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不止是VGA?为你解析似曾相识的视频端子

  在平板电视市场高速发展的同时,电视背部接口也引起了消费者的广泛关注,好不容易存钱买了一台电视,但是买回来,却被数字显示设备后面的那些眼花缭乱的视频端子给搞糊涂了,它们看着似曾相识,但它们都有什么作用?今天就给大家做一下解释说明,希望能给困惑的用户做一个简单的答疑。

D-sub 15pin (俗称VGA端子)

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  D-sub 是一般电脑VGA卡最常见的端口,端口采用非对称分布的15pin 连接方式,其工作原理是将显存内以数字格式存储的影像信号在RAMDAC 里经过模拟变调成模拟高频信号,然后再输出到数字显示设备成像,这样VGA信号在输入端( 数字显示设备内) ,就不必像其他视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程较为简单,所以VGA 端口拥有许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。

  VGA传输信号以电脑影像信号为主,VGA端口里包含了I2C汇流排,因此主机和显示设备之间可以协商并自动确定使用最佳显示格式,实现“随插即用 ”,但由于使用混合视频信号,因此在之后衍生了许多分离式端口如3RCA或DVI等。 许多液晶投影机也支持由色差端子转接至D-sub 15pin 这样的影像输入。

S-Video

S-Video

  Separate Video也有人称为 SUPER VIDEO,但正确的称法为Separate Video 也就是分离式影像端子输入,会称为SUPER VIDEO可能是S-Video是随着S-VHS录影机而发展起来的。S端子是一种五芯端口的超级视频端子,由视频亮度讯号(Y)和视频色度讯号(C)和一路公共遮罩地线组成。它将亮度和色度分离输出,避免了混合视频讯号输出时亮度和色度的相互干扰。

  1RCA 相比由于它不再进行Y/C混合传输,因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的影像失真,极大地提高了影像的清晰度,但S-Video仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C,进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真,但相当细微。S端子的视频解析度高于1RCA端子。S端子传输的视频信号保真度比V端子的更高,用S端子连接到的视频设备下,其解析度可达400-500条,影响品质与3RCA(分量色差端子)基本相当,传输距离可达3-5M。

1RCA (俗称标准视频输入端子/ AV端子)

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  通常为黄色,采用模拟混合视频信号。

  V端子是Video(视频)端子的简称,它是声/画分离的视频端子,只管影像信号的传输,而音频信号通过另外的端子连接。最常见的是被称作AV端子的端口组,它是由三个独立的RCA插头(又叫RCA端子)组成的,其中的V端口连接混合视频信号,为黄色插口;L端口连接左声道声音信号,为白色插口;R端口连接右声道声音信号,为红色插口。

  这种混合视频信号没有经过RF射频信号那些调制、放大、检波、解调等过程,信号保真度相对较中等,使用线材对影像品质影响大,解析度一般可达350-450条,不过由于为模拟端口使用于数字的平面显示设备,多了模拟转数字的过程会损失不少S/N比,所以一般数字的平面显示设备比较不建议使用。

2RCA(俗称声音梅花端子)

2RCA

  通常为红白两色(白色为左声道/红色为右声道),只传送声音。

3RCA(又称视频色差输入端子)

3RCA

  3RCA它是在S端子的基础上,将色度讯号分离,相当于YUV三个讯号,其解析度可达到600线以上。不过由于分量色差端子成本很高 。也就是常见的YCbCr(或写成YPbPr)输入电视类产品现在都是靠色差输入来提高输入讯号品质,而且透过色差端子,可以输入多种等级讯号,从最基本的480i到倍频扫描的480p,甚至720p、1080i等等,都是要透过色差输入才有办法将讯号传送到电视当中。

  它通常采用YPbPr和YCbCr两种标识,前者表示逐行扫描色差输出,后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知,我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G的值( 即第四个等式不是必要的),所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只保留Y Cr Cb ,这便是色差输出的基本定义。

  作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb,这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程,也保持了色度通道的最大带宽,只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像,这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道,避免了因繁琐的传输过程所带来的 影像失真,所以色差输出的端口方式是目前模拟的各种视频输出端口中最好的一种。

三基色BNC端子

  还有一种三基色BNC端子( 或称RGB端子),BNC端子这种是很容易与一般色差端子混淆,三基色RGB端子的情况比分量色差端子要复杂些。因为它既有模拟的,又有数字的;有三个接头、4/5个接头、也有6/8个接头,甚至十个接头。

BNC

  BNC端子还有许多种类常见的有:

