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

Доброго дня.

Один из самых частых вопросов при подключении монитора к компьютеру - это разобраться с многообразием разъемов, сделать правильный выбор кабеля, чтобы все работало (особенно сложно, если на мониторе имеется сразу несколько интерфейсов) . То ли дело раньше, есть один VGA везде: все просто и понятно . Но со временем (после появления мониторов с высокими разрешениями), его возможностей стало недостаточно, и стали выходить новые интерфейсы...

Вообще, сейчас на мониторах чаще всего можно встретить интерфейсы DVI, Display Port или HDMI. Причем, они все в свою очередь подразделяются еще на несколько видов (если можно так сказать). Еще сложнее обстоит дело, если на мониторе одни интерфейсы, а на ПК совсем другие. Немудрено и запутаться...

В этой статье попробую "разобрать" весь этот клубок, и ответить на типовые и наиболее частые вопросы по этой проблеме.

И так, ближе к делу...

HDMI

Один из самых востребованных и популярных интерфейсов на сегодняшний день. Встречается на подавляющем большинстве ноутбуков и компьютеров (также часто можно встретить на планшетах). Подходит для подключения мониторов, ТВ (и ТВ приставок), проекторов и пр. видео-техники.

Особенности:

1. передает как аудио-, так и видео-сигнал (одновременно). В этом плане это большой плюс интерфейсу: не нужны лишние кабели, чтобы передавать аудио-сигнал;
2. полная поддержка FullHD (1920x1080) разрешения, с 3D эффектами. Максимальное поддерживаемое разрешение до 3840×2160 (4K);
3. длина кабеля может достигать 10 метров, что достаточно в большинстве случаев (с использованием усилителей-повторителей - длину кабеля можно увеличить до 30 метров!);
4. имеет пропускную способность от 4,9 (HDMI 1.0) до 48 (HDMI 2.1) Гбит/с;
5. в продаже имеются переходники с HDMI на DVI и обратно (очень актуально для совместимости старых и новых устройств между собой);
6. у HDMI есть несколько тип-разъемов: HDMI (Type A), mini-HDMI (Type C), micro-HDMI (Type D) (см. фото выше). На ноутбуках/ПК чаще всего используется классический тип размера - HDMI (Type A). Micro и Mini встречаются в портативной технике (в планшетах, например).

Если у вас на мониторе и системном блоке (ноутбуке) есть HDMI - то все подключение будет сводиться к покупке кабеля "HDMI-HDMI" (который можно купить в любом компьютерном магазине).

Обращаю внимание, что перед подключением по HDMI - обязательно выключите оба устройства (и ПК, и монитор). , если этого не сделать.

Display Port

Новый и достаточно быстро набирающий популярность интерфейс (конкурент HDMI). Позволяет подключать сразу несколько мониторов, поддерживает 4K разрешение, 3D изображение. Есть два типоразмера: классический и Mini Display Port (на обычных ноутбуках и мониторах встречается первый вариант, см. фото выше).

Особенности:

1. одновременно передается как аудио- так и видео-сигналы;
2. максимальная длина кабеля Display Port может достигать 15 метров;
3. скорость передачи данных до 21,6 Гбит/с;
4. позволяет получить разрешение до 3840 х 2400 при 60 Гц; или 2560 х 1600 точек при 165 Гц; или можно подключать сразу два монитора с разрешением 2560 х 1600 точек и частотой 60 Гц.
5. обратите внимание, что помимо классического Display Port есть другой форм-фактор: Mini Display Port.
6. кстати, размер разъёма Mini Display Port примерно в 10 раз меньше, чем у разъёма DVI (о нем ниже в статье) !
7. у интерфейса есть небольшая "защелка", надежно фиксирующая кабель при подключении к порту.

DVI

Этому интерфейсу уже почти 20 лет, а до сих пор пользуется широкой популярностью (вышел в 1999 г.). В свое время серьезно улучшил качество изображения на экране.

Максимальное разрешение равно 1920 х 1080 пикселям (однако, некоторые дорогие видеокарты могут передавать данные в двухканальном режиме (dual link) и разрешение может достигать 2560 х 1600 пикселей).

