Электрический интерфейс

В различных стандартах последовательного цифрового интерфейса используется один (и более) коаксиальный кабель волновым сопротивлением 75 Ом с разъёмами типа BNC. Такой же кабель используется для аналогового композитного видео, но для цифрового потока предпочтительнее кабели более высокого качества. Размах сигнала 800 мВ (±10 %). Затухание сигнала при передаче на большие расстояния могут компенсироваться на приёмной стороне, что делает возможным передачу потока 270 Мбит/с на расстояние до 300 м. Для HD-потоков расстояние обычно не более 100 м.

Для передачи цифрового компонентного некомпрессированного видеосигнала используется канальное кодирование с модифицированным кодом без возвращения к нулю (БВНМ) в сочетании со скремблированием. Интерфейс является самосинхронизируемым. Кадровая синхронизация осуществляется специальным синхронизирующим пакетом данных, состоящим из последовательности подряд идущих 10 единиц и 20 нулей (20 единиц и 40 нулей для HD).

Стандарты

Стандарт	Название	Битрейт	Примеры видеоформатов
SMPTE 259M	SD-SDI	270 Мбит/с, 360 Мбит/с, 143 Мбит/с, и 177 Мбит/с	480i, 576i
SMPTE 344M	ED-SDI	540 Мбит/с	480p, 576p
SMPTE 292M	HD-SDI	1,485 Гбит/с и 1,485/1,001 Гбит/с	720p, 1080i
SMPTE 372M	Dual Link HD-SDI	2,970 Гбит/с и 2,970/1,001 Гбит/с	1080p
SMPTE 424M	3G-SDI	2,970 Гбит/с и 2,970/1,001 Гбит/с	1080p

Скорости передачи данных[править | править исходный текст]

Для передачи SDI используются следующие скорости потока:

• Для видеоустройств стандартной четкости, как установлено стандартом SMPTE 259M, возможны потоки 270 Мбит/с, 360 Мбит/с, 143 Мбит/с и 177 Мбит/с. Наиболее распространенная скорость потока — 270 Мбит/с, тем не менее, иногда встречается и 360 Мбит/с интерфейс (используется для широкоэкранного видео стандартной четкости). Интерфейсы 143 и 177 Мбит/с предназначены для передачи композитного видео (PAL или NTSC) в цифровой форме и ныне считаются устаревшими.

• Для передачи цифрового видео улучшенного качества с прогрессивной разверткой (в основном 525p) установлено несколько 540 Мбит/с интерфейсов, включающих также интерфейс, состоящий из двух физических соединений 270 Мбит/с интерфейсов. Встречается довольно редко.

• Для устройств ТВЧ, интерфейс SDI определен стандартом SMPTE 292M. Установлены два потока — 1,485 Гбит/с и 1,485/1,001 Гбит/с. Коэффициент 1/1,001 введен, чтобы обеспечить SMPTE 292M поддержку видеоформатов с частотой кадров 59,94 Гц, 29,97 Гц и 23,98 Гц, для совместимости наверх с существующими системами NTSC. Версия стандарта 1,485 Гбит/с поддерживает и другие широко распространенные форматы с частотой кадров 60 Гц, 50 Гц, 30 Гц, 25 Гц и 24 Гц. Таким образом при номинальной скорости потока 1,5 Гбит/с возможна передача обеих версий стандарта.

• Для устройств телевидения сверхвысокой четкости, требующих более высокой четкости, частоты кадров или глубины цвета, чем предоставляется возможным в интерфейсе HD-SDI, стандарт SMPTE 372M определяет интерфейс с двумя физическими соединениями. Этот интерфейс состоит из двух подключений SMPTE 292M, функционирующих в параллели. В частности, поддерживается формат 1080p (4:2:2, 10-бит) c частотой кадров 60 Гц, 59,94 Гц и 50 Гц, а также и с 12-битной глубиной цвета, RGB- кодированием и цветовой дискретизацией 4:4:4.

• Интерфейс, именуемый 3 Гбит/с (более точно — 2,97 Гбит/с, но чаще упоминается, как «3-гигабитный») стандартизован SMPTE 424M. Стандарт поддерживает все характеристики, поддерживаемые двойным интерфейсом 1,485 Гбит/с, а для передачи требуется только один кабель, а не два.

5.  Фильтры высоких и низких частот - это электрические цепи, состоящие из элементов, обладающих нелинейной АЧХ - имеющих разное сопротивление на разных частотах.         Частотные фильтры можно поделить на фильтры верхних (высоких) частот и фильтры нижних (низких) частот. Почему чаще говорят «верхних», а не «высоких» частот? Потому, что в звукотехнике низкие частоты заканчиваются 2 килогерцами и начинаются высокие частоты. А в радиотехнике 2 килогерца это другая категория – частота звука, а значит «низкая частота»! В звукотехнике есть ещё понятие - средние частоты. Так вот, фильтры средних частот, это, как правило, либо комбинация двух фильтров нижних и верхних частот, либо другого рода полосовой фильтр. 

Фильтры — это частотно-избирательные устройства, которые пропускают или задерживают сигналы, лежащие в определенных полосах частот.  Фильтры можно классифицировать по их частотным характеристикам, что в условном виде показано на рис. 1. На этом рисунке изображены характеристики фильтра нижних частот(ФНЧ), фильтра высоких частот (ФВЧ), полосового фильтра (ПФ) и полосно-подавляющего фильтра (ППФ). Основная функция любого фильтра заключается в том, чтобы ослабить сигналы, лежащие в определенных полосах частот, внести в них различные фазовые сдвиги или ввести временную задержку между входным и выходным сигналами. T(s) =  = ,  где s — оператор Лапласа; N(s) — полином числителя; D(s) — полином знаменателя; b_m…b₀ — вещественные коэффициенты полинома числителя; d_n…d₀ — вещественные коэффициенты полинома знаменателя: T(s) — передаточная функция схемы. Заметим, что для реальных схем nm. Полиномы N(s) и D(s) можно разложить на множители первого и второго порядков с вещественными коэффициентами. Следовательно, нужную характеристику можно получить, включив последовательно несколько фильтров первого и второго порядков. Рассмотрим далее передаточные функции таких фильтров:

Характеристика ФВЧ первого порядка (рис.3). Эта характеристика также довольна простая

, где К_ВЧ – коэффициент передачи на высоких частотах,w₀ - частота полюса, на которой коэффициент передачи снижается на 3 дБ по сравнению с К_ВЧ.

Рис. 3. Частотная характеристика ФВЧ первого порядка.

Принципиальная схема.

6. Характеристика ФНЧ первого порядка (рис. 2). Эта характеристика описывается простым выражением:

, где  К_НЧ - коэффициент передачи на постоянном токе, w₀ - частота полюса, которая в данном случае равна частоте, на которой коэффициент передачи снижается на 3 дБ по сравнению с К_НЧ. Рис. 2. Частотная характеристика ФНЧ первого порядка.

Рис.14. Простейший фильтр нижних частот первого порядка

Схема.