Newsgroups: sfnet.harrastus.audio+video
Subject: Re: Digitaalisiirtoa
References:  
	<[email protected]> 
	<[email protected]>
From: Tomi Holger Engdahl 
Date: 14 Apr 1999 15:36:44 +0300
Message-ID: 
Organization: Helsinki University of Technology, Finland
Lines: 107
X-Newsreader: Gnus v5.3/Emacs 19.34
[email protected] (Tuomas Pantsar) writes:
> Ola Rinta-Koski   wrote:
> >  1) Jos edell{ ykk|sbitin j{nnitetaso ylitt{{ alarajan, on aivan
> >     samantekev{{ kuinka paljon se sen ylitt{{.
> 	Onko? 

On. Varmasti on.

>       T{t{ juuri yrit{n selvitt{{. Tottakai logiikkapiirien
> 	yms. kannalta tuolla ei ole v{li{, mutta miten on DA-muunnin?

Tuollainen D/A-muunnin on kasa logiikkaa, jonka ulostulo sitten
ohjaa ulostulon analogiakytkimi� p��lle ja pois signaalin mukaan.
Tuossa v�liss�� on enemm�n tai v�hemm�n noita digitaaliportteja
ennen kuin noita ulostulopuolen kytkimi� ohjataan ja nekin on tarkasti
p��lle pois tyyppisi�. Eli ei sill� signaalin tarkalla volttitasolla
ole mit��n merkityst� (kunhan on oikean bittiason rajoissa), 
kun tuo signaali kulkee viel� tolkuttoman m��r�n elektroniikkaa l�pi.

Yksinkertaisimmassakin rinnakkaismuotoisessa D/A-muuntimessa
(ei k�ytet� pahemmin audiopuolella nyky��n) tuollaisen CD-soittimelta
tulevan signaalin pit�� ensin l�pik�yd� sarja-rinnakkais-muunnos,
jossa kyll� pienet j�nnitepoikkeamat poistuu, kun tuon muunnoksen
ulostulot ovat tarkkaan joko nollaa tai ykk�st�. Nyky��n suosiossa
olevissa Signa-delta ja 1-bittisill� muuntimilla v�liss� on
kilotolkulla signalaink�sittely� ennen kuin p��st��n kytkem��n
niit� analogisignaalin osia.

> 	Eli tuottaako 1-bittinen muunnin t{sm{lleen saman tuloksen
> 	jos sille sy|tet{{n vaikka tuo +0.9V tai +1.2V? 

Sis��ntulon j�nnite ei vaikuta ulostuloon, kunhan sis��ntuloj�nnite
on sis��ntulossa m��r�ttyjen bittitasojen j�nnitealueella. Jos
ollan ulkopuoella, niin sitten toimitaa ei ole m��ritelty,
mutta t�ll�ist� tilaahan kukaan j�rkev� suunnittelijan kytkent�
ei synnyt� muuntimen ottoon. Jos kyseess� on joku ulkoa
tuleva sis��ntulo, niin sitten ensimm�isen� t�s�s sis��ntulossa
on joko tarkka j�nnitevertailija tai schmitt-liipaisin,
joka muuttaa j�nnitteet tarkasti nolliksi tai ykk�siksi.

> 	Kaapelilla on varmasti jonkinlainen siirtofunktio, joten
> 	vastaanotettava data ei ole juuri sit{, mit{ l{hetettiin.

Kaapelilla on siirtofunktio, joka tietenkin muuttaa l�hetett�v�n
signaalin muotoa, eli se ei ole tarkaan samaa kuin l�hetett�ess�.
Digitaalisignaalin siirtomenetelm�t oon kuitenkin suunniteltu sellaisiksi,
ett� ne toimivat vaikka kaapeli hiukan v��rist��kin kaapelissa
liikkuvien pulssien muotoja. Valitsemalla sopiva modulaatiotapa
ja riitt�v� signaalitaso kohinaan verrattuna saadaan data kyll�
siirtym��n virheett�. CD-soittimen datan siirron tapauksessa
riitt�� hyvin yksinkertainen 'biphase-mark-code' (BMC) kooduastapa
ja noin voltin signaalitaso ett� signaalit liikkuvat kunnolla
virheett� l�pi muutamasta metrist� 75 ohmin koaksiaalikaapelia.
Siirtonopeus on hyvin kaukana kyseisen siirtomedian teoreettisesta
maksimista, joten homma onnistuu oikein ongelmitta t�ll�isell�
yksinkertaisella koodauksella.

