VGA-разъем: распиновка, назначение. Описание VGA-разъема. Видеосигналы VGA и компонентный: рассмотрим в подробностях
Несколько лет назад VGA выход был главным интерфейсом использовавшийся для подключения ЭЛТ-мониторов (мониторы с электро-лучевой трубкой)и ЖК-мониторы (жидко-кристалические мониторы).
VGA (Video Graphics Adapter) используется для вывода аналогового сигнала, разъем для которого соответственно называют VGA или D-Sub 15 (15-контактный разъем). Также можно встретить и такую расшифровку аббревиатуры VGA — Video Graphics Array (массив пикселей) Сам разъем имеет 15 ножек и чаще всего синего цвета. Впоследствии для ЖК мониторов стал использовать цифровой интерфейс DVI (Digital Visual Interface). Но этот выход не теряет своей популярности, он все еще используется в цифровых проекторах, в некоторых HDTV-телевизорах и в игровых консолях от Microsoft.
HDMI
HDMI (High Definition Multimedia Interface)
— мультимедийный интерфейс, который позволяет передавать по кабелю до 10 м вместе с видеосигналом еще и аудио без потерь качества. Передача по одному кабелю одновременно видео и аудио данных уменьшает количество соединительных проводов.
Разработкой и поддержкой этого стандарта занимаются именитые компании электронной индустрии, такие как: Hitachi, Panasonic, Philips, Sony, Thomson и Toshiba. Благодаря этому, стандарт довольно быстро приобрел популярность, и теперь большинство видеоустройств, для вывода изображений высокого разрешения, имеет хотя бы один разъем HDMI.
В первой версии этого стандарта пропускная способность была 5 Гб/с, а в версии 1.3 она была увеличена в два раза и HDMI кабель способен передавать до 10.2 Гб/с. Кроме этого, в версии HDMI 1.3 была увеличена частота синхронизации до 340 Мгц и благодаря этому стало возможным подключать мониторы высокого разрешения, с поддержкой глубины цвета до 48 бит.
Главным конкурентом HDMI можно назвать разъем DisplayPort.
Если на вашей видеокарте отсутствует, то эту проблема легко решается с помощью переходника и разъема DVI.
DVI-выход
DVI (Digital Visual Interface) – цифровой интерфейс, который применяется для подключения видеокарты к ЖК-мониторов, телевизоров, проекторов, а также плазменных панелей. DVI обеспечивает неискаженный вывод изображения, за счет того, что видеосигнал не проходит двойное анлагово/цифровое преобразование, то есть сигнал передается напрямую. Это заметно на высоких разрешениях.
Есть несколько разновидности интерфейса DVI:
DVI-D
— интерфейс для вывода только цифрового сигнала;
DVI-I
– комбинированный, который имеет аналоговые линии (VGA). К DVI-I
выходу мониторы, которые имеют аналоговый разъем, подключаются через специальный переходник.
Single-Link DVI и Dual-Link DVI
Для передачи сигнала используют одноканальный Single-Link DVI или двухканальный Dual-Link DVI.
Dual-Link DVI
– интерфейс позволяющий выводить изображение высокого разрешения, более 1920 х 1200 (такие как 2560×1600 и 2048×1536), поэтому для ЖК-мониторов с большим разрешением (к примеру 30») нужно подбирать видоекарту с поддержкой двухканального выхода DVI Dual-Link.
S-Video (или S-VHS)
S-Video (или S-VHS) — аналоговый разъем, который используется для вывода изображения на телевизоры и видеотехнику. Пока качеству передачи сигнала превосходит выход типа «тюльпан». Аналоговый интерфейс S-Video подает сигнал низкого разрешения, где вся информация разделена на три канала, для каждого базового цвета. Хоть качество от этого лучше, но все также имеем низкое динамическое разрешение.
Композитный выход RCA («тюльпан»)
Композитный выход или разъём RCA (Radio Corporation of America)
.
Обычный выход, который можно встретить на телевизорах и видеооборудовании. Для соединения используется коаксиальный кабель. На выходе образуется сигнал с низким разрешением и качество видео соответственно низкое.
Компонентный выход
Из-за большого размера компонентных разъемов, выходы расположены на переходнике. Первые три разъема отвечают за видео, два последних за звук.
Он представляет собой три раздельных разъёма «тюльпан»: «Y», «Pb» и «Pr». Благодаря этому на выходе получается разделенный цветовой сигнал для HDTV. Используется для вывода изображения на цифровые проекторы.
Вывести видео изображение на монитор или телевизор сегодня можно разными способами – вариантов портов для подключения с каждым годом становится всё больше, и не мудрено запутаться в количестве и разнице интерфейсов.
Разберемся в наиболее популярных форматах и определим случаи, когда тот или иной стандарт видео порта подойдет лучше всего.
VGA
Старейший из стандартов сопряжения ПК и монитора, который существует по сей день. Разработанный еще в 1987-м году компанией IBM компонентный видеоинтерфейс, использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. В отличии от более современных стандартов, VGA не позволяет передавать звук – только картинку.
