Lezione 6. Interfacce e adattatori video

Interfacce di visualizzazione.

Adattatori per display.

Parametri del sistema video.

Letteratura: 1. Guk. M. Hardware PC IBM. Pietro, 2005, p. 510-545.

1. Interfacce di visualizzazione.

1.1. Caratteristiche generali delle interfacce di visualizzazione.

Nella tecnologia tradizionale di trasmissione televisiva a colori (PAL, SECAM o NTSC), il segnale video trasporta direttamente l'informazione sul valore istantaneo della luminanza fn e l'informazione sul colore viene trasmessa in forma modulata a frequenze aggiuntive f d, garantendo la compatibilità di un ricevitore in bianco e nero che ignora le informazioni sul colore con canale di trasmissione del colore.

f d1 = 4,43 MHz f n = 4,5 MHz f d2 = 4,6 MHz

Tuttavia, nessuno dei tradizionali sistemi di trasmissione è adatto alla visualizzazione di informazioni grafiche ad alta risoluzione, poiché hanno una larghezza di banda dei canali colore notevolmente limitata (ovvero, il minimo di 35 MHz è irraggiungibile). Per i monitor ad alta risoluzione, è possibile utilizzare solo l'alimentazione diretta del segnale agli ingressi degli amplificatori video di colori di base - RGB-Entrata (rosso Verde Blu - rosso, verde e blu).

L'interfaccia tra l'adattatore video e il monitor può essere discreta (con segnali TTL) o analogica. Interfaccia discreta evolutiva per monitor monocromatici e primi colori CGA e EGA sostituito dall'ormai popolare interfaccia analogica VGA, fornendo il trasferimento di un gran numero di colori. Tuttavia, ulteriormente la qualità della trasmissione del segnale analogico cessò di soddisfare le crescenti esigenze (con un aumento della frequenza di scansione e della risoluzione) e apparve una nuova interfaccia digitale. DVI... Per i display flat panel con la loro organizzazione a matrice e l'inerzia delle celle relativamente elevata, è consigliabile utilizzare un'interfaccia digitale specializzata (Flat Panel Monitor Interface, ma non DVI).

Nei moderni adattatori, è di nuovo possibile collegare una TV standard tramite uno speciale convertitore di segnale. Per l'interfaccia televisiva, è possibile fornire la sincronizzazione da un sistema televisivo esterno (convertitore), importante per combinare un segnale video del computer con un "ambiente televisivo" esterno.

1.2. Interfaccia rgb ttl discreta

I primi monitor per PC avevano un'interfaccia discreta con livelli TTL. RGB TTL. Per un monitor monocromatico, sono stati utilizzati solo due segnali: video (acceso/spento del raggio) e alta luminosità. Pertanto, il monitor potrebbe visualizzare tre gradi di luminosità: sebbene 2 2 - 4, "pixel scuro" e "scuro con alta luminosità" non sono distinguibili.

Accensione/spegnimento monitor

Nei monitor a colori della classe cd { Colore Schermo) c'era un segnale per accendere ogni raggio e un segnale generale di maggiore luminosità. Pertanto, è possibile impostare 4 2 = 16 colori.

G Monitor

La classe successiva è il display a colori migliorato ECD (Migliorato Colore Schermo) aveva un'interfaccia discreta con due segnali per ogni colore di base. I segnali hanno permesso di impostare una delle quattro gradazioni di intensità; il numero totale di colori codificati ha raggiunto (2 2) 3 = 2 6 = 64.

2 - due segnali per canale;

3 - tre canali.

I segnali ROSSO, VERDE, BLU e Rosso, Verde, Blu designano rispettivamente i bit più significativi e meno significativi dei colori di base.

G, g Monitor

La sincronizzazione orizzontale e verticale del monitor viene effettuata dai segnali H.Sync e V.Sync. (Sincronizzazione orizzontale, verticale)

I computer moderni sono altamente in grado di lavorare con i video e i loro proprietari spesso guardano i film sullo schermo del monitor. E con l'avvento delle piattaforme multimediali barebone destinate all'utilizzo come centro multimediale domestico, l'interesse per il collegamento di apparecchiature audio e video sta solo crescendo.
È molto più comodo e pratico guardare video su un grande schermo TV, soprattutto perché quasi tutte le moderne schede video sono dotate di un'uscita TV.
La necessità di collegare una TV a un computer sorge anche durante la modifica di video amatoriali. Come puoi facilmente vedere in pratica, l'immagine e l'audio su un computer sono notevolmente diversi da quelli che vedrai e ascolterai in seguito in TV. Pertanto, tutti gli editor video consentono di visualizzare i risultati del montaggio preliminare su un ricevitore televisivo direttamente dalla bilancia di lavoro anche prima di creare un film. Gli appassionati di video esperti monitorano costantemente l'immagine e l'audio visualizzandoli su uno schermo televisivo, non sul monitor di un computer.
Argomenti come l'impostazione delle schede video, la scelta di uno standard di immagine, nonché il confronto della qualità delle uscite video delle schede video di diversi produttori e la risoluzione dei problemi che sorgono vanno oltre lo scopo di questo articolo: qui prenderemo in considerazione solo le seguenti domande : quali connettori si possono trovare su un televisore e su una scheda video, come concordano tra loro e quali sono i modi per collegare un computer a un televisore.