> 	Ja luulisin, ett{ kaapeli aiheuttaa _aina_ jotain satunnais-
> 	tyyppist{ virhett{ (gaussin kohinaa), joten tuolla perusteella
> 	luulisin, ett{ ym. ilmi| on mahdollinen. 

Nuo virheet on tuossa S/PDIF-kaapelissa eritt�in ep�todenn�k�inen, koska
tuollaisessa kaapelissa (75 ohmiin koaksiaalikaapeli p��tetty 75 ohmiin)
oleeva pohjakohina on todella paljon liikuteltavia signaaleite heikompi.
Ainahan on mahdollista, mutta eritt�in ep�todenn�k�ist�.

>       Toinen pointti on
> 	tietenkin se, ett{ huonossa kaapelissa l{hetyspulssien
> 	selke{ aaltomuoto h{iriintyy dispersion yms. takia, ja t{m{
> 	voi aiheuttaa ongelmia vastaanottop{{n elektroniikassa.

Tpaahtuu huonolla kaapelilla. Eip� tuo aaltomuoto mitenk��n pahasti
hajoa muutamassa metriss� 75 ohmin koaksiaalikapaapelia (esim. RG59).

> 	L{hinn{ kiinnostaisikin tiet{{, ett{ millaisia mahdollisuuksia
> 	elektroniikalla on korjata t{ll{isi{ "pehmeit{" pulsseja. Onko
> 	siis olemassa komponentteja, joiden ulostulo on t{ysin riippumaton
> 	sis{{nmenev{n pulssin t{sm{llisest{ muodosta tai korkeudesta, vaan
> 	ainoastaan siit{, onko pulssi 1 vai 0 (jonkun kriteerin mukaan
> 	tulkittuna, esim. tuon j{nnitetason) 

Noita eri kriiteerin mukaan tulkitsevia elektroniikkapiirej� on moneen
l�ht��n. Yksi yleisin menetelm� on ett� pulssin tila tulkitaan
j�nnitetasosta joka mitataan pulssin keskelt�. Tuo pulsisn keskipiste
sitten helppo l�yt��n tulevaan dataan lukitun kellogeneraattorin
ohjaaman n�ytteistyspiirin avulla. T�m� menetelm� riitt�� moneen,
ja niin t�ss�kin hommassa. Jos signaali on pahemmin v��ristynyt, niin
sitten tarvitaan paljon monimutkaisempaa signaalink�sittely�
(mm. modeemeissa, GSM-puhelimisaa, uusisa kiintolevyiss�), 
jolla voidaan melkoisesta signaalim�ss�st� tulkita se
todenn�k�isin bittikuvio joka oli l�hetetty.

>       Jos kuvitellaan vaikka
> 	tilanne, ett{ sis{{nmenon j{lkeen on n kpl erilaisia digitaalisia
> 	asteita ennen ulosmenoa, niin luulisin, ett{ on olemassa suuri
> 	n niin, ett{ piiri ei yksinkertaisesti toimi, jos sis{{ntulevat
> 	pulssit ovat liian huonolaatuisia - vaikka ne voitaisiinkin
> 	tulkita virheett|m{sti 0:ksi tai 1:ksi. 

Kun bitit on virheett�m�sti tulkittu nollaksi tai ykk�seksi, niin
sen j�lkeen on ihan saman mit� siell� on. Samoin kuin millaisia
v��ristymi� edess� on, kunhan ykk�set ja nolla on saatu tulkittua
samalla tavoin kuin mit� ne olivat l�hetysp��ss�.

-- 
Tomi Engdahl (http://www.iki.fi/then/)
Take a look at my electronics web pages at http://www.hut.fi/Misc/Electronics/