Коннектор VGA, как правило, синего цвета с двумя винтами по бокам. Он имеет 15-контактный разъем и изначально мог работать только на разрешении 640 на 480 пикселей, используя палитру из 16-ти цветов. Позже стандарт развился в так называемый Super VGA, поддерживающий более высокие расширения экрана и количество цветов до 16 миллионов цветов. А так как усовершенствованный стандарт продолжил использовать старый порт и внешне не изменился, то и называют его по старинке просто VGA.
Чаще всего данный формат используется на старом оборудовании, однако многие компьютеры по-прежнему снабжены этим портом. Что называется – на всякий случай.
DVI
Больше десяти лет спустя после выхода стандарта VGA свет увидел формат DVI – цифровой видеоинтерфейс. Вышедший в 1999-м году интерфейс был способен передавать видео без компрессии в одном из трех режимов: DVI-I (Integrated) – объединенный формат цифровой и аналоговой передачи, DVI-D (Digital) – поддержка только цифрового сигнала, DVI-A (Analog) – поддержка только аналогового сигнала.
Порты DVI-I и DVI-D могут идти в одинарном или двойном режиме. Во втором случае удваивается пропускная способность, что позволяет получать разрешение экрана высокой четкости – до 2048 на 1536 точек. Однако для этого нужно иметь и соответствующую видеокарту. Сами порты отличаются количеством контактов – так одинарный режим (Single link) использует четыре витых пары проводов (максимальное разрешение 1920 на 1200 пикселей при 60 Гц), а двойной режим (Dual link), соответственное, большее число контактов и проводов (разрешение до 2560 на 1600 при 60 Гц).
Важно помнить, что аналоговый вариант DVI-A не поддерживает мониторы стандарта DVI-D, а видеокарту с DVI-I можно подключить к монитору DVI-D кабелем с двумя коннекторами DVI-D-вилка. По аналогии с VGA, данный стандарт также передает на экран только видео изображение без звука. Однако с 2008-го года производители видеокарт сделали передачу звука возможной – для этого необходимо использовать кабель DVI-D – HDMI.
Также можно встретить на рынке и формат mini-DVI, придуманный компанией Apple, склонной к уменьшению всего и вся. Однако мини-стандарт работает только в одинарном режиме, а значит не поддерживает расширение выше, чем 1920 на 1200 пикселей.
HDMI
High Definition Multimedia Interface или интерфейс для мультимедиа высокой четкости позволяет передавать цифровые видео и аудио сигналы, да еще и с возможностью защиты от копирования. HDMI меньше своих предшественников по размеру, работает на более высокой скорости, а главное – передает звук, что позволило отправить на пенсию прежние стандарты SCART и RCA («тюльпаны») для подключения видеоустройств к телевизорам.
Спецификация HDMI 1.0 появилась в конце 2002 года и имела максимальную пропускную способность 4,9 Гб/с, поддержку 8-канального звука и видео до 165 МПикс/сек (то есть FullHD при 60 Гц). С тех пор стандарт постоянно развивался, а в 2013-м увидела свет спецификация HDMI 2.0 с пропускной способностью до 18 Гбит/с, поддержкой разрешения 4К (3840 на 2160 пикселей при 60 Гц) и 32-канального звука.
Сегодня стандарт HDMI используют не только компьютеры, но и цифровые телевизоры, DVD и Blu-ray проигрыватели, игровые приставки и многие другие устройства. При желании можно использовать переходники с HDMI на DVI и обратно.
Число контактов на HDMI портах начинается от 19-ти, а сами разъемы выпускаются в нескольких форм-факторах, самые распространенные из которых HDMI (Type-A), mini-HDMI (Type-C), micro-HDMI (Type D). Кроме того, есть HDMI порты для приема сигнала (HDMI-In) и для передачи (HDMI-Out). Внешне они практически неотличимы, но если, скажем, у вашего моноблока есть оба порта, то при попытке вывести картинку на второй монитор вы сможете воспользоваться только одним из них, а конкретно тем, что HDMI-Out.
DisplayPort
В 2006-м году был принят еще один видеостандарт для цифровых мониторов. DisplayPort, также как HDMI, передает не только видео, но и аудио, и служит для подключения компьютера с дисплеем или домашним кинотеатром. DisplayPort имеет более высокую скорость передачи данных, поддержку разрешения вплоть до 8К (7680 на 4320 пикселей при 60 Гц) в версии 1.4, вышедшей в марте 2016-го, а картинку через порт можно выводить на несколько мониторов (от двух до четырех, в зависимости от разрешения).
DisplayPort специально разрабатывался для вывода картинки с компьютеров на мониторы, тогда как HDMI больше предназначался для подключения различных устройств к телевизору. Однако данные порты можно использовать вместе при помощи адаптера Dual-Mode DisplayPort.
Есть также и вариации Mini DisplayPort, применяющиеся в первую очередь в ноутбуках. В частности, уменьшенный формат любим компанией Apple.
Thunderbolt
Наконец, стандарт от компании Intel (при совместной работе с Apple) для подключения переферийных устройств к компьютеру. Именно Apple была первой, кто в 2011-м году выпустил устройство с данным интерфейсом – ноутбук MacBook Pro.
