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EuroWire – Noviembre de 2009
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artículo técnico
observar las reflexiones que se producen
cuando la impedancia no es perfecta.
La
Figura 2
muestra el gráfico de la pérdida
de retorno de un tramo de cable.
La
Figura 2
muestra la pérdida de retorno
hasta 3GHz. Nótese que la pérdida de
retorno actual varía con la frecuencia;
en este ejemplo es superior a –30dB en
la mayor parte del espectro, superando
algunas veces los –40dB, con algunos picos
alrededor de –25dB. Las dos líneas por
encima de éste representan la garantía del
fabricante (la primera) y, la línea más corta
de encima, la línea del límite SMPTE como
se indica en la norma de radiodifusión
SMPTE 292M.
En este ejemplo, la garantía del fabricante
es que cualquier cable dedicado a la HD
no tendrá características inferiores a –23dB
desde 5MHz hasta 850MHz, y –21dB desde
850MHz hasta 3GHz. Esta garantía debería
ser pretendida siempre en componentes
pasivos como cables, conectores, paneles
y cables de conexión, adaptadores y
dispositivos similares. La línea límite
SMPTE por encima de ésa es una pérdida
de retorno de –15dB. La
Tabla 2
muestra
varios valores de pérdida de retorno
respecto a la correspondencia (match)
obtenida: el porcentaje de señal reflejada y
el porcentaje entregado con éxito.
¿Cuánta reflexión?
Incluso con un control de impedancia
muy escaso, y una pérdida de retorno de
–10dB, la reflexión constituye sólo un 10%,
por lo tanto, el 90% de la señal alcanza
su destino. Sin embargo, esta parte de
señal reflejada no sale del cable, como
en el caso de la resistencia, que convierte
una pequeña parte de la señal en calor,
sino que vuelve al chip que envía la
señal. Los primeros diseños de chips
tenían verdaderos problemas con la señal
reflejada, donde niveles de reflexión
inferiores al 10% eran sufi-
cientes para bloquear el fun-
cionamiento del chip. Una
importante mejora del diseño
de los chips conseguida
en los últimos veinte años
ha permitido realizar chips
que soportan y continúan
funcionando con porcentajes
altos de señales reflejadas.
Un dispositivo pasivo ideal
debería tener exactamente
75ohm sin ninguna reflexión,
pero esto no es posible.
Por esta razón, la garantía
sobre la pérdida de retorno,
anteriormente mencionada,
es un requisito fundamental
para optimizar las presta-
ciones HD de cables, conectores y
componentes similares. Nótese también
que el requisito SMPTE para la pérdida
de retorno (–15dB o 3,16% de reflexión)
presenta un margen muy elevado.
Se advierte a los instaladores que
los fabricantes de componentes que
declaran que cumplen la norma SMPTE
simplemente están declarando que sus
componentes no superan el requisito
mínimo, lo que no es un inicio muy
alentador para una instalación.
Conversión al
formato 1080p/60
Cuando se hace una conversión al formato
1080p/60, el reloj es el doble a 1,5GHz,
y el tercer armónico aumenta a 4,5GHz.
El espacio ocupado por la memoria,
la cinta, el disco o el disco duro queda
esencialmente en la mitad para almacenar
estas imágenes, señales de sonido y
metadatos.
Las especificaciones correspondientes son
contenidas en la norma SMPTE 424M. La
pérdida de retorno mínima, según esta
especificación extendida, es de –15dB
a 1,5GHz y de –10dB a 3GHz
[nota 2]
. Los
componentes deberían ser probados a
4,5GHz y se debería dar una cierta garantía
sobre la pérdida de retorno.
Actualmente, un fabricante de cables
prueba habitualmente muchos de sus
cables HD según esta nueva norma para
HD con una garantía de –23dB desde
5MHz hasta 1,6GHz y –21dB desde 1.6GHz
hasta 4,5GHz. Se debería pretender una
garantía similar en todos los dispositivos
pasivos.
Distancia del cable
Las señales digitales presentan un pro-
blema importante con la distancia. Los
chips de recepción pueden efectuar una
corrección de base del error hasta que la
tasa de error se vuelve más alta de la que
el chip puede manejar.
Esto significa que la imagen digital es
perfecta hasta la distancia crítica donde
datos e imagen ya no pueden estar
resueltos. El chip pasa rápidamente de
una imagen perfecta a ninguna imagen
en pocos pies de cable. Este fenómeno
es llamado normalmente “límite digital”
(digital cliff).
El problema real es que un instalador
o usuario puede estar muy cerca del
límite digital y no saberlo. Simplemente
añadiendo un cable de conexión, incluso
un cable hecho específicamente para
señales digitales, el usuario puede superar
el límite digital. En la norma SMPTE
292M, hay una formula para determinar
la distancia máxima de un determinado
cable. Esta fórmula dice simplemente
que cuando la señal disminuye 20dB por
debajo de la frecuencia de reloj, ésta es la
distancia límite.
La
Tabla 3
muestra el tamaño de algunos
cables convencionales con esta distancia
calculada para la HD. La Tabla muestra
también la distancia máxima según la
norma SMPTE 424M, en caso de señales de
1080p/60, también con pérdida de 20dB
a la mitad del reloj.
Sin embargo, las distancias de la
Tabla 3
se
basan en una fórmula, no en aplicaciones
reales. Obviamente, las distancias reales
dependen en gran medida del chip, y
chips de muy buena calidad tendrán
prestaciones mejores en caso de largas
distancias respecto a las indicadas
[nota4]
.
Pérdida de
retorno
Correspondencia
(match)
Reflejada
-10 dB
90%
10%
-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%
Tabla 2
▲
▲
:
Pérdida de retorno frente a la correspondencia (match)
Cable
Diámetro
Distancia HD Distancia 1080p/60
7731A RG-11
0,405"
550
ft
360
ft
1694A RG-6
0,275"
400
ft
270
ft
1505A RG-59
0,235"
310
ft
220
ft
1855A “Mini”
0,159"
260
ft
150
ft
179DT “Micro”
0,100"
110
ft
80
ft
Tabla 3
▼
▼
:
Distancia del cable por tipo de cable y señal