ARGOMENTI DEL SISTEMA

La distribuzione del segnale, re-clocking

Quindi un segnale video può essere digitale ma il mondo attraverso il quale questo segnale passa è analogico. Di conseguenza è importante considerare la distorsione che l'analogico apporta al segnale digitale. Questa comprende: perdita in risposta in frequenza causata dall'attenuazione del cavo, distorsione di fase, rumore, jitter del clock, spostamento della posizione di 0 DC dovuta all'accoppiamento della AC.

Mentre un segnale digitale manterrà la capacità di comunicare i suoi dati nonostante un certo grado di distorsione, esiste un punto al di sotto del quale i dati non saranno più ricostruibili. La lunghezza dei cavi è il principale fattore di introduzione di distorsione nel segnale.

La maggior parte delle macchine digitali effettuano una qualche forma di equalizzazione e di rigenerazione su tutti gli ingressi per compensare le diverse lunghezze dei cavi. Se si considera il caso specifico degli amplificatori di distribuzione e delle matrici di commutazione esistono diversi approcci che possono essere usati; amplificatori a larga banda, amplificatori digitali a larga banda, amplificatori digitali di rigenerazione.

Prendiamo in esame per primo l'ultimo caso citato, la rigenerazione di un segnale digitale in generale significa ricostruire i dati da un segnale in ingresso e trasmetterli con una forma d'onda pulita usando una sorgente di clock stabile. La rigenerazione di un segnale digitale permette la sua ulteriore trasmissione in avanti e sostiene maggiormente il segnale che ha già subito qualche distorsione analogica. La rigenerazione in generale usa le caratteristiche del segnale in ingresso, per esempio il clock auto-estratto, per produrre l'uscita.

Nel video seriale digitale esistono due modi di rigenerare: seriale e parallelo.

La rigenerazione seriale è la più semplice. Consiste nell'equalizzazione del cavo, nella rigenerazione del clock, la ricostruzione dei dati e la ritrasmissione dei dati usando il clock ricostruito.  Un oscillatore agganciato in fase (PLL) con un LC (induttanza/capacità) o RC (resistor/capacitor) rigenera la frequenza del clock seriale, un processo chiamato "reclocking".

La rigenerazione parallela è più complessa. Essa coinvolge 3 passi: la deserializzazione, il reclocking parallelo di solito usando un tempo di base controllato da un cristallo e la serializzazione.

Ogni forma di rigenerazione può ridurre il jitter al di fuori della larghezza di banda del suo PLL ma il jitter all'interno della larghezza di banda del loop sarà riprodotta e può accumularsi in modo significativo a ogni rigenerazione.

Un rigeneratore seriale ha una larghezza di banda del loop dell'ordine di diverse centinaia di KHz sino a qualche MHz. Un rigeneratore parallelo ha una banda più stretta , nell'ordine di diversi Hz.

Di conseguenza un rigeneratore parallelo può ridurre il jitter di una quantità maggiore di un rigeneratore seriale alle spese di una maggior complessità. In aggiunta il jitter in una base di tempo controllata da un cristallo (rigeneratore parallelo) è molto minore di un oscillatore LC o RC che controlla la base di tempo (rigeneratore seriale).

I rigeneratori seriali ovviamente non possono eseguire un numero illimitato di volte l'operazione di rigenerazione in quanto il jitter del PLL  si assommerebbe via via e perché il clock è autoestratto dal segnale in ingresso. La rigenerazione seriale, di solito, può essere eseguita dozzine di volte prima che si renda necessaria una rigenerazione parallela. Un jitter che è andato aumentando sino a un livello eccessivo può causare un blocco del sistema. L'accettazione della quantità di jitter per un ricevitore seriale deve quindi essere presa in considerazione e gestita dal sistema, questo punto verrà discusso più avanti.

Una rigenerazione ove un clock di riferimento viene usato per produrre un'uscita può essere eseguita un numero illimitato di volte e eliminerà ogni jitter che si è andato accumulando in una serie di operazioni di rigenerazione.

Questo tipo di rigenerazione avviene nelle macchine principali come VTR, mixer video, effetti digitali che usino un riferimento esterno per effettuare i loro processi digitali. Pertanto la rigenerazione può avvenire in modo perfetto, l'unica limitazione sono le considerazioni economiche.

Un approccio completamente diverso alla distribuzione del segnale è l'uso di matrici di commutazione a larga banda ma esistono molte limitazioni.

È vero che le matrici analogiche di distribuzione a larga banda  ( più di 100 MHz) lascerebbero passare il segnale di 143 Mb/s seriale; tuttavia esse non hanno precisamente le specifiche richieste per i 270 Mb/s e 360 Mb/s.

Con matrici progettate per la commutazione di segnali a larga banda analogici la caratteristica di risposta in frequenza avrebbe un effetto negativo sul segnale. I ricevitori che lavorano con il segnale della SMPTE 259M si aspettano di ricevere un segnale trasmesso da una sorgente standard e attenuato dal cavo coassiale con una perdita in frequenza secondo la citata:

Qualsiasi deviazione da 6 dB per ottava supererà la larghezza di banda di 1 MHz sopra alla frequenza di clock e provocherà un'operatività impropria dell'equalizzatore automatico nel ricevitore seriale.

In generale questo è un problema importante in quanto le matrici analogiche sono progettate per avere una risposta piatta sino a una certa larghezza di banda e quindi cadere secondo un certo inviluppo che può o non può essere di 6 dB per ottava. È la differenza tra "il dentro la banda" e "il fuori dalla banda" che genera il problema.

Tra questi due estremi esistono matrici di commutazioni seriali digitali che non fanno il re-clock del segnale. Questo tipo di matrici di solito lavorano in modo adeguato a qualsiasi frequenza di clock per la quantità di cavo compreso dalle loro specifiche. Tuttavia queste specifiche sono di solito più corte di quelle delle matrici che effettuano il re-clock.