20 000 профессионалов proAV > 1500 компаний > 570 городов > 6 стран ближнего зарубежья > 1 сообщество

Присоединяйтесь!

Подписка на дайджест
Рубрикатор статей

Анатомия компонентных сигналов - Часть II

Журнал "Равно АВ", 2 (2), апрель-июнь 2007

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.

68_1.jpg

Контакт Сигнал Описание
1 RED Канал R (красный) (75 Ом, 0,7 В)
2 GREEN Канал G (зелёный) (75 Ом, 0,7 В)
3 BLUE Канал В (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 В
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 Н 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.

68_2.jpg

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.

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.

Например, изображение с разрешением 1024x768 содержит 768 строк. 768 строк x 60 кадров в секунду (Гц) = 46080 Гц, или 46,08 кГц.

Ниже приведены характеристики некоторых разрешений VGA и максимальные расстояния, которые обычно можно получить с профессиональными мини-коаксиальными кабелями (для сравнения приведены также данные обычного композитного видеосигнала).

Таким образом, сигнал UXGA требует полосу пропускания 173 МГц. Это огромная полоса: она простирается от звуковых частот до седьмого телевизионного канала!

Вид сигнала Занимаемый спектр частот, МГц Рекомендуемое макс. расстояние передачи, м
аналоговый видеосигнал NTSC 4,25 100 (кабель RG-6)
VGA (640х480, 60 Гц) 27,6 50
SVGA (800x600, 60 Гц) 43 30
XGA (1027x768, 60 Гц) 70 15
WXGA (1366х768, 60 Гц) 94 12
UXGA (1600х1200, 60 Гц) 173 5

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.

68_3.jpg

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.

68_4.jpg

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.

Подробнее об использовании витой пары см. в брошюре «Передача сигнала по кабелям витой пары».

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.

Что скрывает UC? Краткий ликбез по терминам и возможностям Что скрывает UC? Краткий ликбез по терминам и возможностям
Мобильность усложняет коммуникации с коллегами – мы не знаем какой способ связи доступен для них. UC разруливает!
Магия единой платформы: алмазные грани универсальных коммуникациий Магия единой платформы: алмазные грани универсальных коммуникациий
Мы попросили наших экспертов поделиться собственным опытом применения и инсталляций систем Unified Communications...
Пятое измерение музейного пространства Пятое измерение музейного пространства
Вы можете себе представить один из самых информационно емких музеев в стране, экспозиция которого состоит из...
Кодек H.265 (стандарт HEVC) утвержден Международным союзом телекоммуникаций (МСТ) Кодек H.265 (стандарт HEVC) утвержден Международным союзом телекоммуникаций (МСТ)
После примерно девяти лет разработок, МСТ наконец признал высокую эффективность предлагаемого видео кодека...
IT+AV=конвергенция: будущее или настоящее? IT+AV=конвергенция: будущее или настоящее?
Развитие рынка диктует новые потребности, а в новых условиях требуются уже не столько специализированные, сколько комплексные реше...
Анатомия компонентных сигналов - Часть I Анатомия компонентных сигналов - Часть I
Наше поколение живет в эпоху научно-технической революции, но поскольку мы находимся «внутри процесса», то не замечаем...
Все статьи
Видео
Вертикальное распределение температуры, солёности, кислорода и биогенных элементов
Все видео
Комплекс аппаратно-программных средств для аудиовизуального контроля и документаций Комплекс аппаратно-программных средств для аудиовизуального контроля и документаций
На момент разработки проекта, у заказчика имелась не законченная сеть из камер видеонаблюдения, требующая создания системы централ...
Аудиовизуальные технологии менеджмента Аудиовизуальные технологии менеджмента
Для решения поставленной задачи был использован комплекс мультимедийного оборудования, в основе которого лежала система коммутации...
Мультимедийная трибуна Мультимедийная трибуна
Центральным компонентом системы является компьютер с DVD-драйвом, слотом кард-ридера и кнопкой включения, вмонтированными в трибун...
Все кейсы
Достучаться до небес. Продаем Digital Signage в отель
Сарбашев Никита
“Надо создавать экосистему продукта. Свой собственный бренд, понятный и лояльный клиенту.”
Сарбашев Никита
эксперт по технологии Digital Signage
Будущее ProAV: больше, ярче, быстрее, четче и умнее
Пол Салвини
“То, что происходит сейчас в Pro AV индустрии, не может оставить меня равнодушным: ведь перед нашими компаниями..."”
Пол Салвини
главный технический директор  компании Christie
Успешный инсталлятор и его "жены" или еще раз про Особую Технику Клиентской АТтракции
Горбачёв Максим
“В 2009 году – в самый разгар кризиса – вышло продолжение популярной книги Максима Горбачёва и Дмитрия Ткаченко...”
Горбачёв Максим
независимый тренер-консультант, входит в top-10 лучших тренеров России сферы продаж
Все мнения
http://www.avclub.pro/news/proizvoditel/novyy-shirokougolnyy-obektiv-dlya-vivitek-du9000/