Термином DVI-D VGA чаще всего называют небольшие устройства (переходники), с помощью которых старые мониторы с аналоговыми разъёмами подключаются к на компьютерах, передающих цифровой сигнал.
Особенностью такого подключения является не совсем стопроцентная совместимость, из-за которой далеко не каждый такой адаптер на самом деле работает. И, хотя стоят эти устройства не слишком дорого – в среднем, около $2–5 – в большинстве случаев лучше отдать предпочтение другому приспособлению, называемому конвертером сигнала.
Особенности разъёмов DVI-D и VGA
Портом DVI обладают те компьютеры и ноутбуки, которые поддерживают специальную технологию – digital visual interface или «цифровой интерфейс». Ею пользуются для передачи видеоизображения на периферийные устройства вывода данных – от телевизоров и до .
Использование технологии позволяет получить сигнал с лучшим качеством, который не получится передать с помощью устаревшего в настоящее время интерфейса . Для сравнения, максимальное разрешение, поддерживаемое технологией Video Graphics Array, составляет всего лишь 1280х1024 пикселя. Для DVI-D аналогичный показатель составляет 2560х1600 пикселей.
Новая технология DVI уже используется практически на всех современных мониторах и устройствах вывода. Однако переход на более новый и совершенный способ передачи данных создал определённую проблему пользователям тех мониторов, которые имеют только разъём VGA.
Ведь ещё в 2000-х годах большая часть даже достаточно больших экранов с диагональю 22–24 дюйма комплектовались только старыми портами. И подключить их к современным ПК можно, только если пользоваться для этого специальным переходником.
Существует 3 вида разъёмов DVI:
обеспечивающий только аналоговую передачу данных интерфейс DVI-A;
для передачи данных и в цифровом, и в аналоговом формате – DVI-I;
только для цифрового изображения – DVI-D.
Из-за того что компьютеры передают картинку в цифровом формате, большинство современных видеокарт имеют только один вид разъёма – DVI-D. Устаревшие , комплектующиеся интерфейсами DVI-I, можно подключать с помощью специального кабеля.
Обеспечить такое же подключение к экрану VGA, обладающему меньшими показателями разрешения (аналоговому и уже не поддерживающему даже формат FullHD) с помощью простых кабелей или переходников удаётся далеко не всегда.
Проблемы совместимости
Если сравнить сигналы, которые идут от порта DVI-D , можно сделать вывод об их различиях. И для того чтобы правильно передать информацию в цифровом виде на аналоговый монитор можно пользоваться переходниками с одного интерфейса на другой – или преобразователями сигнала с такими же портами. Рассматривая возможность покупки обычного DVI-D/VGA адаптера, следует знать о проблемах совместимости , с которыми придётся столкнуться большинству пользователей.
Главное преимущество этого небольшого устройства заключается в его цене . Однако из-за отсутствия контактов C1–C4 (4 прямоугольных отверстия на разъёме DVI -D возможность аналоговой передачи данных отсутствует. И, если, например, от порта DVI-I или DVI-A такие данные на отправить всё-таки можно, вероятность появления изображения на мониторе от с цифровым интерфейсом будет минимальной.
Невысокая стоимость переходников приводит к тому, что многие пользователи покупают их для своих старых мониторов, которые требуется соединить с современными картами. Иногда такой способ срабатывает. Но, из-за того что «распиновка» (или расположение разъёмов) у старого и нового интерфейсов отличаются, сигнала может и не быть.
Изображения не появляется на экране из-за невозможности преобразовать сигнал с помощью обычной распайки. Если же картинка всё-таки возникла, скорее всего, видеокарта имеет всё-таки интерфейс DVI -I или DVI-A. То есть поддерживает и аналоговую передачу данных.
Решение вопроса
Проблема с несовместимостью достаточно серьёзная – но вполне решаемая. Благодаря тому, что данные могут не просто передаваться, но и преобразовываться, специалистами уже давно изобретено другое устройство, называющее преобразователем или конвертером DVI-D в VGA.
На вид оно, действительно, может напоминать обычный переходник, однако оборудовано дополнительным, увеличивающим размер приспособления, модулем.
Рис. 6. Конвертер DVI-D VGA.
В задачи устройства входит конвертирование цифрового сигнала в аналоговый. И, за счёт более сложной конструкции, стоит такой преобразователь в несколько раз дороже. с другой стороны, возникает вопрос – зачем продаются в интернет-магазинах переходники DVI-D VGA?