Interfacce display

Interfaccia analogica classica (VGA)

I computer utilizzano da tempo l'interfaccia analogica D-Sub HD15 (Mini-D-Sub) a 15 pin, tradizionalmente chiamata interfaccia VGA. L'interfaccia VGA trasmette segnali rosso, verde e blu (RGB), nonché informazioni di scansione orizzontale (H-Sync) e sincronizzazione verticale (V-Sync).

Tutte le moderne schede video dispongono di tale interfaccia o le forniscono un adattatore dall'interfaccia combinata universale DVI-I (DVI-integrata).

Pertanto, sia i monitor digitali che quelli analogici possono essere collegati al connettore DVI-I. Un adattatore DVI-I a VGA è solitamente incluso con molte schede grafiche e consente di collegare i monitor più vecchi con un connettore D-Sub (VGA) a 15 pin.

Si noti che non tutte le interfacce DVI supportano i segnali VGA analogici, che possono essere ottenuti tramite questi adattatori. Alcune schede video dispongono di un'interfaccia DVI-D digitale alla quale è possibile connettersi solo monitor digitali. Visivamente, questa interfaccia differisce dal DVD-I per l'assenza di quattro fori (pin) attorno allo slot orizzontale (confrontare il lato destro dei connettori DVI bianchi).

Spesso le moderne schede grafiche sono dotate di due uscite DVI, nel qual caso sono generalmente universali: DVI-I. Una tale scheda video può funzionare contemporaneamente con qualsiasi monitor, sia analogico che digitale in qualsiasi set.

Interfaccia digitale DVI

L'interfaccia DVI (TDMS) è stata progettata principalmente per i monitor digitali che non richiedono la scheda grafica per convertire i segnali digitali in segnali analogici.

Ma poiché la transizione dai display analogici a quelli digitali è lenta, i progettisti di hardware grafico tendono a utilizzare queste tecnologie in parallelo. Inoltre, le moderne schede video possono funzionare con due monitor contemporaneamente.

L'interfaccia universale DVI-I consente di utilizzare connessioni sia digitali che analogiche, mentre DVI-D consente solo connessioni digitali. Tuttavia, l'interfaccia DVI-D è piuttosto rara oggi e viene solitamente utilizzata solo in adattatori video economici.

Inoltre, i connettori digitali DVI (sia DVI-I che DVI-D) hanno due varietà: Single Link e Dual Link, che differiscono per il numero di contatti (in Dual Link sono coinvolti tutti i 24 contatti digitali e in Single Link - solo 18). Single Link è adatto per l'uso in dispositivi con risoluzioni fino a 1920x1080 (risoluzione Full HDTV), per b oh risoluzioni più elevate richiedono già il Dual Link, che consente di raddoppiare il numero di pixel visualizzati.

Interfaccia digitale HDMI

L'interfaccia multimediale digitale HDMI (High Definition Multimedia Interface) è stata sviluppata congiuntamente da una serie di grandi aziende: Hitachi, Panasonic, Philips, Sony e altre.La versione a 19 pin di HDMI è ampiamente utilizzata oggi per trasmettere la televisione ad alta definizione (HDTV ) segnali con una risoluzione fino a 1920x1080 (1080i ). I segnali video a risoluzione più elevata richiedono connettori a 29 pin di tipo B. Inoltre, l'HDMI può fornire fino a otto canali di audio a 24 bit a 192 kHz e dispone di un meccanismo di protezione del copyright DRM (Digital Rights Management) integrato.

L'HDMI è relativamente nuovo, ma ha parecchi concorrenti nel settore dei computer, sia dall'interfaccia DVI tradizionale che da interfacce più nuove e avanzate come UDI o DisplayPort. Tuttavia, i prodotti con porte HDMI si stanno spostando costantemente sul mercato, poiché le moderne apparecchiature video di consumo sono sempre più dotate di connettori HDMI. Pertanto, la crescente popolarità delle piattaforme di elaborazione multimediale stimolerà l'emergere di schede grafiche e schede madri con porte HDMI, anche se i produttori di computer devono acquistare una licenza piuttosto costosa per utilizzare questo standard e pagare anche alcune royalty fisse per ogni prodotto venduto con un'interfaccia HDMI . ...

I canoni di licenza aumentano anche il costo dei prodotti con porte HDMI per il produttore finale: ad esempio, una scheda video con una porta HDMI costerà circa $ 10 in più. Inoltre, è improbabile che nella confezione sia incluso un costoso cavo HDMI ($ 10-30), quindi dovrai acquistarlo separatamente. Tuttavia, c'è la speranza che con la crescente popolarità dell'interfaccia HDMI, la dimensione di tale markup diminuirà gradualmente.

HDMI utilizza la stessa tecnologia di segnale TDMS di DVI-D, quindi sono disponibili adattatori economici per queste interfacce.