  3RCA三基色RGB端子(三个端子),是比分量色差端子效果好的连接端子。在播放机中直接将影像信号转化为独立的RGB三种基色,并直接通过RGB端子输入电视机或显示器中作为显像管的激发信号。由于省去了许多转换,处理电路连接格式的转化,可以令影像得到比分量色差连接格式更高的保真度,获得最佳的影像效果。

  5RCA(Red/Green/Blue/H-sync/V-sync),用5个BNC端子接收红、绿、蓝水准同步和垂直同步信号。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器,标准专业视频设备输入、输出。

  还由其他包含HD SDI/SDI等等,其中HD SDI的频宽甚至高达1.485Gbit/Sec,且大部分的BNC端子都具有传授HDTV的能力,还支持至最高端的1080/60(59.94i),BNC接头可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少,且信号频宽较普通D-SUB大,可达到最佳信号回应效果。BNC接头拥有相当好的抗干扰的能力,专业的机种甚至可将数字信号传送至150/300M以上,模拟可传送300M以上。

D端子,最前卫的视频界面端子

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  D端子即Digital(数字)的意思,是目前最前卫的视频界面端子,它采用了类似电脑的多针D型插接头,用来直接传输数字影像信号,根据传输数字信号的规格不同,D端子已经形成了一个系列的型号。目前有D1、D2、D3、D4、D5,系列序号越高,传输资料的规格越高。今后,将应用到D5端子,可以用来连接更高规格的1080P的逐行扫描影像。D端子是主要为提高画面观赏品质的连接界面标准,是透过处理芯片将DVD影片的讯号处理成符合D端子(D-link)传输的数码讯号,透过播放设备达到提升影像的目的。  

 D端子

  高画质数字电视(HDTV)及标准画质数字电视(SDTV);

  I 为奇数扫瞄(交错式Interlaced ) ,

  P 为循序扫瞄(逐行式Progressive);

  具有向下相容性,例如支持D4就同时支持D1~3;

  不过目前D端子几乎都只出现在日系机种中,特别是日本近期BS(卫星电视)开始传送HDTV的数字频道,几乎所有的BS接收器都有D端子,D端子又可传输数字信号,所以成为最佳选择。

RS-232

RS-232

  数字显示设备出现RS-232界面不是作为影像传输用, 而是影像调整的装置。

  RS232C接头:RS-232C标准(协定)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(ecommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。其最大传输速率为20kbps,线缆最长为15米。RS232C埠被用于将电脑信号输入控制。

DVI(DVI-I、DVI-D、DVI-A)

DVI

  在部分高端的产品规格中,有些会特别注明有DVI(Digital Visual Interface)接头,DVI界面主要用于与具有数字显示输出功能的电脑显卡相连接,显示电脑的RGB信号。DVI(Digital Visual Interface)数字显示界面,是由1998年9月,在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(Digital Display Working Group简称DDWG),所制定的数字显示界面标准。

  DVI数字端子比标准VGA端子信号要好,数字界面保证了全部内容采用数字格式传输,保证了主机到显示器的传输过程中资料的完整性(无干扰信号引入),可以得到更清晰的影像。DVI的主要目的是让显示卡的画面讯号透过数字的方式传送到电脑屏幕。因为以前的CRT屏幕所使用的是模拟讯号,所以传统的D-sub 15pin的电脑屏幕接头走的是模拟讯号(复合信号), 将显示卡内的数字画面讯号转换成模拟讯号送到电脑屏幕去。

  由于数字显示器 (液晶投影机、等离子电视、LCD TV等数字显示产品) 采用的是纯数字的设备,那么直接通过数字界面输入数字信号当然会更好,而通过D-sub 15pin就显得有些不明智了( 先将数字信号转为模拟信号,再将模拟信号传入数字显示器,最后通过数字显示器内部再次转为数字信号)。

  DVI接头有三种,分别是DVI-Digital(DVI-D)、DVI-Analog(DVI-A)跟DVI-Integrated (DVI-I),DVI-Digital(DVI-D)只有支持数字显示的设备 、DVI-Analog(DVI-A)只有支持数字显示的设备,DVI-Integrated (DVI-I)则是支持数字显示跟模拟显示。之所有会有这样的搭配,因为DVI虽然是为了数字显示设备所订定的标准,但是因为透过数字的传送不会降低画面的效果,再加上为了考虑能够转换成模拟讯号,所以才会有DVI-D、DVI-A跟DVI-I这三种接头,其中DVI-I可以相容DVI-D装置(包括连接线),但是DVI-D接头却不能够使用DVI-I连接线,所以大家会看到数字显示设备是DVI-D的接头,连接线是DVI-I的接头,显示卡是DVI-I的接头。且DVI-I也可转接成为D-sub 15pin。

