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REPORTAGE: Inputlag Teil 4


Diese Einmaligkeit des V-Sync-Signals, welches stets auch den Anfang eines neuen Bildes ankündigt, macht es ausgesprochen wichtig für die später durchgeführten Messungen. Es dient als zeitliche Referenz, dem sogenannten Triggerpunkt, bei den meisten der durchgeführten Messungen am digitalen Signal.

Alle weiteren 560 Kombinationen, die aus 10 Bit gebildet werden können, sind reserviert und deren Benutzung verboten.

Der detaillierte Algorithmus zur Findung der Bitmuster kann in den offiziellen Spezifikationen der DDWG auf Seite 29 nachgeschlagen werden. Siehe: DVI 1.0 Spezifikationen.

Datenrate und elektrische Feinheiten

Über ein "single-link" DVI-Kabel werden über die drei "Kanäle" jeweils 8b/10b codierte serielle Bitströme gesendet, die mit bis zu 1,65 GBit/s eine ausgesprochen hohe Datenrate aufweisen. Diese Bitrate reicht für Auflösungen von 1.600 x 1.200 bei 60 Hz oder aber 1.920 x 1.200 bei 60 Hz mit reduziertem Blanking aus. Diese Signale sind laut DVI-Spezifikationen TMDS-Codiert, halten sich aber teilweise nicht an die allgemein üblichen zugelassenen TMDS-Zeichen und waren somit nicht automatisch decodierbar.

Neben dem Studium der öffentlich zugänglichen Spezifikationen war somit auch etwas kreatives Raten erforderlich, um eindeutige Bitmuster in der Übertragung auszumachen, da sich die großen Grafikkartenhersteller bei gezielten Fragen zu den eindeutigen Bitmustern in Schweigen hüllten oder schlicht und ergreifend mitteilten, dass diese Informationen nicht zugänglich gemacht würden.

Die Übertragung der oben beschriebenen Signale erfolgt mit einer Spannung von 3,3 V differentiell über verdrillte Adernpaare. Durch die differentielle Übertragungsart heben sich viele induzierte Störsignale gegenseitig auf, da die Störspannung in beiden Leitungen zumindest annähernd identisch ist und somit die Differenz zwischen den einzelnen Adern konstant bleibt.

Abbildung 4: Von außen induzierte Störung auf ein differentielles Signal.

Für die Darstellung und Untersuchung von Signalen mit einer Datenrate von 1,65 GHz sind high-end Oszilloskope mit Bandbreiten von mindestens 4 GHz nötig, die im Idealfall dazu in der Lage sind serielle Bitmuster zu erkennen und auf frei vorgegebene Bitmuster zu triggern. Durch die freundliche Unterstützung von Tektronix stand für diesen Test ein hervorragendes DSA71254 Oszilloskop zur Verfügung, das mit einer üppigen Bandbreite von 12,5 GHz die Erfordernisse bei weitem übertraf, und zu einem späteren Zeitpunkt genauer vorgestellt wird.

Das analoge Signal

Im direkten Vergleich mit den digitalen Signalen sind die analogen Signale mit ihren regelrecht bescheidenen Bandbreiten von unter 200 MHz bei einer Amplitude von 0,7 V peak-to-peak an 75 Ohm leicht aufzunehmen und für ein solches Oszilloskop keine Herausforderung. Zudem erleichtert sich die Untersuchung der V-Sync-Signale der analogen Übertragung durch die Eigenschaft, dass sie auf einer getrennten Leitung übertragen werden und somit nicht erst von restlichen Bildinformationen getrennt werden müssen.

Zwischenfazit

Mit diesem Basiswissen können nun z.B. die V-Sync-Signale im Bildaufbau verwendet werden, um die relative Position der vermeintlich parallelen Bildausgaben zueinander zu begutachten oder auch die tatsächlichen Bildwiederholfrequenzen genauer zu untersuchen. Weitere Details für die exakte Durchführung finden sich in den Abschnitten für die jeweiligen Messungen.

Desweiteren werden wir im Laufe des Tests natürlich die zeitliche Differenz zwischen zugespielten Bildinhalten mit der Bildschirmausgabe sowohl am CRT als auch an einer Reihe von TFTs bei unterschiedlichen Auflösungen nachprüfen, um somit die wahren Input Lag Zeiten so exakt wie möglich zu bestimmen. Hierfür wird wiederum mit dem Oszilloskop das jeweilige Eingangssignal als zeitliche Referenz herangezogen und mit dem Signal eines präzisen und sehr reaktionsfreudigen Fotoempfängers FEMTO SI-200-OE abgeglichen, der durch den Hersteller bereitgestellt wurde.

Messaufbau und Geräte

Das Oszilloskop

Tektronix DSA71254:

Tektronix stellte für die gesamte Dauer des Tests ein Oszilloskop des Typs DSA71254, welches über vier Kanäle, einer Bandbreite von 12,5 GHz sowie einer Samplingrate von 50 GS/s verfügt. Dieses High-End Oszilloskop übertrifft sämtliche Anforderungen, die ein solcher Test stellen könnte, bei weitem. Als DSA-Modell verfügt es zudem über spezielle Softwareerweiterungen, die nicht nur das Triggern sondern auch eine Analyse von seriellen Bitmustern erlauben.

Das Tektronix DSA71254 bietet 12,5 GHz Bandbreite.

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