Максимальная скорость передачи данных – 20 Гбит/с при использовании оптоволокна для версии 2, тогда как 3-я версия интерфейса способна работать на скорости до 40 Гбит/с. Thunderbolt объединяет в себе не только интерфейс DisplayPort, но и PCI-Express, а значит подключить к нему можно почти всё, что угодно. В частности, допускается подключение к одному порту до шести устройств, что сокращает необходимость иметь на устройстве огромное число различных портов.
Сам разъем Thunderbolt меньше, чем у mini-DisplayPort, а его третья версия и вовсе являет собой порт, совместимый с USB 3.1, то есть выполнен с разъемом USB Type-C.
Универсальный USB
Если вы вдруг переживаете, что в скором времени придется обновлять всю домашнюю технику в связи с изменением стандартов, то не спешите. Производители стремятся упростить историю с многочисленными интерфейсами и обеспечить поддержку старых устройств посредством переходников. В частности, для HDMI устройств необходимо будет использовать лишь соответствующий переходник, дабы иметь возможность подключения к современному порту USB Type-C.
По аналогии с тем, что ранее каждый производитель мобильных телефонов имел собственный разъем для подзарядки, а ныне большинство использует порт micro-USB, видеостандарт также стремится к унификации. И объединяющим форм-фактором должен стать именно USB-порт последнего поколения, по которому будут подключаться как мониторы, так и обычные наушники да гарнитуры.
Наше поколение живет в эпоху научно-технической революции, но поскольку мы находимся «внутри процесса», то не замечаем стремительной смены поколений окружающих нас технических устройств. Если раньше бытовая техника могла служить десятилетиями, то сейчас за два-три года она безнадежно устаревает – появляются новые идеи, новые технологии и материалы, которые позволяют эти идеи реализовать.
С момента создания первых искровых передатчиков радиоэлектронная аппаратура была аналоговой. Однако после Второй мировой войны, когда был изобретен биполярный и полевой транзистор, были разработаны первые интегральные микросхемы, цифровые технологии начали завоевывать себе место под солнцем. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала. Несмотря на это, в области современных телевизионных технологий аналоговые видеосигналы применяются весьма широко и не собираются уходить в прошлое.
Проблема цифрового представления видеосигнала состоит в том, что ширина его спектра во много раз больше ширины спектра такого же видеосигнала, но в аналоговой форме. Современные системы цифрового телевидения, на которые постепенно переходят во всем мире, не способны работать с несжатым сигналом. Его приходится кодировать с помощью алгоритма MPEG, а это, как известно, алгоритм с потерей качества. Вот и выходит, что несмотря на развитие и совершенствование цифровых технологий, проще и дешевле для передачи видеосигнала на большие расстояния пользоваться аналоговыми видеоформатами: и ширина спектра сигнала вполне приемлема, и парк оборудования обширен, да и технологии отработаны до совершенства.
Цифровые интерфейсы DVI и его развитие HDMI – это, в общем, интерфейсы хоть недалекого, но будущего, да и предназначены они для решения других задач.
Аналоговый видеосигнал, используемый в современных телевизионных системах, может быть композитным и компонентным.
Композитный CV (composite video) – это простейший вид аналогового видеосигнала, в котором информация о яркости, цвете и синхронизации передается в смешанном виде. На ранних этапах развития видеотехники именно композитный сигнал передавался по коаксиальному кабелю, соединявшему видеомагнитофоны или видеоплееры с телевизорами.
Более совершенным вариантом композитного сигнала является сигнал S‑Video . Этот вид аналогового видеосигнала обеспечивает раздельную передачу сигнала яркости (Y) и двух объединённых сигналов цветности (C) по независимым кабелям, из-за чего этот сигнал называют еще YC. Поскольку сигналы яркости и цветности передаются раздельно, сигнал S-Video занимает значительно более широкую полосу частот, чем композитный. По сравнению с композитным видеосигналом, S-Video обеспечивает заметный выигрыш в чёткости и устойчивости изображения, в меньшей степени – в цветопередаче. S-Video широко используется в полупрофессиональной аппаратуре, вещательными студиями, а также при записи на 8-мм пленку в стандарте Hi-8 фирмы Sony.
Для телевидения высокой четкости и компьютерного видео эти интерфейсы не подходят, поскольку не обеспечивают необходимого разрешения изображения.
Компонентные видеосигналы
Для достижения максимального качества изображения и создания видеоэффектов в профессиональном оборудовании видеосигнал разделяется на несколько каналов. Например, в системе RGB видеосигнал делится на красный, синий и зеленый компоненты, а также сигнал синхронизации. Такой сигнал еще называют сигналом RGBS, наибольшее распространение он получил в Европе.
В зависимости от способа передачи сигналов синхронизации сигнал RGB имеет несколько разновидностей. Если синхроимпульсы передаются в канале зеленого цвета, то сигнал называют RGsB, а если сигнал синхронизации передается во всех цветовых каналах, то RsGsBs.
Для подключения сигнала RGBS используют кабели с четырьмя разъемами BNC или разъем SCART.
Кабель для видеосигнала RGBS с разъемами BNC.