HDMI

HDMI

  HDMI界面号称下世纪国际数字电视的标准规格“High-Definition Multimedia Interface(HDMI)”是于2002年12月9日由HDMI Founders(HDMI论坛)确认 High-Defenition Multimedia Interface Specification Version 1.0 的规格。Pioneere更在2003年10月18日推出世界首款HDMI DVD播放机DV-S969AVi-N,现在HDMI界面几乎就是发烧级的代表。

  DMI Founders(HDMI论坛)由日立制作、松下电器、Royal Philips、Silicon Image、Sony、Thomson、东芝等七家国际级家电大厂组成。HDMI以DVI为基础但提供更高的频宽,最高频宽为5Gbit/Sec,目前最高画质的HDTV仅需要2Gbit/Sec,还有很大的预留量给将来可能的更高标准的数字信号。并加入了HDCP版权保护机制的同时增加了数字音频传输,从而成为专用的多媒体资讯界面。HDMI支持1920*1080P高清晰数字信号,并支持Dolby Digital/DTS数字音频格式。

  HDMI支持的数字视频格式:

  ·SXGA:1280x1024@85Hz;

  ·UXGA:1600x1200@60Hz;

  ·SDTV:480i、480p、576i、576p;

  ·HDTV:720p、1080i、1080P;

  HDMI支持的数字音频格式:

  ·CD:16位@32、44.1、48KHZ;

  ·DVD-VIDEO:8通道数字音频;

  ·DVD-AUDIO:1通道的24位@192KHZ;

  HDMI同时横跨PC与家电,支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“随插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“沟通”,自动选择最合适的视频/ 音频格式。AV.link功能使你可以只用一个遥控器控制全部音/视频设备的基本功能,在你对所有的设备(DVD机,AV Center,投影机等)进行初期设置之后,平常正常使用的基本功能可以通过任一个设备的遥控器完成。初期设置之后,你就可以把不大会用到的遥控器收起来,只留下最常用的设备的遥控器就可以了。加上HDMI包含音频,除影像品质高外还可减少接线数量,可望成为未来的平面显示设备的标准界面。

  现在已有厂商推出HDMI转DVI,让HDMI与DVI也可互转。

DisplayPort接口

DisplayPort

  在高清晰视频即将流行之际,没有高带宽的显示接口是无法立足的。DisplayPort问世之初,它可提供的带宽就高达10.8Gb/s。要知道,HDMI 1.2a的带宽仅为4.95Gb/s,即便最新发布的HDMI 1.3所提供的带宽(10.2Gb/s)也稍逊于DisplayPort 1.0。DisplayPort可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等分辨率及30/36bit(每原色10/12bit)的色深,充足的带宽保证了今后大尺寸显示设备对更高分辨率的需求。

  和HDMI一样,DisplayPort也允许音频与视频信号共用一条线缆传输,支持多种高质量数字音频。但比HDMI更先进的是,DisplayPort在一条线缆上还可实现更多的功能。在四条主传输通道之外,DisplayPort还提供了一条功能强大的辅助通道。该辅助通道的传输带宽为1Mbps,最高延迟仅为500μs,可以直接作为语音、视频等低带宽数据的传输通道,另外也可用于无延迟的游戏控制。可见,DisplayPort可以实现对周边设备最大程度的整合、控制。

  目前DisplayPort的外接型接头有两种:一种是标准型,类似USB、HDMI等接头;另一种是低矮型,主要针对连接面积有限的应用,比如超薄笔记型电脑。两种接头的最长外接距离都可以达到15米,虽然这个距离比HDMI要逊色一些,不过接头和接线的相关规格已为日后升级做好了准备,即便未来DisplayPort采用新的2X速率标准(21.6Gbps),接头和接线也不必重新进行设计。

  除实现设备与设备之间的连接外,DisplayPort还可用作设备内部的接口,甚至是芯片与芯片之间的数据接口。比如,DisplayPort就“图谋”取代LCD中液晶面板与驱动电路板之间主流接口——LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低压差分信号)接口的位置。DisplayPort的内接型接头仅有26.3mm宽、1.1mm高,比LVDS接口小30%,但传输率却是LVDS的3.8倍。

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