E mentre l'interfaccia HDMI non ha ancora sostituito DVI, tali adattatori possono essere utilizzati per collegare apparecchiature video tramite l'interfaccia DVI. Si prega di notare che i cavi HDMI non possono essere più lunghi di 15 m.

Nuovo UDI

All'inizio di quest'anno, Intel ha annunciato una nuova interfaccia digitale UDI (Unified Display Interface) per il collegamento di monitor digitali a un computer. Finora Intel ha appena annunciato lo sviluppo di un nuovo tipo di connessione, ma nel prossimo futuro prevede di abbandonare completamente la vecchia interfaccia VGA analogica e collegare i computer ai dispositivi di visualizzazione tramite una nuova interfaccia digitale UDI, recentemente sviluppata dagli ingegneri di questa compagnia.

La creazione della nuova interfaccia è dovuta al fatto che sia l'interfaccia VGA analogica che l'interfaccia DVI digitale, secondo i rappresentanti di Intel, sono oggi irrimediabilmente obsolete. Inoltre, queste interfacce non supportano i più recenti sistemi di protezione dei contenuti presenti nei media digitali di prossima generazione come HD-DVD e Blu-ray.

Pertanto, l'UDI è quasi analogo all'interfaccia HDMI utilizzata per collegare i computer ai moderni televisori ad alta definizione. La principale (e forse l'unica) differenza tra UDI e HDMI sarà l'assenza di un canale audio, ovvero UDI trasmetterà solo video ed è interamente progettato per funzionare con i monitor dei computer, non con i televisori HD. Inoltre, Intel sembra non essere disposta a pagare le royalty per ogni dispositivo HDMI che produce, quindi UDI è una buona alternativa per le aziende che cercano di mantenere i loro prodotti più economici.

La nuova interfaccia è completamente compatibile con HDMI e supporterà anche tutti i sistemi di protezione dei contenuti attualmente conosciuti, che consentiranno la riproduzione fluida di nuovi media dotati di protezione dalla copia.

Nuova interfaccia DisplayPort

Un'altra nuova interfaccia video, DisplayPort, è stata recentemente approvata dalla Video Electronics Standards Association (VESA).

Lo standard DisplayPort aperto è stato sviluppato da numerose grandi aziende, tra cui ATI Technologies, Dell, Hewlett-Packard, nVidia, Royal Philips Electronics e Samsung Electronics. Si presume che in futuro DisplayPort diventerà un'interfaccia digitale universale che consentirà di collegare display di vario tipo (plasma, cristalli liquidi, monitor CRT, ecc.) a dispositivi domestici e apparecchiature informatiche.

La specifica DisplayPort 1.0 prevede la possibilità di trasmissione simultanea sia del segnale video che dello streaming audio (in questo senso la nuova interfaccia è del tutto simile all'HDMI). Si noti che il throughput massimo di DisplayPort è di 10,8 Gbps, con un cavo di interconnessione a quattro conduttori relativamente sottile utilizzato per la trasmissione.

Un'altra caratteristica di DisplayPort è il supporto per le funzioni di protezione dei contenuti (simili a HDMI e UDI). I controlli di sicurezza integrati consentono di visualizzare il contenuto di un documento o di un file video solo su un numero limitato di dispositivi "autorizzati", il che riduce teoricamente la probabilità di copia illegale di materiale protetto da copyright. Infine, i nuovi connettori standard sono più sottili degli attuali connettori DVI e D-Sub. Ciò consentirà di utilizzare DisplayPort in hardware con fattore di forma ridotto e di creare facilmente dispositivi multicanale.

Il supporto DisplayPort è già stato annunciato da Dell, HP e Lenovo. Molto probabilmente, i primi dispositivi dotati di nuove interfacce video appariranno entro la fine di quest'anno.

Connettore video sulla scheda grafica

Sulle moderne schede video, oltre ai connettori per il collegamento di monitor (analogici - D-Sub o digitali - DVI), è presente un'uscita video composita ("tulipano") o un'uscita S-Video a 4 pin o un 7- uscita video combinata pin (entrambi e uscite S-Video e composite).

Nel caso di S-Video, la situazione è semplice: sono in vendita cavi S-Video o adattatori per altri connettori SCART.

Tuttavia, quando si trova un connettore a 7 pin non standard sulle schede video, in questo caso è meglio mantenere l'adattatore fornito con la scheda video, poiché esistono diversi standard di cablaggio per tale cavo.

Video composito (RCA)

La cosiddetta uscita video composita è stata a lungo ampiamente utilizzata per collegare apparecchiature audio e video di consumo. Il connettore per questo segnale è generalmente indicato come RCA (Radio Corporation of America) e comunemente indicato come "tulipano" o connettore VHS. Si prega di notare che non solo video composito o audio, ma anche molti altri segnali come video componente o televisione ad alta definizione (HDTV) possono essere trasmessi con tali spine in apparecchiature video. In genere, i tappi a tulipano sono codificati a colori per aiutare gli utenti a navigare nel fascio di cavi. I significati comuni dei colori sono riportati nella tabella. uno.