Разъем SCART
Таблица 1. Назначение контактов разъема SCART
| Контакт | Описание |
| 1. | Выход аудио, правый |
| 2. | Вход аудио, правый |
| 3. | Выход аудио, левый + моно |
| 4. | Земля для аудио |
| 5. | Земля для RGB Blue |
| 6. | Вход аудио, левый + моно |
| 7. | Вход RGB Blue (синий) |
| 8. | Вход, переключение режима телевизора, в зависимости от типа телевизора – Audio/RGB/16:9, иногда включение AUX (старые телевизоры) |
| 9. | Земля для RGB Green |
| 10. | Data 2: Clockpulse Out, только в старых видеомагнитофонах |
| 11. | Вход RGB Green (зеленый) |
| 12. | Data 1 Выход данных |
| 13. | Земля для RGB Red |
| 14. | Земля для Data, дистанционное управление, только в старых видеомагнитофонах |
| 15. | Вход RGB Red (красный) или вход канала С |
| 16. | Вход Blanking Signal, переключение режима телевизора (композит/RGB), «быстрый» сигнал (новые телевизоры) |
| 17. | Земля композитного видео |
| 18 | Земля Blanking Signal (для контактов 8 или 16) |
| 19. | Выход композитного видео |
| 20. | Вход композитного видео или канал Y (яркости) |
| 21. | Защитный экран (корпус) |
В системе YUV, получившей распространение в США, используют другой набор компонентов: смешанный сигналы яркости и синхронизации, а также красный и синий цветоразностные сигналы. Для каждой компонентной системы требуется свой тип оборудования, каждая обладает своими достоинствами и недостатками. Для объединения устройств различных видеоформатов необходимы специальные интерфейсные блоки. Разъёмы на концах кабелей обычно бывают RCA или BNC.
Компонентый сигнал YUV
Компонентый сигнал формата RGBHV
Путь формирования видеосигнала таков: изображение раскладывается на сигналы трех первичных цветов: красного (Red – R), зеленого (Green – G) и синего (Blue – В) – отсюда и название «RGB», к которым добавляются сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации (HV), а затем превращается в RGB-сигнал с синхроимпульсами в канале зеленого (RGsB), который далее преобразуется в: компонентный (цветоразностный) сигнал YUV, где Y=0,299R+0,5876G+0,114В; U=R–Y; V= В–Y, преобразуемый затем в сигнал S-Video и композитный видеосигнал. Композитный видеосигнал преобразуется в радиочастотный сигнал, сочетающий аудио- и видеосигналы. Затем он модулируется несущей частотой и превращается в эфирный телесигнал.
На приемной стороне радиочастотный сигнал в результате демодуляции преобразуется в композитный видеосигнал, из которого в свою очередь в результате ряда преобразований получают компоненты RGB и HV.
Компонентный сигнал YPbPr преобразуется в RGB + HV в обход многих цепей видеотракта. Разделение цветоразностных сигналов Pb и Pr по отдельным каналам существенно повышает точность передачи фазы цветовой поднесущей, а настройка цветового тона не требуется.
Сигналы телевидения высокой четкости (ТВЧ, HDTV) 720p и 1080i всегда передаются в компонентном формате, ТВЧ в композитном или s-video форматах не существует.
Когда зарождался формат DVD, было решено, что при оцифровке материала для записи на DVD именно компонентный сигнал будет переводиться в цифровой вид, а затем обрабатываться по алгоритму MPEG-2 сжатия видеоданнных. Сигнал RGB на выходе DVD-плеера получается из компонентного сигнала YUV.
Важно отметить различие между соотношением цветовых компонент в RGB и компонентном сигнале формата YUV (YPbPr). В цветовом пространстве RGB относительное содержание (вес) каждой цветовой компоненты одинаково, тогда как в YPbPr оно учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.
 Соотношение компонент в цветовом пространстве RGB |
 Соотношение компонент в цветовом пространстве YPbPr |
Ограничения по расстоянию передачи компонентных разновидностей видеосигнала от источников сигнала к приемникам сведены в таблицу 2 (для сравнения приведены и некоторые цифровые интерфейсы).
| Тип сигнала | Полоса пропускания, МГц | Тип кабеля | Расстояние, м |
|
UXGA (компонентный) HDTV/1080i (компонентный) |
170 70 |
Коаксиальный 75 Ом |
5 5-30 |
| Компонентный UXGA (с усилением) | 170 | Коаксиальный 75 Ом | 50-70 |
|
Стандарт (цифровой SDI) HDTV (цифровой SDI) |
270 1300 |
Коаксиальный 75 Ом |
50-300 50-80 |
| DVI-D | 1500 | Витая пара | 5 |
| DVI-D (с усилением) | 1500 | Витая пара | 10 |
| IEEE 1394 (Firewire) | 400(800) | Витая пара | 10 |
Видеосигналы VGA
Одна из широко распространенных разновидностей компонентного сигнала – формат VGA.
Формат VGA (Video Graphics Array) – это формат видеосигналов, разработанный для вывода на компьютерные мониторы.
По разрешающей способности форматы VGA принято классифицировать в соответствии с разрешением видеокарт персональных компьютеров, формирующих соответствующие видеосигналы:
- VGA (640х480);
- SVGA (800х600);
- XGA (1024х780);
- SXGA (1280х1024);
- UXGA (1600x1200).
В каждой паре чисел первое показывает число пикселей по горизонтали, а второе – по вертикали изображения.