Ответить на него несложно – причина заключается в некомпетентности некоторых продавцов. Или, возможно, в желании продать больше товара, не имеющего тех функций, ради которых его покупают. На самом же деле, на сайтах, где указывается достоверная информация о переходниках и кабелях, можно увидеть в описании другие параметры – переход осуществляется не с DVI-D, а с DVI -I на VGA.
Конвертеры
Существует целый ряд моделей преобразователей данных с DVI-D на VGA. В большинстве случаев для них требуется отдельное питание, так как устройство переставляет собой не простой переходник, а уже полноценный прибор с расположенной внутри платой. Эта особенность и делает конвертер дороже – но экономить в данном случае не имеет смысла.
В возможности преобразователя цифрового сигнала в аналоговый входит передача информации от современной видеокарты устаревшим мониторам. Или таким же далеко не новым (или просто недорогим) телевизорам, которые тоже можно использовать для вывода информации с ПК или ноутбука.
Может понадобиться конвертер и при подключении – хотя большинство из них уже давно имеет , тоже являющийся цифровым и совместимый с любой современной видеокартой. Для такого устройства подобные переходники не понадобятся.
Особенности преобразования сигнала
Среди имеющихся на рынке преобразователей можно найти устройства с такими характеристиками:
поддержкой подключения DVI -D -источника к дисплеям VGA с максимальным размером картинки до 1920х1200 пикселей и минимальным 800х600 пикселей;
вход конвертера имеет 21 пин, выход – 15 пин;
максимальная частота – 60 Гц;
длина кабеля преобразователя – от нескольких сантиметров до 1,5–1,8 м;
стоимость – от $6.
Следует знать: Преобразователь является однонаправленным. То есть способен конвертировать цифровой сигнал в аналоговый – но не наоборот. При необходимости подключения VGA-видеокарты к DVI-D-монитору понадобится другой, обратный конвертер. Хотя при этом будет не слишком качественным.
Кроме того, покупая преобразователь, стоит учитывать его несовместимость с интерфейсами DVI-I и DVI-A. Причём, большинство конвертеров требуют отдельного питания и вывода аудио с помощью дополнительного кабеля. Хотя в тех случаях, когда кабель, соединяющий компьютер и устройство вывода, не превышает по длине 1–1,5 м, подключать его к сети не обязательно.
Для корректной работы желательно, чтобы поддерживал ту же частоту обновления, которую обеспечивает преобразователь. А ещё рекомендуется пользоваться дисплеями или телевизорами с диагональю не больше 40 дюймов – иначе на изображении могут появиться полосы.
Важно: Если преобразовывать сигнал приходится не только с DVI-D на VGA, но и в другие форматы, стоит приобрести мультифункциональный конвертер , поддерживающий несколько видов интерфейсов.
Рис. 10. Мультифункциональный преобразователь.
Выводы
Несмотря на заверения продавцов подобные преобразователями пользоваться ими не стоит. Вероятность корректного подключения и передачи данных в этом случае не превышает нескольких процентов – а, по заверениям некоторых экспертов, вообще равна нулю. Намного эффективнее будет приобрести конвертер, который гарантированно выполнит свои функции, подключив к аналоговому устройству вывода.
Таблица 1 Обозначение выводов VGA разьёма
| Вывод | Имя | Направление | Описание |
|---|---|---|---|
| 1 | RED | Красное видео (75 Ом, 0.7 В) | |
| 2 | GREEN | Зелёное видео (75 Ом, 0.7 В) | |
| 3 | BLUE | Синие видео (75 Ом, 0.7 В) | |
| 4 | RES | Зарезервировано | |
| 5 | GND | Земля | |
| 6 | RGND | Земля для красного | |
| 7 | GGND | Земля для зелёного | |
| 8 | BGND | Земля для синего | |
| 9 | KEY | - | Не используется |
| 10 | SGND | Земля для синхро сигналов | |
| 11 | ID0 | Не используется | |
| 12 | SDA | I 2 C двунаправленная передача данных | |
| 13 | HSYNC or CSYNC | Горизонтальная синхронизация | |
| 14 | VSYNC | Вертикальная синхронизация | |
| 15 | SCL | I 2 C синхро сигнал |
Отбросим I2C и остаётся всего несколько выводов. Все земли можно соединить вместе, в итоге будет 3 цвета RGB, на эти выводы подаётся аналоговое напряжение от 0 до 0.7 В, чем больше напряжение на цветовом входе тем "насыщеннее" данный цвет. 0.7 В на всех 3 выводах дадут самый яркий белый цвет на который способен монитор. Таким образом можно получить практически любой цвет смешиванием 3-ёх составляющих. Для простоты я буду подавать на каждый из выводов либо 0 либо 0.7 В. Если хочется большого разнообразия цветов, нужно использовать преобразователи из цифрового кода в аналоговое напряжение ЦАП. Его можно составить самому с помощью резисторной матрицы . Либо достать специальную микросхему, к примеру: AD664
На выводах вертикальной и горизонтальной синхронизации действуют уровни ТТЛ сигналов.