Особенности:

1. через разъем DVI передается только изображение* (аудио-сигнал придется передавать по другим каналам);
2. разрешение до 1920×1200 точек при длине кабеля до 10,5 м; разрешение 1280×1024 точек при длине кабеля до 18 м; в двухканальном режиме передачи данных - до 2560 х 1600 точек.
3. есть три вида DVI: DVI-A Single Link - аналоговая передача; DVI-I - аналоговая и цифровая передачи; DVI-D - цифровая передача.
4. различные разъемы и их конфигурация (DVI-A, DVI-D, DVI-I)- совместимы между собой.
5. обратите внимание, что у этого стандарта чаще наблюдаются помехи: например, если рядом с кабелем находятся другие приборы, излучающие электромагнитный сигнал (телефон, принтер и пр.). Также подобное может происходить из-за плохого экранирования кабеля;
6. в продаже есть множество переходников с VGA на DVI и обратные;
7. разъем DVI достаточно габаритный, больше ~в 10 раз, чем Mini Display Port (компания Apple даже выпускала Mini DVI, но большой популярности он не сыскал...) .

* Передача звука возможна, если у вас и видеокарта, и кабель (переходник), и сам монитор поддерживают цифровой стандарт DVI-D.

VGA (D-Sub)

Этот стандарт был разработан уже в далеком 1987 г. Несмотря на это, до сих пор пользуется большой популярностью, используется в основном для простых проекторов, видео-приставок, небольших офисных мониторов (где не требуется высокое разрешение и очень качественное изображение). Официально поддерживается разрешение до 1280×1024 пикселей, а потому многие "пророчат" скорое затмение этому интерфейсу...

Лично мое мнение: многие рано "хоронят" этот интерфейс, ведь благодаря сотням миллионам устройств, которые были выпущены за эти 30 лет, VGA "переживет" некоторые современные.

Особенности:

1. передает только видео-сигнал (для аудио необходимо использовать другие каналы);
2. максимальное разрешение до 1280×1024 пикселей, при частоте обновления кадров 75 Гц (в некоторых случаях удается работать и при большем разрешение, но официально это не гарантируется, к тому же возможно ухудшение качество изображения) ;
3. есть множество переходников VGA на HDMI, VGA на Display Port, VGA на DVI и обратные;
4. несмотря на "моральное" устаревание - интерфейс поддерживается множеством аудио- и видео-техники, и до сих пор еще пользуется широким спросом.

Популярные вопросы по подключению и выбору кабеля

Вариант 1: на мониторе и компьютере есть один и тот же интерфейс (HDMI или Display Port)

Пожалуй, это наиболее благоприятный вариант. В общем случае, достаточно купить стандартный HDMI кабель (например), подключить устройства с помощью него и включить их. Никакой дополнительной настройки не требуется: на монитор сразу же подается изображение.

Важно!

При "горячем" подключение HDMI может сгореть порт! Как этого избежать, и что делать (если не работает монитор/ТВ по HDMI) рассказано в этой инструкции:

Вариант 2: на устройствах разные интерфейсы. Например, на ноутбуке HDMI, на мониторе VGA.

Этот вариант сложнее... Здесь необходим помимо кабеля, купить специальный переходник (иногда стоимость таких переходников достигает 30% от нового монитора!). Лучше и кабель, и переходник покупать в комплекте (от одного производителя).

Также учтите, что старые ПК/ноутбуки с VGA|DVI разъемами могут просто не "выдать" картинку высокого разрешения, если вы к ним захотите подключить большой монитор/ТВ.

В продаже сейчас достаточно много переходников, которые обеспечивают взаимодействие разных интерфейсов между собой (VGA, Display Port, HDMI, DVI).

А что, если я возьму разные версии разъёма HDMI

Если имеется ввиду форм-фактор - т.е. Micro и классический размер разъемов, то, чтобы их соединить нужен спец. кабель (возможно, переходник).

Если речь идет о том, чтобы видеокарту, поддерживающую стандарт HDMI 1.4 (с 3D), скажем, подключить к монитору с HDMI 1.2 - то устройства будут работать по стандарту HDMI 1.2 (без поддержки 3D).

Важна ли длина кабеля? Какому интерфейсу отдать предпочтение?

Да, длина кабеля имеет большое значение. Чем длиннее кабель - тем слабее сигнал, тем больше вероятность появления различных помех и т.д. Скажем, в общем случае нежелательно, чтобы его длина превышала 1,5÷3 м.

Конечно, на длину влияет еще выбранный вами интерфейс. Скажем, интерфейс HDMI позволяет использовать кабель длиной до 10 метров (а с усилителем и до 25-30!). В то время, как тот же VGA - кабель, длиннее 3 м. может существенно "испортить" картинку.

Что насчет качества, то сегодня одну из лучших картинок обеспечивают HDMI и Display Port (разрешение вплоть до 4K, при одновременной передаче аудио-сигнала, и при практически полном отсутствии помех).