Tabella 1

I cavi compositi possono essere sufficientemente lunghi (si possono utilizzare semplici adattatori per estendere i cavi).

Tuttavia, l'uso di connessioni di bassa qualità e la commutazione sciatta "a tulipano" stanno gradualmente diventando un ricordo del passato. Inoltre, i connettori RCA economici sulle apparecchiature spesso si rompono. Oggi, altri tipi di commutazione sono sempre più utilizzati su apparecchiature audio e video digitali e anche quando si trasmettono segnali analogici, è più conveniente utilizzare SCART.

S-Video

Spesso la scheda video e il televisore hanno un connettore S-Video a quattro pin (Y/C, Hosiden), che viene utilizzato per trasmettere segnali video di qualità superiore rispetto al composito. Il fatto è che lo standard S-Video utilizza linee diverse per trasmettere la luminanza (il segnale di luminanza e sincronizzazione dei dati è indicato dalla lettera Y) e il colore (il segnale di crominanza è indicato dalla lettera C). La separazione dei segnali di luminanza e colore consente di ottenere una migliore qualità dell'immagine rispetto all'interfaccia RCA composita ("tulipano"). È possibile ottenere video analogici di qualità superiore solo con interfacce RGB o component completamente separate. Per ricevere un segnale composito da S-Video, viene utilizzato un semplice adattatore da S-Video a RCA.

Se non disponi di un tale adattatore, puoi farlo da solo. Tuttavia, esistono due opzioni per l'emissione di un segnale composito da una scheda video dotata di interfaccia S-Video e la scelta dipende dal tipo di scheda video. Alcune schede possono cambiare modalità di uscita e inviare un semplice segnale composito all'uscita S-Video. Nella modalità di fornitura di tale segnale a S-Video, è sufficiente collegare i pin a cui viene fornito il segnale composito con le corrispondenti uscite a tulipano.

L'instradamento del cavo RCA è semplice: il conduttore centrale trasporta il segnale video e la treccia esterna è la massa.

Il cablaggio S-Video è il seguente:

• GND - "massa" per il segnale Y;
• GND - "massa" per il segnale C;
• Y - segnale di luminanza;
• C - segnale di crominanza (contiene entrambe le differenze di colore).

Se l'uscita S-Video può funzionare nella modalità di alimentazione del segnale composito, il secondo pin del suo connettore è collegato a terra e il quarto - il segnale. Su una presa S-Video pieghevole, necessaria per realizzare un adattatore, i contatti sono generalmente numerati. I connettori jack e plug sono numerati in modo speculare.

Se la scheda video non ha una modalità di uscita del segnale composito, per ottenerla dovrai mescolare il segnale di crominanza e luminanza dal segnale S-Video attraverso un condensatore da 470 pF. Il segnale ricevuto in questo modo viene inviato al nucleo centrale e la "massa" dal secondo contatto viene alimentata alla treccia del cavo composito.

SCART

SCART è l'interfaccia analogica combinata più interessante ed è ampiamente utilizzata in Europa e in Asia. Il suo nome deriva dall'abbreviazione francese proposta nel 1983 dall'Unione degli sviluppatori di apparecchiature radiotelevisive della Francia (Syndicat des Constructeurs d'Appareils, Radiorecepteurs et Televiseurs, SCART). Questa interfaccia combina video analogico (composito, S-Video e RGB), audio stereo e segnali di controllo. Oggi ogni TV o videoregistratore prodotto in Europa è dotato di almeno una presa SCART.

Per la trasmissione di segnali analogici semplici (compositi e S-Video), esistono sul mercato molti diversi adattatori SCART. Questa interfaccia è comoda non solo perché tutto è collegato utilizzando un solo cavo, ma anche perché consente di collegare una sorgente video RGB di alta qualità a un televisore senza codifica intermedia in segnali compositi o S-Video e ottenere la migliore qualità dell'immagine su uno schermo TV consumer (la qualità dell'immagine e del suono quando viene alimentata tramite SCART è notevolmente superiore a quella di qualsiasi altro collegamento analogico). Questa possibilità, tuttavia, non è realizzata in tutti i videoregistratori e televisori.

Inoltre, gli sviluppatori hanno incorporato funzionalità aggiuntive nell'interfaccia SCART, riservando diversi contatti per il futuro. E poiché l'interfaccia SCART è diventata uno standard nei paesi europei, ha acquisito diverse nuove funzionalità. Ad esempio, con l'aiuto di alcuni segnali sul pin 8, è possibile controllare le modalità TV tramite SCART (passare alla modalità "monitor" e viceversa), far funzionare la TV con segnali RGB (pin 16), ecc. I pin 10 e 12 sono per la trasmissione di dati digitali tramite SCART, il che rende il numero di comandi praticamente illimitato. Esistono diversi noti sistemi di comunicazione SCART: Megalogic, utilizzato da Grundig; Collegamento facile di Philips; SmartLink di Sony. È vero, il loro uso è limitato alla comunicazione tra la TV e il videoregistratore di queste società.