- Уровень логического нуля, не более +0,8 В
- Уровень логической единицы, не менее +2,4 В
Вообщем они стабильно работают с МК при 3.3 В и 5 В.
При питании от 3.3 В (стандартное напряжение ПЛИС) (логическая 1 ≈ 3.3 В)
на цветовые входы сигнал подаётся через резисторы 270 Ом.
Как мы помним входное сопротивление цветовых VGA входов 75 Ом.
Рассчитаем максимальное напряжение:
3.3 * 75 / (75 + 270) = 0.717 В
Немного превышает, но работает без проблем.
При питании от 5 В, потребуется резисторы номиналом:
R = 3.3 * 75 / 0.7 - 75 = 460 ≈ 470 Ом
Остаётся узнать в какие моменты подавать единички и нолики на эти выводы.
Разрешение изображения и частота обновления определяется интервалами импульсов синхронизации. Во время синхроимпульсов на RGB выводах, должно быть 0 В.
Видео данные 1 строки - горизонтальный синхро импульс - видео данные 2-ой строки - горизонтальный синхро импульс - видео данные 3-ей строки - ********************* - рисуем последнюю строку - большой вертикальный синхроимпульс (вместе с горизонтальным) - Всё по новой.
Рассмотрим параметры для разрешения 640 x 480 @ 60 Гц
Таблица 2 частотные параметры VGA интерфейса
Таблица 3 временные параметры для горизонтальной линии
Таблица 3 временные параметры для 1 кадра
Не обязательно использовать точно такие же значения как в таблице, лишь бы они были достаточно близкими. Для данного разрешения используются отрицательные вертикальный и горизонтальный синхроимпульсы, для других разрешений это может не совпадать.
Можно заметить что частота вертикальной синхронизации иногда не совпадает с частотой обоновления экрана. LCD моинторы пришли на смену ЭЛТ мониторов, которые заменили большие телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Когда появилась возможность выводить цветное изображение на экран у американских инженеров возникла проблема, тот стандарт частоты передачи звука который они выбрали "не согласуется" (вызывает помехи) с 60 Гц. Стандарт для частоты был 44.056 кГц. Но они выяснили что изменение частоты на 0.1 % позволит это исправить и т.к. стандарт передачи звука был уже общепринятым, они уменьшили частоту оновления экрана.
60 * 0.999 = 59.94
Т.к. многие значения были приняты ещё тогда, производели к ним привыкли и продолжают использовать, если сейчас изменить стандарт то придётся проделать слишком большую работу, не считая того что многие устройства могут просто перестать работать с новыми стандартами.
Подробней про это можно прочитать и
Я не знаю причину отличий другиих значений и почему нельзя было сделать временные интервалы кратные 10, 5 или хотя бы 2.
Из таблиц видно что есть время когда на экран ничего не выводится, это сделано для синхронизации, это можно представить будто наш рисующий луч (раньше изображение отобрадалось электронным лучём) уходит за границы экрана. Также нужно подождать несколько пустых линий, которые уходят под эвидимый экран.
 |
| Рис. 8 Экран с зонами синхронизации (Blanking Time) |
Легче рассчитать и реализовать время 1 пикселя и затем всё подстраивать под него, иногда указывается просто частота пикселей и остальные значения в пикселях.
В принципе это всё что ннеобходимо знать чтобы рисовать на VGA мониторе, осталось запрограммировать (или любым другим способом) цифровое устройство и попытаться вывести изображение.
Телевизор работает почти также, но там только "1 провод", значит все сигналы соединены вместе, если цвет не так важен, то принцип тот же.
Попробуем вывести изображение и посмотреть на осцилограмму сигнала.
У меня есть готовая тестовая программа для ПЛИС отсюда которая выводит данное изображение:
Рассмотрим осцилограмму. Сверху вниз по порядку идут: Красный, Зелёный, Синий, Горизонтальная синхронизация, Вертикальная синхронизация.