Классический USB и USB Type C

Кстати, на новых ноутбуках и ПК можно встретить разъем USB Type C . Он, конечно, пока не получил широкого применения, но выглядит многообещающе. Позволяет на "горячую" подключать монитор к ПК, одновременно передается аудио- видео-сигналы. В некоторых случаях, даже дополнительного питания монитору не требуется - хватает питания от USB-порта.

Возможно, вам будет полезна статья о том, как правильно подключить монитор к ноутбуку (инструкция по шагам) - .

На этом сегодня всё, всем удачи!

Компьютеры и ноутбуки уже лет 10 оснащаются не одним, а двумя-тремя видами разъёмов одновременно. Порты отличаются и по размеру, и по внешнему виду. Какой тип подключения монитора предпочесть? В статье также рассматривается практическая полезность одновременного подключения двух, а то и трёх мониторов.

Распространенные, но старые виды разъёмов

VGA (Video Graphics Array): устаревшая классика

Синий трапециевидный интерфейс доминировал в компьютерной сфере лет 25-30. Он великолепно справлялся со старыми ЭЛТ-дисплеями благодаря своей аналоговой природе. Но появились плоские ЖК-экраны – цифровые устройства, затем стали возрастать разрешения и старый-добрый VGA стал сдавать позиции.

Сегодня он всё реже встраивается в видеокарты, но до сих пор многие устройства (бытовые проигрыватели, проекторы, телевизоры) оснащаются поддержкой безнадёжно устаревшего VGA. Вероятно, ещё несколько лет «старичок» останется не слишком желательным, но повсеместно распространённым стандартом де-факто – если есть сомнения, каким кабелем можно будет подключить монитор в соседнем офисе, то берите VGA.

DVI-I (Digital Visual Interface): другой видеоинтерфейс-долгожитель

Вообще-то их несколько: DVI-A, -D и -I, плюс их разновидности. Но когда речь идёт о самом распространённом стандарте «Ди-Ви-Ай», то подразумевается аналогово-цифровой DVI-I Dual Channel – именно эта спецификация встроена в большинство ПК.

В своё время DVI пришёл на замену стремительно устаревающему в середине 2000-х VGA. Возможность передавать как аналоговый, так и цифровой сигнал, поддержка больших (в ту эпоху) разрешений и высоких частот, отсутствие недорогих конкурентов: DVI исправно служит стандартом и в наши дни. Но вряд ли его активная «жизнь» будет продолжаться больше, чем ещё 3-4 года.

Разрешения выше минимально комфортного на сегодня FullHD всё чаще встречаются даже в недорогих компьютерных системах. С ростом мегапикселей заканчиваются и некогда серьёзные возможности DVI. Не вдаваясь в технические подробности, отметим, что пиковые способности DVI не позволят выводить на экран изображение с разрешением свыше 2560 х 1600 с приемлемой частотой (выше 60 Гц).

Современные видеоинтерфейсы

HDMI (High Definition Multimedia Interface) – король мультимедиа

Когда-то несуразная для русского слуха аббревиатура «эйч-ди-эм-ай» всё плотнее входит в нашу жизнь. Почему именно HDMI стал таким популярным? Всё просто:

• сколь угодно длинные провода (ладно, если честно – до 25-30 метров);
• передача звука (даже многоканального!) вместе с видео – прощай, необходимость покупать отдельные колонки для ТВ;
• удобнейшие небольшие коннекторы;
• поддержка всюду – проигрыватели, «зомбоящики», проекторы, видеорегистраторы, игровые приставки – сложно сходу вспомнить о технике, где не было бы разъёма HDMI;
• сверхвысокие разрешения;
• 3D-картинка. И да, можно вместе со сверхвысокими разрешениями (версии HDMI 4b и 2.0).

Перспективы у HDMI самые радужные – развитие продолжается, в 2013 году были приняты спецификации версии 2.0: этот стандарт совместим со старыми проводами-разъёмами, но поддерживает всё более внушительные разрешения и другие «вкусные» возможности.

DisplayPort (DP): разъём, который только становится повсеместным

А ещё DisplayPort потрясающе красив внешне…

Многие годы компьютеры редко оснащались этим прямым конкурентом HDMI. И — несмотря на то, что всем хорош был DisplayPort: и поддержкой очень высоких разрешений вместе со стереосигналом; и передачей аудио; и внушительной длиной провода. Он даже выгоднее производителям, чем лицензируемый HDMI: не нужно выплачивать разработчикам стандарта те 15-25 центов, которые полагаются владельцам HDMI.

