Pitanje:
Razlika između analognog i digitalnog FPV sustava?
Jacob B
2020-04-20 08:58:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Novi DJI digitalni FPV sustav i nekoliko drugih sustava koriste digitalni signal za FPV video. Kako se to razlikuje od tradicionalnog analognog signala za FPV dronove?

Dva odgovori:
FlashCactus
2020-04-20 18:03:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

tl; dr:

  • Analog je:
    • Jeftiniji ;
    • Niža razlučivost;
    • Ima bučniju, statičniju sliku koja se postupno raspada kad signal postane slabiji. Analogno razbijanje slike, iako neugodno za oko, obično je lakše vidjeti.
    • Ima konstantno malu kašnjenje;
    • Potpuno je otvoreni standard, a svatko može proizvesti kompatibilnu opremu
  • Digital je:
    • Trenutno prilično skup,
    • Ima (znatno) veću rezoluciju,
    • ima način čišće slike, obično bez trunke statičke struje sve do same granice svog dometa, ali kad se počne razbijati, događa se tako iznenada i na čudne načine. Slomljenu sliku obično je teže vidjeti nego analogni signal. Na primjer, s DJI-jem, slika će odjednom postati vrlo blokantna i niske razlučivosti kad izađe iz dometa.
    • Također, digitalni sustavi mogu imati nedosljednu latenciju koja se mijenja u letu (posebno je DJI poznat po ovo), iako se to uglavnom odnosi na pilote s najboljim performansama, poput trkača.
    • Jedini digitalni sustav koji je trenutno u širokoj upotrebi je DJI sustav, koji je zaštićeni standard sa samo dva proizvođača ovlaštena za izradu zupčanika.

Analogni i digitalni sustavi imaju približno isti korisni domet po jedinici VTX snage.

Za usporedbu kako izgledaju, bolje je samo pogledati videozapise:


Kako rade i razlozi za razlike u vezi s bukom / prekidom:

Sve što je kodirano u radio signalu u određenom trenutku može biti predstavljen kao razina , koja može biti viša ili niža; Stoga se "primarne" informacije kodirane u signalu mogu predstaviti kao graf ove razine tijekom vremena:

Graph of an analog signal

U analognom sustavu ta razina može uzeti bilo koju vrijednost, unutar određenog raspona, što ćemo zbog jednostavnosti smatrati 0 do 100% (*). Teoretski može biti 20%, 70% ili 48,573498%, do bilo kojeg stupnja točnosti. Nedostatak toga je što će se svaki šum koji pluta u radio spektru dodati bilo kojem signalu koji primate, tako da ćete u praksi dobiti otprilike 40% (istinski signal) + 5 % (šum) = 45% (primljeni signal), a budući da izvorni signal može biti bilo što, prijemnik nikako ne može znati koji je dio onoga što je dobio šum.

Slika koju vaše naočale primaju sastoji se od piksela, a boja koju svaki od njih kodira kao postoci crvene, zelene i plave boje: od nula do 100%. Analogni TV sustav kodira ovu sliku tako da "skenira" sve piksele u nizu, redak po redak, i postavljajući razinu signala jednaku svjetlini svakog piksela. Na primjer, ova slika osciloskopa predstavlja TV signal za sliku "obojenih traka":

Color bars TV signal The colorbars picture

Ljestve koje vidite predstavljaju kako se razina osvjetljenja piksela mijenja s lijeva na desno u svakom retku slike. Na njemu se nalaze i drugi signali koji odgovaraju linijama bliže dnu slike, koji imaju druge sekvence boja (osciloskop prikazuje sve linije zajedno na jednom zaslonu).

Posljedica svega toga je da kad god se na vašoj frekvenciji pojavi još jedan signal, on se dodaje vašim VTX-ovima signal i to direktno na vašu sliku. Budući da je obično taj drugi signal šum (**), vaša je slika prekrivena šumom. Kad je vaš signal jak, šum je vrlo mali njegov postotak i obično je neprimjetan na oku. Kako korisni signal postaje sve slabiji, šum (koji ostaje isti) postajat će jači u usporedbi s njim , pa se tako povećava postotak šuma na vašoj slici. U jednom će trenutku postati toliko jak da na slici više niste mogli vidjeti nijedan koristan signal.

U digitalnom sustavu , međutim, dostupne su samo dvije razine: 0 i 1, predstavljeni s 0% ili 100% (***). Slika se kodira u slijed bitova pomoću posebnog algoritma, koji se naziva kodek , i dekodira iz tog niza na drugom kraju, gotovo točno kao mrežni videozapis. Osim jednostavnog kodiranja video feeda, jedna od najvažnijih funkcija modernih kodeka je komprimirati , tako da se može komunicirati u znatno manjoj količini bitova, što zauzvrat znači da je veća rezolucija video se može prenositi s istim brzinom prijenosa (broj bitova poslanih u sekundi).

