίσως το μοναδικό για το οποίο υπάρχει συγκεκριμένη προδιαγραφή όσον αφορά το πρωτόκολλο S/PDIF) είναι το διάγραμμα που ονομάζεται Eye Pattern. Αρχικώς φαίνεται κάπως πολύπλοκο αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι παρά η υπέρθεση της μιας ψηφιακής λέξης επάνω στην άλλη. Αν οι λέξεις είχαν απόλυτη χρονική ακρίβεια τότε θα συνέπιπταν και το διάγραμμα θα φαινόταν ως μονογραμμικό. Αν μάλιστα οι χρόνοι ανύψωσης των παλμών ήταν οι θεωρητικώς μηδενικοί, τότε το διάγραμμα αυτό θα ήταν δύο παράλληλες γραμμές. Ο προσδιορισμός του "οφθαλμού", στην περίπτωση των καλωδίων είναι πολύ απλός: Το υπό δοκιμήν καλώδιο συνδέει την έξοδο της γεννήτριας S/PDIF με την είσοδο του αναλυτή. Αυτό που πέρνουμε είναι κάπως έτσι:

    eye_pattern_rg59.jpg

    Το συγκεκριμένο διάγραμμα είναι ενός καλωδίου RG59. Στο διάγραμμα αυτό φαίνεται κατ' αρχήν το πλάτος του σήματος (τυπικά θα πρέπει να είναι 0.500mVpp, γιατί αυτή είναι η προδιαγραφή και αυτό το πλάτος έχει επιλεγεί). Στην συνέχεια, φαίνεται ο θόρυβος που μεταφέρεται από τη γραμμή (το πλάτος τον οριζόντιων τμημάτων είναι η ασάφεια που δημιουργεί ο θόρυβος καθώς προστίθεται στο σήμα) και, τέλος, μπορούμε να δούμε αν υπάρχει ασάφεια στον οριζόντιο άξονα, κυρίως στο σημείο διέλευσης από το μηδέν. Η ασάφεια στο σημείο αυτό είναι ένας από τους τέσσερεις διαφορετικούς τύπους jitter που μπορούμε να μετρήσουμε.
    Ο κόκκινος οδηγός στο κέντρο του οφθαλμού είναι οι ελάχιστες προδιαγραφές που προτείνει το AES για την ασάφεια στην στάθμη (200mVpp) και την ασάφεια στον χρόνο (80nS). Όσο το σήμα βρίσκεται έξω από τα όρια αυτά (ο οφθαλμός είναι "ανοικτός") τότε το ψηφιακό interface θεωρείται επαρκές.
    Οι μετρήσεις jitter για το συγκεκριμένο καλώδιο είναι:
    Sampling Jitter: 1.15nS
    Data Jitter: 1.07nS
    Zero crossing Jitter: 0.4nS
    Eye-narrowing jitter: 7.5nS

    Ένα αρκετά ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του συγκεκριμένου διαγράμματος είναι ο χρόνος ανόδου του. Ορίζεται κλασικά (ο χρόνος που απαιτείται για την κυματομορφή ώστε αυτή να φτάσει από το 10% της στάθμης της στο 90%) και είναι ένα δείγμα του πόσο "γρήγορη" είναι η γραμμή μεταφοράς. Η μέτρηση μπορεί να γίνει οπουδήποτε αλλά καλό είναι να χρησιμοποιήσουμε ένα σημείο που η κυματομορφή είναι πιο "καθαρή". Επιλέγοντας το preamble ενός από τα δύο κανάλια (το διάκενο μεταξύ των δεδομένων του ενός καναλιού από το άλλο) πέρνουμε ένα διάγραμμα σαν αυτό:

    preamble_rise_time_rg59.jpg

    Η μέτρηση μπορεί να γίνει στο μέτωπο του παλμού που προηγείται της "λέξης" η οποία ακολουθεί λίγο αργότερα.
    Για το καλώδιο RG59 ο χρόνος ανόδου ήταν 24.8nS. Άλλες μετρήσεις:
    RG58: 30.6nS
    DUT1: 23.9nS
    DUT2: 28nS
    DUT3: 24.8nS

    Οι παρατηρητικοί θα διαπιστώσουν, ίσως, ότι η στάθμη στη μέτρηση αυτή είναι πολύ υψηλότερη. Πράγματι, για να μειωθεί η παρουσία του θορύβου (και να γίνει η καμπύλη καθαρότερη και πιο σαφής) έχει επιλεγεί η υψηλότερη επιτρέπτή από το πρωτόκολλο S/PDIF στάθμη η οποία είναι 2.5Vpp.

  10. Default

    Quote Originally Posted by dStam View Post
    Eye Pattern
    ÁõôÜ åßíáé!
    Quote Originally Posted by dStam View Post
    Ý÷åé åðéëåãåß ç õøçëüôåñç åðéôñÝðôÞ áðü ôï ðñùôüêïëëï S/PDIF óôÜèìç ç ïðïßá åßíáé 2.5Vpp
    Íá ìßá ìÝôñçóç ðïõ ìðïñåßò íá ðñïóèÝóåéò óôéò äïêéìÝò óïõ.
    "Θαυμάζω την κομψότητα της μεθόδου σας. Πρέπει να είναι ωραίο να καλπάζεις με το άλογο των αληθινών Μαθηματικών, ενώ εμείς οι υπόλοιποι αγκομαχάμε στον ποδαρόδρομο" - ο Άλμπερτ Άινσταϊν στον Τούλλιο Λέβι-Τσίβιτα

+ Reply to Thread

Posting Permissions

  • You may not post new threads
  • You may not post replies
  • You may not post attachments
  • You may not edit your posts