Разъёму DP просто не повезло в первые годы существования. Впрочем, компьютеры всё чаще оснащаются сразу парой Display Port современного стандарта версии 1.4. И на его основе «родился» другой популярнейший стандарт с огромными перспективами: «младший брат» Дисплей-порта…

Mini DP (Mini DisplayPort)

Вместе с HDMI и категорически устаревшим VGA, разъём Mini DisplayPort встраивается едва ли не в каждый компьютер и ноутбук. На его стороне все достоинства «старшего брата», плюс миниатюрные размеры – идеальное решение для постоянно утончающихся ноутбуков, ультрабуков, и даже смартфонов с планшетами.

Передача аудиосигнала, чтобы не докупать к монитору отдельные колонки? Пожалуйста – сколько вам каналов? Стереоскопия даже в 4K? Да, пусть интерфейсу и придётся поднапрячь все свои электронные мускулы. Совместимость? Переходники на рынке есть самые разнообразные, едва ли не на любой другой разъём. Будущее? Стандарт Mini DP живёт и развивается.

Thunderbolt: экзотические варианты подключения монитора

Есть и такие. Который уже год фирма Apple вместе с разработчиками Intel продвигают быстрый, универсальный, но безумно дорогой интерфейс Thunderbolt.

Зачем мониторам ещё и Thunderbolt? Вопрос остаётся который год без вразумительного ответа.

На практике мониторы с его поддержкой встречаются не так часто, да и есть большие сомнения в оправданности Thunderbolt для передачи видеосигнала. Разве что мода на всё «яблочное»…

К сожалению, за рамками статьи остаётся интереснейшая возможность подключать экраны к компьютеру (и даже подавать на них электропитание!) при помощи интерфейса USB 3.0 (или, ещё интереснее, 3.1). Перспектив у этой технологии множество, преимущества тоже имеются. Впрочем, это тема отдельного обзора – и ближайшего будущего!

Как подключить новый монитор к старому компьютеру?

Под «старым компьютером» чаще всего подразумевается ПК с единственным портом – VGA или DVI. Если новый монитор (или телевизор) категорически не хотят дружить с таким портом, то следует приобрести сравнительно недорогой переходник – от VGA к HDMI, от Mini DP к DVI и т.д. – вариантов множество.

При использовании переходников возможны некоторые неудобства (например, через VGA никак не передать звук или изображение с особо высоким разрешением), но такая схема будет работать исправно и надёжно.

Видеосигнал без проводов (WiDi)!

Существуют и такие интерфейсы, даже несколько. Intel Wireless Display (он же – WiDi, или «вай-дай», как бы странно ни звучало это для русскоязычного читателя): адаптер ценой около 30 долларов подключается в USB-разъём телевизора или монитора (если технология поддерживается производителем).

Сигнал отправляется через Wi-Fi, на экране – видеоизображение. Но это лишь в теории, а на практике существенными препятствиями являются расстояние и наличие стен между приёмником и передатчиком. Технология интересная, есть у неё и перспективы – но пока не более того.

Другой беспроводной видеоинтерфейс – AirPlay от Apple. Суть и практическое применение такое же, как и у WiDI от Intel. Дороговато, не слишком надёжно, далеко не практично.

Решение более интересное, но пока малораспространённое — Wireless Home Digital Interface (WHDi). Это не совсем Wi-Fi, хотя весьма похожая беспроводная технология. Ключевая особенность – проприетарный способ защиты от помех, задержек и искажений.

Подключение нескольких мониторов одновременно

С задачей присоединения основного или дополнительного экрана справится даже начинающий пользователь: монитор подключается к ПК или ноутбуку не сложнее, чем флешка. Подключить монитор к компьютеру возможно только правильным способом: коннектор попросту не войдёт в разъём, который для него не предназначен.

Отличная функция современных видеокарт и операционных систем – возможность подключения сразу нескольких мониторов к одному источнику сигнала (ПК, ноутбуку). Практическая польза огромная, притом в двух разных вариантах.

1. Режим клонирования изображения

Экран основного компьютера работает в обычном режиме. Но одновременно изображение полностью дублируется на крупнодиагональный телевизор и/или проектор. Достаточно лишь подключить видеокабель и к большому экрану, и к проектору. Звук передаётся вместе с изображением, если использовать современные разъёмы (HDMI, Mini DP).