A proposito, lo standard prevede quattro tipi di cavi SCART: tipo U - universale, che fornisce tutte le connessioni, V - senza segnali audio, C - senza segnali RGB, A - senza segnali video e RGB. Sfortunatamente, le moderne modalità dei componenti (Y, Cb / Pb, Cr / Pr) non sono supportate nello standard SCART. Tuttavia, alcuni produttori di lettori DVD e televisori di grande formato incorporano la capacità di trasmettere tramite SCART e video component, che viene trasmesso attraverso i pin utilizzati nello standard per il segnale RGB (tuttavia, questa funzione è praticamente la stessa del collegamento tramite RGB).

Sono disponibili vari adattatori per il collegamento di sorgenti composite o S-Video a SCART. Molti di questi sono universali (bidirezionali) con un interruttore I/O.

Esistono anche semplici adattatori unidirezionali, adattatori mono o stereo e connettori per il controllo della commutazione. Nel caso in cui sia necessario collegare due dispositivi contemporaneamente a un dispositivo, è possibile utilizzare uno splitter SCART in due o tre direzioni. Coloro che non sono soddisfatti delle opzioni proposte o che non sono disponibili possono crearne di proprie secondo le assegnazioni dei pin in SCART, riportate in tabella. 2.

La numerazione dei pin è solitamente indicata sul connettore:

Naturalmente i computer non utilizzano un connettore SCART, tuttavia, conoscendone le specifiche, è sempre possibile realizzare un adattatore appropriato per utilizzare un monitor di computer analogico come ricevitore di un segnale video da un registratore o, al contrario, per fornire un segnale video da un computer a un televisore dotato di connettore SCART.

Ad esempio, per poter immettere o emettere un segnale composito da un connettore SCART, è necessario prendere un cavo coassiale con un'impedenza caratteristica di 75 ohm e distribuire la treccia esterna (massa) e il nucleo interno (segnale composito) sulla SCART connettore.

Uscita del segnale video dal computer al televisore (TV-OUT):

• il segnale composito viene inviato al pin 20 del connettore SCART;

Per immettere il segnale video da un videoregistratore a un computer (TV-IN):

• segnale composito - al 19° pin del connettore SCART;
• "Ground" - al 17° pin del connettore SCART.

Anche la corrispondenza dei contatti nella fabbricazione di un adattatore per S-Video è indicata in tabella. 2.

Uscita del segnale video da un computer a un televisore tramite S-Video (TV-OUT):

• 3° pin S-Video - 20° pin SCART;

Ingresso del segnale video da un videoregistratore a un computer tramite S-Video (TV-IN):

• 1° pin S-Video - 17° pin SCART;
• 2° pin S-Video - 13° pin SCART;
• 3° pin S-Video - 19° pin SCART;
• 4° pin S-Video - 15° pin SCART.

Per collegare un computer a un televisore tramite RGB, è necessario che il computer emetta un segnale RGB in una forma comprensibile al televisore. A volte il segnale RGB viene alimentato attraverso un'uscita video composita dedicata a 7, 8 o 9 pin. In questo caso, le impostazioni della scheda video dovrebbero essere in grado di commutare l'uscita video in modalità RGB. Se l'uscita video su una scheda video ha sette pin (tale spina è chiamata mini-DIN 7 pin), in modalità normale il segnale S-Video viene inviato esattamente agli stessi pin di una normale S a quattro pin -Connettore video. E in modalità RGB, i segnali possono essere distribuiti ai contatti in modi diversi, a seconda del produttore della scheda video.

A titolo di esempio, possiamo dare la corrispondenza dei contatti di uno di questi connettori a 7 pin con SCART (questo layout è utilizzato su alcune schede video basate sul chip NVIDIA, ma sulla tua scheda video potrebbe essere diverso):

• 1 ° pin mini-DIN 7 pin (GND, "massa") - 17 ° pin SCART;
• 2° pin mini-DIN 7 pin (verde, verde) - 11° pin SCART;
• 3° pin mini-DIN 7 pin (Sync, sweep) - 20° pin SCART;
• 4° pin mini-DIN 7 pin (blu, blu) - 7° pin SCART;
• 5° pin mini-DIN 7 pin (GND, "massa") - 17° pin SCART;
• 6° pin mini-DIN 7 pin (rosso, rosso) - 15° pin SCART;
• 7 pin mini-DIN 7 pin (+3 V controllo modalità RGB) - 16 pin SCART.

Tutti i tipi di adattatori richiedono l'uso di cavi da 75 Ohm di alta qualità.

Non c'è nessun connettore video sulla scheda grafica

Se la tua scheda video non ha un'uscita TV, in linea di principio puoi collegare una TV a un normale connettore VGA. Tuttavia, in questo caso, sarà necessario un circuito di adattamento del segnale elettrico (nel caso generale, tuttavia, non è complicato). Sul mercato sono presenti dispositivi speciali che convertono i normali segnali VGA del computer in RGB e in un segnale di scansione (sincronizzazione) per la TV. Tale dispositivo è collegato a un cavo VGA tra un computer e un monitor e duplica il segnale che passa attraverso l'uscita VGA.

