Diagrama De Ojo

Diagrama de Ojo

Esta técnica muy utilizada en el análisis de formas de ondas en telecomunicaciones digitales, corresponde esencialmente, a un diagrama que muestra la superposición de las distintas combinaciones posibles de unos y ceros en un rango de tiempo o cantidad de bits determinados. Dichas señales transmitidas por el enlace, permiten obtener las características de los pulsos que se propagan por el medio de comunicación, sean estos por medio de fibra óptica, coaxial, par trenzado, enlaces satelitales, etc.

Por ejemplo en una secuencia de 3 bits tenemos una cantidad total de 8 combinaciones posibles, las que pueden ser observadas en la siguiente figura. Notar que en la figura no se consideran las cadenas de 3 unos y 3 ceros consecutivas, ya que, debido a la superposición de las otras combinaciones, quedan determinadas implícitamente. Debido a la capacidad de los diagramas de ojo de representar la superposición de varias señales simultáneamente es que son conocidos como patrones multi-valores, ya que a diferencia de las señales medidas normalmente en un osciloscopio, cada punto en el eje del tiempo tiene asociado múltiples niveles de voltaje.

Análisis de Parámetros de Ojo

Principalmente existen dos tipos de análisis de los diagramas de ojo. El primero se refiere fundamentalmente al análisis de las distintas características de la forma de onda del pulso como son el Risetime, Falltime, overshoot, undershoot y el jitter, que están referidas a cuatro propiedades fundamentales del Ojo, el nivel cero, nivel uno, cruce de amplitud y cruce en el tiempo.

Mientras que el segundo método consiste en la comparación de la máscara medida directamente en el patrón de ojo con una máscara preestablecida (Posteriormente se explicarán las máscaras).

En la siguiente figura es posible observar los diferentes parámetros que constituyen un pulso en un patrón de ojo.

Rise Time/ Fall Time: Se ubican los niveles de cero y uno lógico, luego se obtiene el tiempo relacionado entre el 10% y 90% del valor máximo de amplitud del pulso (nivel uno). El tiempo entre ambos rangos es el que se conoce como Rise Time. De la misma forma se obtiene el Fall Time, en el extremo de descenso del pulso

Propiedades Fundamentales del Ojo

 One Level: Corresponde a la medición del valor promedio del nivel de un uno lógico. Esto se debe a que el diagrama de ojo utiliza métodos estadísticos en la construcción del patrón, es decir, se genera un histograma con los distintos valores del pulso y luego se considera una angosta zona del ancho del pulso, con lo que se logra obtener el promedio del nivel uno de dicho pulso.

 Zero Level: Corresponde a la medida del valor medio del nivel cero lógico. Al igual que en el caso del Nivel Uno las técnicas de medición del nivel cero son las mismas.

 Eye Crossing: Consiste de dos partes, Crossing Time y Crossing Amplitud. El Crossing Time se refiere al tiempo en el que se produce la apertura del ojo y su posterior cierre, mientras que el Crossing Amplitud, está referido al nivel de voltaje en el cual se produce la apertura del ojo y su posterior cierre. Considerando estos dos parámetros se define el Bit Periodo, que corresponde al período entre la apertura y cierre del ojo.

Para entender de mejor forma estas definiciones se presenta un esquemático del diagrama de ojo, con sus respectivos parámetros

Definición de Máscaras

Técnicamente, las máscaras preestablecidas definen regiones específicas en el diagrama de ojo, dentro de las cuales los pulsos u ondas no deben introducirse. Dichas máscaras son muy útiles, ya que se utilizan en el diseño de canales de transmisión, especificando por medio de ellas zonas no permitidas para las señales. Con ello se logra preestablecer un diseño óptimo de enlaces que cumplan ciertas características, ya que si la señal digital que se propaga por el canal se introduce en dichas regiones, se observa n claramente problemas y errores en la transmisión. A continuación se presenta un esquemático de diferentes máscaras.

Jitter

Corresponde básicamente a una desviación de fase respecto de la posición ideal en el tiempo de una señal digital que se propaga en un canal de transmisión. Así como el Crossing Time correspondía al promedio estadístico de una serie de muestras de un histograma, mediante el cual se generaba el diagrama de ojo, el Jitter corresponde a la desviación estándar experimentado por las muestras tomadas de dicho histograma.