Чем выше разрешение, тем меньше размеры светящихся элементов и более качественно изображение на экране. К этому всегда следует стремиться, однако с увеличением разрешения стоимость видеокарт и устройств отображения возрастает.
Видеотехника развивается стремительно, и некоторые компьютерные форматы, такие как MDA, CGA и EGA ушли в прошлое. Например, формат CGA, считавшийся в течение нескольких лет самым распространенным, обеспечивал изображение с разрешением всего лишь 320х200 при четырех цветах!
Самый «слабый» из используемых в настоящее время видео форматов, VGA, появился в 1987 году. Количество градаций каждого цвета в нем увеличено до 64, в результате чего число возможных цветов составило 643=262144, что для компьютерной графики имеет даже более важное значение, чем разрешающая способность.
Назначение контактов разъема VGA приведено в таблице.
| Контакт | Сигнал | Описание |
| 1. | RED | Канал R (красный) (75 Ом, 0,7 В) |
| 2. | GREEN | Канал G (зеленый) (75 Ом, 0,7 В) |
| 3. | BLUE | Канал B (синий) (75 Ом, 0,7 В) |
| 4. | ID2 | Идентификационный бит 2 |
| 5. | GND | Земля |
| 6. | RGND | Земля канала R |
| 7. | GGND | Земля канала G |
| 8. | BGND | Земля канала B |
| 9. | KEY | Нет контакта (ключ) |
| 10. | SGND | Земля синхронизации |
| 11. |
ID0 |
Идентификационный бит 0 |
| 12. |
ID1 or SDA |
Идентификационный бит 1 или данные DDC |
| 13. |
HSYNC or CSYNC |
Строчная H или композитная синхронизация |
| 14. |
VSYNC |
Кадровая синхронизация V |
| 15. | ID3 or SCL | Идентификационный бит 3 или такты DDC |
Кроме собственно видеосигналов (R, G, B, H и V) в разъеме (по спецификации VESA) предусмотрены также некоторые дополнительные сигналы.
Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для передачи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись с ним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разрешением и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (Extended Display Identification Data, или подробные идентификационные данные дисплея), представляет собой блок данных со следующими разделами: бренд-нейм, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска, размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешение экрана.
Таким образом, из таблицы видно, что если не использовать канал DDC, то сигнал формата VGA представляет собой, по сути дела, компонентный сигнал RGBHV.
В профессиональной аппаратуре вместо кабеля D-Sub с разъемом DB-15 обычно используют кабель с пятью разъемами BNC, что обеспечивает лучшие характеристики линии передачи. Такой кабель лучше согласован с приемником и передатчиком сигнала по импедансу, имеет меньшие перекрестные помехи между каналами, а следовательно лучше подходит для передачи видеосигнала с высоким разрешением (широким спектром сигнала) на большие расстояния.
Кабель VGA с разъемом DB-15
Кабель VGA с пятью разъемами BNC
В настоящее время наиболее широко используются устройства отображения с соотношением сторон 4:3: 800x600, 1024x768 и 1400x1050, однако существуют форматы с необычным соотношением сторон: 1152x970 (около 6:5) и 1280x1024 (5:4).
Распространение плоских панелей подталкивает рынок к более широкому использованию широкоэкранных дисплеев с соотношением сторон 16:9 с разрешением 852x480 (плазменные дисплеи), 1280x768 (жидкокристаллические дисплеи), 1366x768 и 920x1080 (плазменные и жидкокристаллические дисплеи).
Требуемая ширина полосы линии связи для передачи сигнала VGA или видеоусилителя определяется как результат произведения количества пикселей по горизонтали на количество строк по вертикали на частоту кадров. Полученный результат следует умножить на коэффициент запаса, равный 1,5.
Ш [Гц] = Гор * Верт * Кадр * 1,5
Частота строчной развертки есть произведение числа строк (или рядов пикселей) на частоту кадров.
| Вид сигнала |
Занимаемый спектр частот, МГц |
Рекомендуемое макс. расстояние передачи, м |
| Аналоговый видеосигнал NTSC | 4,25 | 100 (кабель RG-6) |
| VGA (640x480, 60 Гц) | 27,6 | 50 |
| SVGA (800x600, 60 Гц) | 43 | 30 |
| XGA (1027x768, 60 Гц) | 70 | 15 |
| WXGA (1366x768, 60 Гц) | 94 | 12 |
| UXGA (1600x1200, 60 Гц) | 173 | 5 |
Таким образом, сигнал UXGA требует полосу пропускания 173 МГц. Это огромная полоса: она простирается от звуковых частот до седьмого телевизионного канала!
Как удлинить компонентный сигнал
На практике часто возникает необходимость передать видеосигналы на расстояния большие, чем указано в вышеприведенных таблицах. Частичным решением проблемы является использование коаксиальных кабелей высокого качества, с малым омическим сопротивлением, хорошо согласованных с линией, имеющих малый уровень помех. Такие кабели довольно дороги и не дают полного решения проблемы.
Если устройство-приемник сигнала находится на значительном расстоянии, следует использовать специализированное оборудование – так называемые удлинители интерфейса. Устройства этого класса помогают устранить изначальное ограничение на длину линии связи между компьютером и элементами информационной сети. Удлинители сигналов VGA действуют на аппаратном уровне, поэтому они свободны от каких-либо проблем с совместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков или преобразованием форматов.