Budući da su radio signali po svojoj prirodi analogni, na prijemnom kraju i dalje će se dodavati šum signal, pa ako je 0 preneseno i okolina doda 10% šuma, primljeni rezultat je 10% - ali budući da prijemnik zna da je moglo biti preneseno samo 0 ili 100% , odabire najbližu moguću razinu, u ovom slučaju 0.

To znači da se pri prijenosu digitalnih podataka šum samo ignorira do određene točke: čak i kada su razine buke i do polovice analognog signala (što stvara sliku koju je prilično teško parse), s digitalnim dobivate potpuno iste podatke kao i kad ne bi bilo šuma, a rezultirajući video savršeno jasan. Međutim, kada relativna razina buke pređe kritični prag, one će naglo početi (i slučajno) postajati nule i obrnuto. Što će se nakon toga dogoditi s videozapisom, ovisi o određenom digitalnom sustavu i načinu na koji je video kodiran u njemu.

S DJI sustavom, cijeli zaslon odjednom postaje niske razlučivosti i blokade, povremeno preskačući okvire, a latencija se povećava. Kumulativni učinak toga može se kretati od "samo slike neugodnog izgleda" do "potpuno neprimjetne".

DJI breakup

S Fatsharkovim sustavom Bytefrost (trenutno u fazi izrade / beta testiranje), slučajni bitovi slike treptat će blokovima u boji, dok ostatak ostaje visoke rezolucije. Proizvođač taj "analogni" stil razbijanja slika smatra značajkom sustava.

Bytefrost breakup

U oba slučaja, digitalni prekid , kad se to dogodi, vjerojatno je teže prozrijeti od analognog prekida, jer naš mozak još uvijek ima bolji softver za ispravljanje pogrešaka nego što se vidi u tim sustavima. To je također zbog činjenice da digitalne slike, iako su kristalno jasne do određene točke, nakon toga naglo počinju pucati i brzo dođu do razina "vrlo teško raščlanjivanja", dok je analogna slika tada već prilično statična i samo se nastavlja polagano pogoršavati.

To je reklo, digitalni sustavi mogu upotrijebiti kodove za ispravljanje pogrešaka i druge trikove kako bi se mogli oporaviti od određenog postotka pogrešaka, nauštrb smanjenih bitrate , dajući sliku niže kvalitete koja može se dekodirati s veće udaljenosti. obično ćete ih vidjeti kako počinju postupno smanjivati ​​kvalitetu slike prije nego što se potpuno pokvare, dajući vam neke znakove upozorenja da izlazite izvan dometa. Obično se negdje u kutu nalazi pokazatelj zdravlja veze koji je sličan čitanju RSSI-a za RC upravljačke sustave u koji biste mogli pogledati da li izlazite izvan dometa. Vjerojatno ga nećete gledati cijelo vrijeme, a indikacija slabog signala može propustiti, dok je teško propustiti sliku punu statičnosti i pogoršanje.


Fusnote:

  1. (*): Analogni signal tehnički može biti bilo koji stvarni broj, a ponekad može ići i više od određenog opsega, tj. U našem primjeru mora biti manji od 0 ili veći od 100%. Način na koji sustav rukuje signalom koji izlazi iz njegovih granica je stvar sustava.
  2. (**): druga uobičajena vrsta ometajućeg signala je vaš vlastiti signal koji se odbija nečega. U tom slučaju dobit ćete dvije iste slike prekrivene jednu na drugu, ali jednu od njih koja kasni i zbog toga je pomaknuta udesno. To se naziva interpath interference ili multipathing i glavni je izvor degradacije slike s analognim FPV sustavima. Smanjivanje višesmjernih signala također je primarni razlog zašto se u FPV koriste kružno polarizirane antene..
  3. (***): Zapravo, digitalni sustav može imati više od dvije vrijednosti, a postoje različiti načini prikazivanja kao analogne razine; glavni je prepoznatljivi čimbenik taj što ih postoji fiksni (cjelobrojni) broj. Na primjer, za jednostavni digitalni sustav s 4 razine oni bi bili 0, 33%, 66% i 100%, s odgovarajućim rasponima od -∞ do 16%, 16-50%, 50-83% i 83% -∞.
Hannes Hultergård
2020-04-20 11:07:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Razlika je u načinu na koji se signal prenosi. Analogni sustav šalje kontinuirani signal, dok ga digitalni sustav prvo kodira kao jedinice i nule prije slanja. To općenito dovodi do boljeg prijema i kvalitete slike za digitalni sustav.

Smatrajte signal svjetlom: puno je lakše vidjeti je li svjetlo uključeno ili isključeno (digitalno), nego vidjeti pri kojoj svjetlini svijetli.

Analog vs digital signal

Osim kvalitete feeda, digitalno rješavanje raspada vrši na drugačiji način koji neki smatraju lošijim. Raspad na digitalnom sustavu mogao bi prouzročiti gubitak cijelih okvira ili njihovih dijelova. Slika će također postati blokirnija. Analogni sustav postat će sve bučniji što se signal pogoršava, što je možda i predvidljivije.

Možete pročitati više ovdje.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 4.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...