El Jitter es un efecto completamente indeseable en cualquier sistema de comunicaciones y por ende introduce una serie de problemas al canal, que de no ser tratado adecuadamente puede degradar completamente la calidad y desempeño del enlace. El Jitter puede causar errores en la recepción de bits (degradar BER), ya que si no es controlado confundirá al receptor y éste no podrá recobrar el reloj de sincronismo en el extremo receptor, además puede producir interferencia intersimbólica (ISI), entre los pulsos que se propagan por el canal, ya que el jitter producirá un desplazamiento de las señales que componen el pulso y por ende se mezclarán, imposibilitando de esta manera el reconocimiento de los niveles respectivos de la señal en el receptor.

Dicho efecto puede ser observado en el siguiente diagrama que muestra un diagrama de ojo cerrado completamente por el efecto del Jitter. Claramente el receptor se verá imposibilitado para recobrar el reloj de sincronismo en el receptor y por ende para recibir adecuadamente la señal transmitida.

En la figura se puede observar un Jitter con 0,5 UI (Unit Interval), o en otras palabras, un desfase de 0,5 veces el Bit Periodo.

Diagrama de Ojo Ideal

El siguiente patrón de ojo, mostrado en la figura, corresponde al obtenido en un enlace óptico ideal, es decir a tasa de transmisión bajas, sin considerar pérdidas por atenuación, sin ningún tipo de ruido en el canal, sin considerar el desplazamiento de fase (jitter), debido por ejemplo en la fibra a la dispersión de velocidad de grupo (dependencia de la velocidad de grupo con la frecuencia). Por ello en un medio ideal el diagrama de ojo que se debiera observar sería el siguiente.

Claramente se puede observar en el patrón de ojo anterior, la perfecta forma de los pulsos transmitidos en el enlace de comunicación digital. Analizando la figura, se podrían obtener fácilmente los distintos parámetros del diagrama, como el Bit Periodo, el Rise/Fall Time, etc. Además de pueden observar claramente los niveles de cero y uno, junto a sus respectivos cruces.

Espectro de la Señal de Vídeo

El análisis de la señal eléctrica que resulta del proceso de barrido o exploración de una imagen, así como la síntesis de la señal eléctrica para recuperar la imagen, es un proceso relativamente complicado desde un punto de vista puramente teórico y por consecuencia, el análisis suele hacerse para imágenes muy simples. El tratamiento completo de la teoría de barrido se remonta a 1934 y ha constituido hasta la fecha, una de las bases fundamentales en el tratamiento de imágenes.

Supóngase que se ignora el tiempo de retorno en la exploración de la línea, aproximación que resulta razonablemente válida, ya que el tiempo de retorno es mucho menor (del orden 4.5 µs) que el tiempo de exploración de la línea activa (aproximadamente 60 µs). En tales condiciones puede asumirse que el barrido de un cuadro completo puede representarse mediante la geometría de la figura siguiente.

En esta figura h representa la altura o dimensión vertical del cuadro y w, su dimensión horizontal. Si un cuadro está conformado por n líneas, el punto explorador, P, tendrá que recorrer una distancia igual a wn para barrer desde el inicio hasta el final del cuadro. En un instante t, la posición del punto explorador será P(t) = P(x,y). Nótese que todos los cuadros de la figura anterior representan el mismo cuadro y que cada cuadro representa la posición de una línea diferente.

Colorimetría

Con este nombre se hace referencia a una importante ciencia cuyo objetivo primordial es el de estudiar en profundidad la medida de los colores.

Es decir, se trata de une técnica de carácter instrumental que tiene como objetivo final la determinación de la absorción de la luz visible a partir de una muestra. Esta muestra, a su vez, puede ser una sustancia sumamente pura o bien una mezcla o una disolución específica.

De esta forma, la colorimetría desarrolla continuamente una serie de métodos, con el objetivo de realizar una cuantificación de los colores, siempre teniendo en la meta a la obtención de todos los valores numéricos con los que cuentan los colores. Para realizar todo lo que hemos mencionado, esta la colorimetría se basa en el empleo de un instrumento, que se encuentra constituido por una serie de elementos: tal es el caso de la fuente de radiación (se trata

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