Если рассматривать пассивную линию (т.е. линию без активного оконечного оборудования), то кабель типа RG-59 способен передать без видимых на экране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PAL или NTSC только на 20-40 м (либо до 50-70 м по кабелю RG-11). Специализированные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увеличить дальность передачи примерно на 50%.
Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA, полученных с графических плат компьютеров, обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения с разрешением 640x480 на расстояние 5-7 м (а при разрешении 1024x768 и выше такой кабель не должен быть длиннее 3 м.). Высококачественные промышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30 м. Кроме того, линия связи будет подвержена потерям на высоких частотах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до полного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости.
Для устранения этой проблемы можно использовать линейный усилитель-корректор, включенный ПЕРЕД длинным кабелем. В нем используется схема компенсации потерь на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррекция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (High Frequency) control. Схема EQ обеспечивает частотно-зависимое усиление сигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Регулятор общего усиления позволяет парировать обычные (омические) потери в кабеле.
Такие линейные усилители позволяют (при использовании кабелей максимального качества) передать сигнал с разрешением до 1600х1200 (60 Гц) на расстояния до 50-70 м (и больше, при меньших разрешениях).
Однако не всегда этого достаточно: иногда нужны большие расстояния, иногда на длинный кабель могут наводиться помехи, с которыми линейный усилитель бороться не может. В этом случае обычный коаксиальный кабель VGA можно заменить на иной, более подходящий носитель. Сегодня для этого чаще всего используют недорогой и удобный кабель витой пары, устанавливая на концах кабеля специальные преобразователи (передатчик и приемник).
Передающее устройство такого удлинителя преобразует видеосигналы в дифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный видеоформат.
Используется обычный кабель для локальных сетей Ethernet, категории 5 и выше. Для видеосигналов лучше подходит неэкранированный кабель (UTP). За счет дешевизны такого кабеля весь тракт передачи сигнала обычно не удорожается, несмотря на необходимость установки дополнительных приборов.
Данный метод удлинения сигнала VGA хорошо работает на расстояниях до 300 м.
Аналогичные методы можно использовать и для удлинения компонентных сигналов других типов (YUV, RGBS, s-Video), промышленность выпускает соответствующие разновидности приборов.
Заметим, что для передачи компонентного видео YUV обычно хорошо подходят и приборы для сигнала VGA (и это оговаривается в их описаниях), если использовать их каналы R, G, B для передачи каналов Y, U и V (каналы синхронизации H и V можно не использовать). Обычно для этого достаточно использовать кабели-переходники для согласования типа разъемов.
Средой передачи в удлинителях могут также быть оптическое волокно и беспроводный радиоканал. По сравнению с витыми парами, оптоволокно значительно увеличит стоимость, а беспроводная связь не обеспечит достаточной помехозащищенности и надежности, да и получить разрешение на ее использование непросто.
Приветствую своих читателей, и мы продолжаем обсуждать различные типы коннекторов, используемых для передачи видеосигнала. Предметом нашей беседы сегодня будет VGA разъем, который хорошо известен многим по запоминающейся синей расцветке.
Некоторые считают изобретателем данного разъема компанию IBM, которая в 1987 году предложила использовать его для подключения мониторов к своим компьютерам PS/2 .
Тогда, с помощью такого коннектора, получившего название Video Graphics Array (видео-графический массив) передавалось изображение размером 640х480 пикселей (ставшее так же именоваться VGA форматом).
Но фактически прародителем разъемов такого типа является подразделение корпорации ITT. Предложившая в 1952 году концепцию компактных коннекторов с многочисленным количеством штырьковых контактов, расположенных внутри экрана.
Его форма напоминала перевернутую буку D, что обеспечивало соединение только правильным способом. Благодаря литере эти разъемы стали маркировать D-sub (субминиатюрные).
Пятнадцать важных контактов
Но вернемся на 30 лет назад, когда VGA разъем получил повсеместное распространение в компьютерной индустрии (видеокартах, мониторах). Его особенностью было построчная передача аналогового видео. Каждый из 15-и его контактов отвечал за определенные параметры:
- отдельные RGB сигналы;
- способы синхронизации;
- прочие контрольные каналы
Более детально стандартная распиновка контактов выглядит вот так:
Показатели яркости определялись изменением напряжения сигнала в пределах 0,7-1 В.
Такая компоновочная схема вместе со стабильно работающим компонентным видеоинтерфейсом обеспечивали довольно приличное качество изображения с быстрой частотой обновления. Потенциал, заложенный в данную систему, позволял переназначать задачи для отдельных контактов. А также обеспечивать передачу сигналов для боле совершенного оборудования. Дополнительным преимуществом разъема являлась система его фиксации с помощью двух винтов, обеспечивающая высокую надежность соединения.
Разъем с большим потенциалом
Если сначала D-sub VGA разъемом подсоединялись мониторы с ЭЛТ, то со временем он стал использоваться и в современных жидкокристаллических экранах с разрешением 1280×1024 и частотой кадров до 75 Гц. Фактически с помощью такого кабеля передавался цифровой сигнал. Который проходил двойную конвертацию (в аналог и обратно). При соответствующем качестве соединительного провода, наличия экранирующей оплетки и небольшой длины соединения передаваемая картинка была довольно неплохая.