In linea di principio, un tale dispositivo può essere realizzato indipendentemente. La corrispondenza tra i segnali VGA e SCART sarà la seguente:

• VGA SCART PIN SCART Descrizione;
• VGA RED - al 15° pin SCART;
• VGA VERDE - all'11° pin SCART;
• VGA BLU - al 7° pin SCART;
• VGA RGB GROUND - sul 13°, 9° o 5° pin SCART;
• VGA HSYNC & VSYNC - sul 16° e 20° pin SCART.

Sarà inoltre necessario applicare + 1-3 V al 16° pin SCART e 12 V all'8° pin SCART per passare alla modalità AV con un rapporto di aspetto di 4: 3.

Tuttavia, una connessione diretta molto probabilmente non funzionerà e per la sincronizzazione dovrai creare un circuito elettrico, come mostrato su http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/vga2tv/circuit.html o http: / /www.e.kth .se / ~ pontusf / index2.html.

Le interfacce analogiche consentono di collegare apparecchiature consumer standard, microfono, uscita CD-ROM analogica. La maggior parte delle schede consumer utilizza connettori di piccole dimensioni per segnali analogici: "mini-jack" (jack) con un diametro di 3,5 mm, mono e stereo. Questi connettori sono universali (utilizzati su apparecchiature domestiche), ma hanno una qualità molto bassa dei contatti: sono una fonte di rumore (fruscii e crepitii) e talvolta

8.5. Interfacce per dispositivi audio _______________________________________ 343

perdere solo il contatto. I loro "parenti" da 6 mm a grandezza naturale, tipici delle apparecchiature professionali, sono di altissima qualità, ma a causa delle loro grandi dimensioni non vengono utilizzati sulle schede audio. Su alcune schede di fascia alta, i segnali line-in e line-out sono indirizzati a una coppia di connettori RCA, che forniscono un ottimo contatto, specialmente nella versione placcata in oro. Nel linguaggio comune, tali connettori, spesso utilizzati sui videoregistratori consumer, sono chiamati "campane" o "tulipani".

La disposizione delle catene sui mini-martinetti è unificata: il canale sinistro è sul contatto centrale, lo scudo (massa) è sul cilindro esterno e il canale destro è sul cilindro intermedio. Se il jack stereo è collegato a un jack mono e viceversa, il segnale andrà solo al canale sinistro. Tutti i collegamenti negli stereo sono realizzati con cavi "dritti" (i pin del connettore sono collegati "uno a uno"). Non esiste un unico approccio per collegare i canali centrale e dei bassi in un sistema a 6 altoparlanti: potrebbe essere necessario un cavo incrociato. La connessione errata si noterà dal "cigolio" dell'altoparlante a bassa frequenza (subwoofer) e dal "borbottamento" dell'altoparlante centrale.

Il collegamento di dispositivi a una scheda audio tramite connettori esterni di solito non causa problemi: sono unificati ed è sufficiente conoscere lo scopo dei connettori contrassegnati sul pannello posteriore.

♦ Ingresso linea - ingresso di linea da un registratore, sintonizzatore, giradischi, sintetizzatore, ecc. La sensibilità è di circa 0,1-0,3 V.

♦ Linea fuori- uscita del segnale lineare a un amplificatore esterno o registratore a nastro, il livello del segnale è di circa 0,1-0,3 V.

♦ Uscita altoparlante - uscita ad altoparlanti o cuffie. Non è pratico collegare ad esso un amplificatore di potenza esterno, poiché qui la distorsione è maggiore rispetto all'uscita lineare.

♦ Mgs In- ingresso microfono, sensibilità 3-10 mV. Questo ingresso è solitamente mono, ma a volte viene utilizzato un jack a tre pin (come in stereo), con un pin ausiliario (al posto del canale destro) dedicato all'alimentazione del microfono electret.

Il collegamento di dispositivi interni agli ingressi analogici può essere più problematico. Per questo vengono utilizzati connettori a quattro pin, che differiscono sia per il passo tra i pin che per il loro scopo. Per collegare un CD-ROM, spesso vengono affiancati due o anche tre connettori con contatti di segnale collegati in parallelo, ma ciò potrebbe non essere di aiuto se il cavo ha una disposizione del segnale diversa. Può essere salvato riorganizzando i contatti sul connettore del cavo, per il quale viene premuto un ago sulla sporgenza di bloccaggio del contatto. Successivamente, il contatto può essere estratto verso il cavo e riorganizzato in un'altra presa. Il tipo e le opzioni per la posizione dei contatti di segnale degli ingressi audio sono mostrati in Fig. 8.15. Per completezza aggiungiamo che il connettore può avere una chiavetta sul lato opposto (per errore del cablatore o secondo lo standard interno del suo produttore). Il compito del collegamento non è ancora senza speranza, poiché richiede il corretto posizionamento di soli due contatti di segnale e i contatti del filo comune sono isolati

Nonostante l'ampia diffusione delle reti digitali, i canali di trasmissione dati analogici sono ancora in uso. Ci sono diverse ragioni per questo.

