Trasmissione dati – parte seconda

di Stefano Cantadori

L’argomento è stato introdotto nel numero scorso. Un riassunto: per il trasporto di segnali DMX e AES/EBU è raccomandabile utilizzare un cavo dati e non un cavo microfonico. Ciò che cambia è l’impedenza caratteristica del cavo.

Impedenza caratteristica

L’impedenza caratteristica è importantissima per una buona trasmissione. Ricorderemo che la massima trasmissione di energia si ottiene quando la sorgente ha la stessa impedenza del carico. Di conseguenza il trasmettitore dovrà avere la stessa impedenza della linea per immettere nella stessa la massima quantità di energia. Stessa solfa dall’altro capo, al ricevitore, al fine di estrarre dalla linea la massima energia possibile. Non vogliamo certo dissipare energia sulla linea. Vogliamo estrarla in modo che il messaggio espresso dai pulsi quadri sia leggibile in modo chiaro ed univoco.

Se non inseriamo la resistenza di terminazione alla fine della linea (che nei casi pratici, corbezzoli, non ha lunghezza infinita) o se troviamo lungo di essa delle discontinuità di impedenza, avremo delle riflessioni. Il segnale tornerà indietro e una volta all’inizio rimbalzerà nuovamente. Ovviamente avremo interferenze tra gli impulsi diretti e quelli riflessi. Come conseguenza delle indesiderate interferenze avremo varie e dannose forme di distorsione del segnale, cancellazioni e vari obbrobri.

Un cattivo collegamento fra due connettori lungo la linea⁶, il cavo danneggiato in un punto, un tratto di cavo dati ed uno di cavo microfonico, peggiorano le cose fino al caso estremo dello sgancio del sincronismo da parte del ricevitore AES, con totale perdita di comunicazione. Nel cavo con segnale digitale non si possono fare sdoppini, le Y per intenderci. Riflessioni killer. Serve un apposito splitter attivo.

Oltre al numero scorso, dove abbiamo iniziato il presente discorso, i numeri 70 e 71 di Sound&Lite ospitano gli articoli sull’impedenza che aiutano a capire il fenomeno della riflessione. Se non è stato digerito l’argomento impedenza, dall’articolo di oggi si può capire ben poco. Sarebbe interessante dare un occhio ai concetti base di linea di trasmissione. Anche il cavo di antenna della TV è una linea di trasmissione, ma temo che servirebbe almeno un altro articolo per approfondire ulteriormente. Per cui, ciccia.

Formati

DMX e AES impiegano collegamenti bilanciati per difendersi dal rumore di modo comune. Lo S/PDIF⁷, il cui protocollo è praticamente identico all’AES ma previsto per uso domestico, usa un collegamento sbilanciato e livelli più bassi per il pulso quadro. Il pulso quadro AES ha ampiezza di 5 V mentre lo SPDIF di 2,5 V.

Intanto che ci siamo: Il MADI è lo standard AES per trasmettere in digitale canali multipli e si trasmette benissimo su cavo coassiale con connettore BNC.

Cento metri su cavo RG 59 (coassiale a 75 Ω) è considerata una tratta assolutamente tranquilla. Oltre queste lunghezze, è consigliabile convertire il segnale in ottico. Una coppia di convertitori elettrico/ottico e viceversa costano poco ma la fibra ottica di grado tattico armata in Kevlar, la cui robustezza meccanica è necessaria per i concerti e i tour, è un giochino costoso. Il MADI in origine prevedeva 28 o 56 canali (faccio notare che 28 non li usava nessuno) ed oggi esiste anche il MADI extended che porta 64 canali.

Il cavo coassiale è un cavo robusto, costa poco, buona medicina insomma. Il MADI poggia su tecnologie di trasmissione dati provenienti dal mondo dei computer, è stabile e ben sperimentato e prevede la possibilità nativa di una linea di backup. Caratteristica molto utile.

Il formato dei dati audio trasportati via MADI ed il relativo protocollo hanno forte comunanza con l’AES e con lo S/PDIF (che però, come sappiamo, sono protocolli bicanale).

Di seguito qualche grafico che ci mostra cosa succede con cavo AES rispetto al cavo microfonico, e anche cosa succede senza terminazione. Per il DMX i casi sono del tutto simili, è che io dispongo di un potente sistema di misura ed analisi della stringa AES che mi stampa direttamente i grafici in formato leggibile dall’editore, mentre non esiste nulla di specifico per il DMX.

Notizie dall’ESTA

Un’osservazione: di bello c’è che il CAT5, sia UTP che STP (UTP è quello non schermato e STP schermato), funziona altrettanto bene del cavo DMX specifico. L’ESTA, l’organismo incaricato, sta preparando il documento che stabilirà lo standard di trasmissione del DMX su CAT5. Nel frattempo, servitevi pure: è un’alternativa economica e altrettanto valida.

Fin qui tutto bene. Adesso i casi sono due. O la prossima volta parlerò delle linee di trasmissione, oppure dovrò imboccare la strada del segnale digitale che attraverso di esse si propaga. Ho deciso: nella prossima puntata parleremo del segnale AES, com’è composto e come funziona, com’è fatto un bit, del preambolo, del jitter ed altre amenità.

Alla prossima.

note:

6: Anche la fibra ottica soffre di problemi simili: una cattiva giunzione fra due connettori crea una discontinuità nel mezzo di trasmissione, cioè una brusca variazione di impedenza con conseguenti riflessioni.

7: Sony/Philips Digital Interface Format. Un altro collegamento in uso nel consumer, oltre allo S/PDIF, è il TOSLINK. AES, S/PDIF e TOSLINK utilizzano lo stesso protocollo dati. Il TOSLINK però non viaggia su rame ma su fibra ottica generalmente in plastica, con un connettore funzionale ma semplice ed economico. Il TOSLINK fu inventato da Toshiba.