Со временем появилась и уменьшенная версия – mini VGA, которая применялась в компактном оборудовании и ноутбуках.
А основной типоразмер коннектора, в силу своей высокой надежности, стал востребованным в системах промышленной автоматизации. Так же появились многочисленные переходники для подключения VGA штекера к разъемам других типов (RCA DVI-I, HDMI).
Кроме того аналоговый сигнал позволяет одновременно транслировать изображение на два монитора. Как выглядит кабель VGA сплиттер, для такой коммутации вы можете увидеть на картинке
Конечно, сегодня для видео с максимальным разрешением возможностей аналогового VGA уже недостаточно и нужно переходить на цифровую трансляцию потока с помощью , а еще лучше HDMI или , обладающий наибольшей скоростью передачи данных. Такую идею активно продвигают Intel и AMD. Официально заявившие, что с 2015 года их продукция не будет поддерживать работу с VGA.
Вот и вся информация о VGA разъемах. Напоследок я хочу порекомендовать вам провести ревизию используемого монитора и ТВ на предмет отказа от аналоговых кабелей в пользу цифровых. И я уверен, что такая возможность найдется.
На этом все, до скорых встреч на страницах моих новых статей.
Каждый пользователь ПК рано или поздно сталкивается с подключением своего ноутбука или персонального компьютера к монитору с помощью различных кабелей и разъемов. Все они отличаются между собой по структуре, качеству картинки и максимально допустимой длине кабеля. В 90-е годы для подключения ЭЛТ мониторов использовался 15-ти пиновый разъем VGA, который выдавал хорошее изображение для того времени. Со временем разрешения которое выдает VGA стало недостаточно и ему на смену пришел новый 17 (17-29) пиновый интерфейс DVI с возможностью отобразить намного большее разрешение из-за его большей пропускной способности .
DVI разъем
Для разработки Digital Visual Interface (DVI) крупные компании объединили свои усилия. Совместно было принято решение о нецелесообразности дважды конвертировать сигнал. Вследствие этого разработчики пришли к решению о создании единого цифрового интерфейса, который сможет выводить исходное изображения без лишних изменений и потерь качества.
Основной принцип работы интерфейса заключается в новой технологии протокола кодирования данных TMDS. Информация, предварительно реализированная протоколом, последовательно передается на устройство.
Интерфейс позволяет достичь разрешения 1920х1080 при частоте в 60 Гц. Таких параметров позволяет добиться пропускная способность 1,65 Гб/с и это при использовании одного соединения TMDS. Если же используются два соединения, то скорость возрастет до 2 Гб/с. При таких высоких показателях DVI на голову превосходит своих предшественников.
Для простого пользователя объяснить, чем так хорош Digital Visual Interface можно сказав лишь то, что это цифровой видеоинтерфейс. Отличить его от аналогового предшественника не составит труда — разъемы всегда белого цвета, что не дает возможности его спутать с другими. Форма и большее количество пинов также является характерным отличием интерфейса.
Кабель у интерфейса ограничен по длине, как и у других разъемов, максимальная его длинна составляет не более 10 м, что на 7 метров больше чем у VGA.
Основные виды и отличия
Помимо характерных отличий от других интерфейсов Digital Visual Interface также отличается и между собой. Основными отличиями между ними является количество каналов и наличие возможности передачи аналогового сигнала. Рассмотрим популярные вариации подробнее:
Подвести итог о разнице между разъемами можно просто — буква D говорит о наличии только цифрового сигнала, буква А – только аналогового, буква I говорит о наличии обоих типов сигнала.
В случае, когда на видеокарте есть Digital Visual Interface выход, а на мониторе только VGA подойдут переходники. При приобретении переходников нужно понимать разницу между DVI-I и DVI-D, первый сможет передать сигнал на VGA т.к. присутствует аналоговый канал, а вот второй не имеет аналогового канала связи и передать по нему изображение через переходник не получится, для этого используют специальные дорогостоящие конвертеры.
Помимо переходников DVI–VGA и VGA-DVI существуют и другие DVI–HDMI, HDMI–DVI, DVI-DisplayPort, DisplayPort-DVI, все они передают между собой цифровой сигнал и проблем с подключением возникнуть не должно.
Недостатки технологии
Единственным существенным недостатком технологии является ограничение по длине кабеля . К примеру, при использовании кабеля длиной в 15 м максимальное разрешение, которого можно будет добиться составляет 1280х1024, но если использовать всего 5 метровый кабель разрешение возрастет до 1920х1200. Если требуется подключить устройство на большом расстоянии без потери сигнала придется использовать дополнительные репитеры , которые усилят сигнал.
VGA разъем
В 1987 году компания Canon предоставила миру новый разъем VGA (Video Graphics Array), который был установлен на одноименную видеокарту. Возможностей технологии было более чем достаточно, ведь первоначальное разрешение было 640х480. Максимально возможное разрешение без потери качества изображения, которое способен выдать Video Graphics Array, составляет 1280х1024. Несмотря на то, что давно появились более эффективные интерфейсы, которые вытесняют VGA с рынка, множество телевизоров и видеоустройств по прежнему комплектуются данным разъемом. Причиной вытеснения стало появление новых мониторов, которые требуют большего разрешения.