Nei sistemi di automazione industriale sono numerosi i dispositivi progettati e realizzati molti anni fa che utilizzano canali di trasmissione dati analogici. Questi possono essere sensori, attuatori (valvole, pompe) e dispositivi di registrazione (registratori). La sostituzione di questa apparecchiatura è lenta e richiede un investimento di capitale molto elevato. Inoltre, il trasferimento di un'impresa interamente alle reti digitali significa la sostituzione in un solo passaggio di quasi tutte le apparecchiature e le reti di informazioni via cavo. Una ricostruzione così ampia richiede non solo ingenti fondi, ma anche l'arresto del processo produttivo, che in molti casi è inaccettabile. Pertanto, durante la creazione o la modernizzazione dei sistemi di controllo automatico, è necessario utilizzare canali di trasmissione dati analogici per ricevere informazioni dai sensori e trasferire il controllo agli attuatori.

Vantaggi

Il vantaggio principale dell'utilizzo del loop di corrente 4 ... 20 mA come interfaccia di trasferimento dati dai sensori è l'utilizzo di soli due fili per il collegamento al sistema di acquisizione dati. Inoltre, a differenza delle interfacce digitali, non sono necessari hardware o software aggiuntivi per implementare un protocollo di comunicazione standard o impostazioni aggiuntive (ad esempio, la programmazione degli indirizzi) durante l'installazione.

Corrente o tensione

Riso. uno.

Allo stesso tempo, l'uso di interfacce analogiche con sensori intelligenti (in cui sono costruiti microcontrollori per la preelaborazione del segnale) o attuatori con interfaccia analogica, che devono essere controllati da un controller digitale, richiede l'uso di un convertitore digitale-analogico . Considerando che in vari casi possono essere utilizzate sia interfacce di corrente che di potenziale, per semplificare il circuito e ridurne i costi, è consigliabile scegliere un chip DAC in grado di fornire entrambi i tipi di segnali di uscita senza elementi aggiuntivi.

Questo è il microcircuito di un convertitore digitale-analogico specializzato a sedici bit MAX5661(vedi fig. 2).

Riso. 2.

Le capacità del microcircuito lo distinguono nettamente da dispositivi simili. Va notato che è in grado di generare sia segnali di corrente nell'intervallo 0 ... 20/4 ... 20 mA che potenziale (anche in un circuito a 4 fili con compensazione della resistenza dei fili di collegamento) con un ampiezza fino a ± 10 V e l'offset dello zero iniziale non supera lo 0,1% e l'errore totale non è superiore allo 0,3% del fondo scala. La caratteristica di trasferimento del DAC ha garantito la monotonicità, che è estremamente importante per i controllori ad anello chiuso.

Durante la progettazione del microcircuito, è stato deciso di utilizzare una sorgente esterna di tensione di riferimento 4.096 V.Ciò è dovuto al fatto che durante il funzionamento del DAC, la temperatura del cristallo può cambiare in modo significativo, il che può avere un effetto significativo sui parametri di la tensione di riferimento incorporata e riducono significativamente la precisione del sistema nel suo insieme. Questa variazione di temperatura è particolarmente pronunciata all'uscita di corrente ad alta tensione di alimentazione (che può arrivare fino a 40 V) e bassa resistenza di carico, poiché il transistor di uscita del convertitore di tensione-corrente è integrato nel microcircuito. Con un DAC a bit piccolo, ciò non sarebbe molto importante, tuttavia, per i sistemi a 16 bit, il trasferimento della sorgente di tensione di riferimento all'esterno del cristallo principale può migliorare significativamente le caratteristiche di precisione.

Un altro vantaggio dell'IC descritto è l'uso di un'interfaccia seriale SPI / QSPI / Microwire ad alta velocità (fino a 10 MHz) per la comunicazione con il microcontrollore di controllo ed è possibile collegare più microcircuiti in serie (Daisy Chaining). È presente un'uscita FAULT, che si attiva quando l'uscita in tensione è in cortocircuito o l'anello di corrente è interrotto. Tramite l'interfaccia seriale sono disponibili anche informazioni sullo stato di allarme delle uscite. Gli stadi di uscita del microcircuito possono essere configurati tramite software o tramite appositi ingressi collegati a massa o alla tensione di alimentazione (+5 V nom.).

Il microcircuito MAX5661 dispone anche di due ingressi per il controllo asincrono. Uno di questi - CLR - consente di ripristinare il DAC o caricare un valore preimpostato (determinato dal software). Un altro - LDAC - consente di caricare il valore del registro dati di ingresso. Entrambi gli ingressi possono essere utilizzati per il controllo asincrono simultaneo di più microcircuiti.

Conclusione

La trasmissione di informazioni analogiche ha mantenuto la sua popolarità nel campo di applicazione industriale tradizionalmente conservatore. Ciò è confermato dal fatto che i produttori di chip continuano a offrire nuove soluzioni integrate per la sua implementazione.

