EoW November 2009

technischer artikel

Großteil des Spektrums, gelegentlich über -40dB, mit einigen Spitzen um –25dB. Die beiden d a r ü b e r l i e g e n d e n Linien sind zunächst die Herstellergarantie und die kürzere Linie oben, die SMPTE-Grenzlinie, wieimRundfunkstandard SMPTE 292M erwähnt. der Hersteller, daß alle die für HD vorgesehenen Kabel nicht unter –23dB von 5MHz bis 850MHz, und –21dB von 850MHz bis 3GHz liegen werden. Eine derartige Garantie In diesem Beispiel gewährleistet

Installateure werden gewarnt, daß die Komponentenhersteller, die behaupten die SMPTE-Standards zu erfüllen, lediglich darauf hinweisen, daß deren Komponenten nicht besser als die Mindestanforderung sind, was keine besonders positive Weise ist, eine Installation zu beginnen.

Rückflussdämpf- ung

Anpassung

Reflektiert

-10 dB

90%

10%

-15 dB

96,84%

3,16%

-20 dB

99%

1%

-21 dB

99,21%

0,79%

Umwandelung auf 1080p/60

-23 dB

99,5%

0,5%

-25 dB

99,68%

0,32%

Wenn umgewandelt wird, ist der Takt auf 1,5GHz verdoppelt, und die dritte Harmonische steigt auf 4,5GHz. Speicherplatz, Band-, Disketten- Festplattenspeicher werden im Wesent- lichen halbiert, um diese Bilder, Audio und Metadaten zu speichern. Die entsprechenden Standards dazu sind in SMPTE 424M enthalten. Der Mindestwert der Rückflussdämpfung unter dieser erweiterten Spezifikation entspricht –15dB bis 1,5GHz und –10dB bis 3GHz [Anmerkung2] . Die Komponenten sollten bei 4,5GHz geprüft werden und eine bestimmte Rückflussdämpfungsgarantie sollte erteilt werden. Ein Kabelhersteller prüft heutzutage routinemäßig viele seiner HD-Kabel entsprechend diesem neuen HD-Standard mit einer Garantie von –23dB, von 5MHz bis 1,6GHz und –21dB von 1,6GHz bis 4,5GHz. Eine ähnliche Garantie sollte für alle passiven Einrichtungen verlangt werden. Kabelabstand Digitale Signale haben ein signifikantes Problem mit dem Abstand. Empfangschips können eine grundlegende Fehlerkorrektur durchführen, bis die Fehlerrate größer wird, als der Chip sie handhaben kann. Das bedeutet, daß das Digitalbild perfekt ist bis zum kritischen Abstand, wo die Daten und das Bild nicht mehr aufgelöst werden können. Das Chip geht schnell vom perfekten Bild auf „kein Bild“ über, in einem Abstand von lediglich einigen Fuß Kabel. Das wird gängig als digitale Klippe (digital cliff) bezeichnet. Die wahre Sorge ist, daß ein Installateur oder Verbraucher nur Zoll von der Klippe entfernt sein könnte ohne es zu wissen. Durch die einfache Einfügung eines Patchkabels, selbst wenn es sich um ein Patchkabel handelt, das spezifisch für Digitalsignale hergestellt wurde, könnte der Verbraucher dieses Signal über die Klippe hinaus schieben. Im SMPTE 292M-Standard steht eine Formel um den Höchstabstand eines jeglichen Kabels zu bestimmen. auf 1080p/60

-30 dB

99,9%

0,1%

-35 dB

99,97%

0,03%

-40 dB

99,99%

0,01%

Tabelle 2 ▲ ▲ :

Rückflussdämpfung im Vergleich zur Anpassung

Zumindest Kabelhersteller, der ein Kabel über 3GHz hinaus prüfen möchte, auf kundenspezifische Netzwerke zurückgegriffen, die für deren Netzwerkanalysten hergestellt wurden [Anmerkung1] . Da die dritte Harmonische dem 1080p/60 Takt 4,5GHz (1,5 x 3 = 4,5) entspricht, sind die Prüfgeräte und die Anpassnetzwerke zu überprüfen und entsprechend dieser hohen Frequenzen zu untersuchen. Was sollte man prüfen? Während Grundprüfungen für Kabel bestehen, wie z. B. Dämpfung, sind auch andere Prüfungen verfügbar, die bedeutungsvollere Ergebnisse im Bereich der Hochfrequenz von HD und darüber hinaus bieten. Eine Schlüsselprüfung darunter ist die Rückflussdämpfung. Die Rückflussdämpfung prüft eine Einrichtung, ein Kabel, einen Stecker oder jegliche anderen passiven Teile hinsichtlich deren Impedanzübereinstimmung. 75 Ohms wurde für alle passiven Einrichtungen ausgewählt, da diese Impedanz die niedrigste Dämpfung mit geringen Niederspannungssignalen, wie Videosignale, bietet. Demzufolge sollten alle genau 75 Ohms entsprechen. Dennoch kann nichts wirklich genau sein. einer traditionellen Weise auf die Impedanz achten könnte, besteht eine leistungs- fähigere Weise darin auf die Reflektionen zu schauen, die entstehen, wenn die Impedanz nicht perfekt ist. Bild 2 zeigt das Rückflussdämpfungsdiagramm eines Kabelstücks. Bild 2 zeigt die Rückflussdämpfung bis zu 3GHz. Zu bemerken ist, daß die tatsächliche Rückflussdämpfung mit der Frequenz variiert, im vorliegenden Beispiel ist dies über –30dB für den hat ein Während man entsprechend

sollte immer für passive Komponenten, wie z. B. Kabel, Stecker, Patchpanels, Patchkabel, Adapter und ähnliche Einrichtungen verlangt werden. Die darüberliegende SMPTE-Grenzlinie entspricht –15dB Rückflussdämpfung. Tabelle 2 zeigt verschiedene Werte der Rückflussdämpfung im Vergleich zur erzielten Anpassung: der Prozentsatz des reflektierten Signals und der erfolgreich übertragene Prozentsatz. Wieviel Reflektion? Selbst bei sehr geringer Impedanzregelung und einer Rückflussdämpfung von –10dB, entspricht die Reflektion lediglich 10%, d.h. 90% des Signals erreichen ihr Ziel. Dieses reflektierte Signal verläßt das Kabel jedoch nicht - wie bei der Wirkung eines Widerstands, wo ein winziger Teil des Signals in Wärme umgewandelt wird - sondern kehrt zum Chip zurück, der das Signal aussendet. Die früheren Chipentwürfe hatten echte Probleme mit reflektiertem Signal, und Reflektionsniveaus unter 10% waren öfters ausreichend um das Funktionieren des Chips zu stoppen. Eine wichtige Verbesserung des Chipentwurfs in den letzten zwei Jahrzehnten liegt in der Fähigkeit einer großen Menge reflektierter Signale zu widerstehen und damit weiterhin zu funktionieren. Die ideale passive Einrichtung sollte genau 75 Ohms ohne jegliche Reflektion entsprechen, jedoch ist dies nicht möglich. Hier ist die vorher erwähnte Garantie der Rückflussdämpfung eine grundlegende Anforderung um die HD-Leistung von Kabeln, Steckern oder ähnlichen Komponenten zu maximieren. Zu bemerken ist ebenfalls, daß die Rückflussdämpfungsanforderung von SMPTE (–15dB oder 3,16% Reflektion) äußerst flexible ist.

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EuroWire – November 2009