Разъем имеет 15-ти пиновую распайку и маркируется синим цветом (за редкими исключениями), что позволяет легко отличить его от DVI (белый). Максимальная длинна кабеля для подключения ограничивается 3 м.
Вследствие развития технологий появился новый стандарт Super Video Graphics Array или SVGA, который использует такое же 15-ти пиновое подключение, что и Video Graphics Array но значительно превосходит его технически. Основным отличием SVGA от VGA является количество отображаемых цветов , их в новой версии интерфейса стало 16 млн, при 256 цветов у старого.
Основные виды
У VGA разъемов существует три основных разновидности DDC1, DDC2, E-DDC:
- DDC1 – позволяет монитору в одностороннем порядке передавать данные с информацией о своих характеристиках на компьютер. После чего видеокарта определяет данную информацию на кабеле и обнаруживает подключенный к ней монитор DDC
- DDC2 – спецификация этого вида позволяет уже обмениваться информацией в двухстороннем порядке. Сперва монитор передает свои данные на компьютер, после чего компьютер подстраивает нужные параметры под подключенный монитор.
- E- DDC – представляет собой самую эффективную спецификацию. Информация о данных подключенного монитора сохранялась в памяти устройства.
Все 15 контактов расположены в 3 ряда по 5 контактов. Первые три контакта отвечают за передачу аналогового видеосигнала трех разных цветов (1,2,3). Каждый из них имеет свою землю — 6,7,8 соответственно. 13 и 14 контакты отвечают за горизонтальную и вертикальную синхронизацию. Помимо передачи видеосигнала интерфейс обладает двухсторонней связью с монитором.
Распиновка интерфейса:
Если речь идет о миниразъеме mini VGA (уменьшенном аналоге с теми же параметрами), то распиновка будет следующей:
Удлинители
Существуют ситуации, когда компьютер и подключаемый монитор или телевизор находятся в разных комнатах и для их подключения потребуется кабель нестандартной длинны. Его можно купить в любом компьютерном магазине, но появляются две проблемы:
- слишком большая цена кабеля — от 20 долларов за 15 метров;
- жесткость стандартного кабеля, что становится большой проблемой для красивой и правильной укладки в плинтуса. Если же при монтаже кабеля требуется пройти через стену, то заводской кабель явно не поможет т.к. придется сверлить отверстие диаметром в 40-мм.
В подобных случаях идеальным решением будет сделать удлинитель самостоятельно. В этом придет на помощь обычная витая пара 5 или 6 категории.
В вопросе цены она значительно выигрывает у заводского удлинителя Video Graphics Array, цена ее составляет около 15 рублей за метр, а диаметр всего 8 мм.
Используя всего 8 контактов витой пары можно с легкостью спаять удлинитель, но можно поступить еще проще купив в магазине переходник VGA — RJ-45.
DVI-D — VGA переходник своими руками
Найти такой переходник невозможно. Виной всему то, что технологии используют разные порты и типы данных. Если внимательно посмотреть на распиновку DVI-D то станет заметно, что на нем отсутствуют контакты для передачи аналогового сигнала, который требуется для VGA.
В таком случае может помочь конвертер DVI-D – VGA, который преобразует цифровой сигнал исходящий от Digital Visual Interface, в аналоговый. Это единственный вариант подключения.
Стоит заметить
, что если выломать 4 «лишних контакта» из-за которых обычный переходник не вставляется в разъем, то все-равно ничего работать не будет, поскольку именно они отвечают за передачу аналогового сигнала.
Максимальная длина кабеля
Все интерфейсы имеют ограничение по максимально допустимой длине кабеля при которой не теряется качество сигнала. Чем больше длинна кабеля, тем хуже сигнал, а соответственно и максимальное разрешение. Для каждого вида максимальная длинна разная, поскольку интерфейсы используют различные технологии и типы сигналов.
Для DVI – 10, VGA – 3 м, HDMI – 10 м.
Отличие DVI и VGA
Основным отличием этих разъемов является максимальное разрешение и качество картинки . Кроме этого Digital Visual Interface имеет от 17 до 29 пинов, при том как VGA всего 15. Еще одним отличием является тип сигналов с которыми работают интерфейсы: у VGA это аналоговый, а у Digital Visual Interface — цифровой. Именно по этой причине VGA приходится проделывать конвертацию дважды, что значительно ухудшает качество получаемого изображения.
Что лучше DVI или HDMI
В сравнении этих двух интерфейсов можно сказать о некой их равнозначности. Большим преимуществом HDMI является то, что с помощью всего одного кабеля можно передавать как видео, так и аудио данные, тем самым уменьшив количество проводов, которых в современных мультимедийных системах предостаточно. Существенным отличием является максимальное разрешение , которое у HDMI на данный момент может составлять 10240 × 5760.
Разница между VGA и HDMI
Некорректно сравнивать два этих интерфейса из-за их разницы во времени создания. HDMI достаточно новый разъем, который предоставляет пользователю прекрасную картинку и отличный звук всего в одном кабеле. Video Graphics Array сейчас используется по большей части в старой технике не совместимой с новыми технологиями.