Здесь отображен 1 кадр, можно догадаться как будет выглядеть изображение, т.к. каждая полоса состоит из имульсов (если приблизить там есть зоны где постоянно 1, но не длинной во всю линию), то не будет одноцветных линий. Если разбить сигналы на столбцы, видно что есть линии на которых промежутки только красного либо зелёного цветов.
Используемые мной значения:
Весь кадр (O) - 16.69284 мс
Ширина вертикального синхроимпульса (P) - 64.08 мкс
1 строка (A) - 31.9176 мкс
Ширина горизонтального синхроимпульса (B) - 3.84 мкс
Частота пикселей - 25 МГц
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.
Большинство жидкокристаллических и плазменных телевизоров имеют VGA-разъем, или как его еще называют, D-sub. Кроме того, он используется в для соединения системного блока и монитора. Аббревиатура VGA произошла от названия компьютерных видеоадаптеров. VGA-разъемразработан фирмой Canon. Сперва он был самым миниатюрным по сравнению с другими аналогичными соединителями.
Общая информация
VGA-разъем: распиновка
Итак, представляем вашему вниманию распайку такого коннектора, заодно расшифруем назначение каждого вывода:
1. Красный канал - 75 Ом, 0,7В.
2. Зеленый канал - 75 Ом, 0,7В.
3. Синий канал -75 Ом, 0,7В.
4. Второй идентификационный бит.
5. Общий провод.
6. "Земля" красного канала.
7. "Земля" зеленого канала.
8. "Земля" синего канала.
10. "Земля" синхронизации.
11. Нулевой идентификационный бит.
12. Единичный идентификационный бит, или данные DDC.
13. Композитная или строчная синхронизация.
14. Кадровая синхронизация.
15. Такты DDC, или третий идентификационный бит.
Заключение
Следует отметить, что аудиоинформация через упомянутый тип соединения не передается. Это может вызвать дополнительные трудности при синхронизации звука и изображения. Ведь телевизоры обычно не имеют дополнительных аудиовходов, совместимых с VGA-разъемом. Проще всего для синхронизации двух сигналов использовать отдельную
Разъем VGA (сокращение от Video Graphics Array) является популярным стандартом мониторов, разработанный IBM и внедренный в 1987.
Не смотря на то, видео интерфейс VGA, обеспечивающий взаимодействие монитора и графической карты компьютера, разработан более двадцати лет назад, он и по сей день остается самым известным стандартом для графики на IBM совместимых компьютерах. Для этого есть две основные причины для этого:
Во-первых, основной режимы VGA — отображение 80×25 в режиме символов и 640×480 в графическом режиме поддерживается всеми современными графическими картами, независимо от разрешений поддерживаемых этими картами. Поэтому все компьютеры при включении активизируют режим VGA и только после загрузки операционной системы и драйверов видео карты, компьютер переходит в режим повышенной разрешающей способности, которая заложена в конкретной видеокарте.
Во-вторых, несмотря на более высокое разрешение и глубину цвета современных мониторов и графических карт, разъем, используемый на большинстве компьютеров для подключения монитора, все еще имеет стандарт VGA. Поэтому большинство людей будут говорить о мониторе VGA, даже если это XGA, Super VGA или любой другой современный стандарт.
Хотя современные дисплеи высокого разрешения больше ориентированы на современный стандарт, такой как DVI, но все же большинство видеокарт, имеющие более низкое разрешение, до сих пор используют 15 контактный (DB15) разъем VGA, для соединения с монитором.
Распиновка VGA разъема
Расположение выводов разъема интерфейса VGA показано ниже. Первые три вывода предназначены для передачи аналогового сигнала трех основных цветов RGB (1-красный, 2-зеленый и 3-синий). Красные, зеленые и синие сигнальные линии имеют свои собственные минусовые провода (6, 7 и 8). Для горизонтальной и вертикальной синхронизации предназначены выводы 13 и 14 соответственно.
По внешнему виду разъем VGA схож с разъемом COM порта (DB9). Но в отличие от DB9, разъем VGA имеет 15 выводов расположенных в три ряда по 5 контактов в каждом ряду. Помимо сигналов цветопередачи (RGB) и сигналов синхронизации, в разъеме VGA имеется и цифровой интерфейс I2C, предназначенный для двусторонней связи между видео контроллером и монитором. Этот интерфейс (I2C) придает VGA достаточную универсальность.
Следует отметить, что I2C не был реализован в первых версиях стандарта VGA, а был добавлен значительно позже с появлением стандарта VESA DDC2. С помощью интерфейс I2C контроллер и монитор могут обмениваться технической информацией, например, доступность частоты и разрешения, с целью предотвращения несовместимости в работе.