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Ingresso RCA composito(ERCH), nel linguaggio comune chiamato il "tulipano" giallo, il più versatile e semplice, ma la meno pregiata. Durante la trasmissione di un segnale video, i suoi componenti - segnali di luminanza e crominanza - vengono mescolati e percorrono un filo. L'immagine composita può mostrare striature e mesh in ampie aree dell'immagine che hanno lo stesso colore. Ciò è particolarmente evidente sui televisori di grandi dimensioni (da 72 centimetri).

Lo stesso connettore RCA nella quantità di 2 pezzi ("tulipani" bianchi e rossi) utilizzato per trasmettere il segnale audio in modalità stereo a due canali.

Connettore S-Video serve solo per la trasmissione del segnale video. Quando si collega l'apparecchiatura video tramite questo connettore, il segnale di luminanza va separatamente dal segnale del colore (al contrario dell'RCA standard), grazie al quale la qualità dell'immagine è migliorata.

SCART(Scart, nel linguaggio comune - pettine) è un connettore multifunzionale progettato per trasmettere audio stereo e segnale video.Il vantaggio principale del connettore Scart è la sua versatilità e facilità di connessione (un solo cavo sia per l'immagine che per il suono).

Ingresso componente il metodo di trasmissione del segnale video analogico più avanzato. In questo caso il segnale video è suddiviso in tre componenti: un segnale di luminanza e due segnali di crominanza. Questo connettore può trasmettere un segnale con una risoluzione di 1080i. L'ingresso del componente è attualmente in grado di trasmettere un segnale di scansione progressiva, in questo caso ha la designazione YPbPr(di solito pronunciato yipper) .

Connettore VGA(comunemente chiamato VeGeA) ti consente di utilizzare la tua TV come monitor. La qualità e le dimensioni dell'immagine ottenuta con questa connessione sono determinate dalla risoluzione del televisore. L'uso di un televisore al posto di un monitor è giustificato se è richiesta un'immagine di grandi dimensioni con requisiti di qualità non molto elevati (es. presentazioni, programmi di gioco). In generale, in termini di caratteristiche, è simile al collegamento del componente, trasmette solo l'immagine ed è analogico.

2. Interfacce digitali. Il vantaggio dell'utilizzo di un'interfaccia digitale è l'assenza di "rumore" e interferenze, nonché la capacità di trasmettere audio multicanale su un singolo cavo (eccetto DVI). Con queste interfacce, il segnale digitale non deve essere convertito in analogico, inviato al televisore e quindi riconvertito in digitale.

Uscita RCA coassiale(tulipano arancione o nero) viene utilizzato per la trasmissione audio digitale, sia in modalità stereo che multicanale.

Questo connettore viene utilizzato per inviare il segnale a un ricevitore AV e ad alcuni stereo per il suono surround.

Uscita ottica utilizzato anche per la trasmissione audio digitale sia in modalità stereo che multicanale. La principale differenza tra un'interfaccia ottica e una coassiale è che la luce viene utilizzata per trasmettere il segnale e, invece di un cavo elettrico, viene utilizzata una guida di luce speciale. Il vantaggio della trasmissione del segnale ottico: protezione completa anche contro forti interferenze elettromagnetiche.

Interfaccia video digitale DVI - connettore digitale segnale video. Nella maggior parte dei casi, viene utilizzato per collegare un televisore a un computer. Con un semplice adattatore DVI, il connettore può essere collegato all'HDMI che si trova sui dispositivi più recenti.

HDMI(EchDiMay) - L'interfaccia multimediale ad alta definizione viene tradotta come "interfaccia multimediale ad alta definizione". Il suo compito principale è migliorare significativamente la qualità della trasmissione delle immagini rispetto alle moderne interfacce analogiche. Ti consente di collegare la TV al computer. È utilizzato dai moderni televisori, lettori DVD, console di gioco, ecc. A differenza del DVI, il cavo HDMI può anche trasportare segnali audio, inclusi quelli multicanale. Di conseguenza, è necessario un solo cavo per collegare due dispositivi che supportano questo tipo di connessione.

Le ultime due interfacce sono in grado di trasmettere immagini con una risoluzione di 1920 x 1080 (Full HD).

3. Ulteriori tipi di connessioni

Uscita per cuffie. La maggior parte dei televisori dispone di un jack per cuffie in modo da poter guardare la TV senza disturbare l'audio degli altri nella stanza. Di solito si trova sulla parte anteriore o laterale del televisore ed è quindi facilmente accessibile.

attraverso Connettore Ethernet(Ethernet), è possibile connettersi a una rete locale e riprodurre sul televisore i contenuti multimediali (film, musica, foto) che si trovano sull'hard disk del computer. Su alcuni modelli, questo connettore consente di connettersi a Internet.

Interfaccia USB utilizzato per collegare un'unità flash USB ("unità flash") o un disco rigido esterno al televisore (non supportato da tutti i modelli di TV). Grazie a questo connettore, l'utente ha la possibilità di riprodurre direttamente attraverso il televisore (senza dispositivi aggiuntivi, come un lettore DVD o un lettore multimediale) file di foto, audio, video (non in tutti i modelli) salvati su un'unità flash USB o disco rigido esterno. Il formato file supportato dalla TV giocherà un ruolo importante qui.