2. Режим нескольких экранов

Разрешение мониторов постоянно растёт – но всегда найдутся задачи, для которых хотелось бы иметь экран пошире. Расчёты в крупной таблице Excel, или работа сразу с парой браузеров; дизайнерские задачи и редактирование видео. Даже набор текста удобнее, когда рядом с основным есть ещё и дополнительный дисплей. «Промежуток» – рамки экранов на практике мешают не больше, чем оправа очков – через несколько минут их просто не замечаешь. Любят использовать сразу несколько мониторов и геймеры – погружение в игровой процесс при такой схеме захватывает заметно более. Кстати, некоторые видеокарты AMD поддерживают аж до 6 мониторов одновременно (технология Eyefinity наделала в IT-сообществе много шуму ещё лет 5 назад).

Картинка: так можно вызвать настройки подключения второго или третьего монитора: щелчок по «Настройкам графики» от Intel или Nvidia.

Как подключить 2 й монитор к компьютеру? Вставить разъём кабеля – скорее всего, изображение моментально «подхватится» вторым экраном. Если этого не произошло, или требуются дополнительные настройки / другой режим – минутная работа в графическом драйвере видеокарты. Чтобы попасть в эту программу, достаточно щёлкнуть правой кнопкой по значку видеодрайвера Intel, Nvidia или AMD – в зависимости от того, какой видеоадаптер установлен в ПК, и выбрать пункт «Настройка». Иконка видеоадаптера всегда присутствует в Панели управления, и почти во всех случаях – в трее Windows, около часов.

Что природа, что технологии, преследуют развитие от простого к сложному, от меньших возможностей – к большим. Это в полной мере касается видеотехники и, как ее неотъемлемой части, интерфейсных разъемов и кабелей – они тоже развиваются, происходит переход от устаревших стандартов к новым, в рамках одного стандарта идет «доводка» до максимально возможной пропускной способности и наиболее полного использования базовых возможностей. Вместе с тем, такая эволюция соединительных кабелей и интерфейсов приводит к определенной путанице, ведь некоторые особенности скрыты от глаз и доступны только в инженерных спецификациях, разобраться в которых обычному пользователю не всегда удается. Именно поэтому компания «Переходники ТМ» подготовила материал, объединяющий сведения о разъемах и кабелях для передачи видеоинформации – в помощь покупателям.

Для начала оговоримся: мы не будем рассматривать экзотические и редкие типы интерфейсов вроде USB Type-C и беспроводных (Miracast, WiDi, DLNA), забудем об анахронизмах типа SCART и S-Video ,а также не будем обсуждать RCA, так как обсуждать в нем, собственно, нечего – он прост, как топор. Предметом нашего разговора будут современные и актуальные типы соединений и передающих видеосигнал проводов: VGA, DVI, HDMI, DisplayPort и Thunderbolt.

Немного теории, без которой не обойтись

Несмотря на внешнюю запутанность стандартов и множество параметров, все видеоинтерфейсы характеризуют три определяющих характеристики.

• Тип сигнала (аналоговый или цифровой).
• Максимально возможное разрешение.
• Максимальная пропускная способность.

Если и были когда-то сомнения в будущем цифровой передачи видео, то время их бесследно рассеяло – аналоговый формат на данный момент присутствует в аппаратуре скорее для совместимости со старыми модулями, но не как современная технология. «Цифра» проще передается на большие расстояния, более помехоустойчива, ослабленный сигнал практически без проблем поднимается до стандартных уровней, а выпадения и искажения обрабатываются и компенсируются. Есть и еще одно немаловажное соображение. В любом современном устройстве видеосигнал формируется в цифровом формате, да и мониторы оперируют им же, поэтому более логично сразу передавать этот сигнал напрямую, нежели преобразовывать его в аналоговый для передачи, а затем обратно. Этот устаревший вариант используется лишь в тех случаях, когда одно из соединяемых устройств не имеет цифрового интерфейса.

Максимальное разрешение и пропускная способность взаимозависимы. Если для вывода картинки некоего разрешения требуется какое-то количество байтов, то именно способность соединения передавать это количество байтов за единицу времени и определяет ограничения максимального разрешения.

Поскольку мы теперь знаем основные параметры интерфейсов, пора переходить к конкретике.

VGA(англ. Video Graphics Array)

Несмотря на то, что ведущие мировые производители заявили об отказе от этого интерфейса уже в 2016 году, следует отдать ему должное – VGA с небольшими усовершенствованиями начал свой путь в далеком 1987-м и в течение почти тридцати лет верой и правдой служил для передачи сигнала на мониторы. Думается, что он разменяет и свой «сороковник», правда, только в тех устройствах, которые к тому времени останутся в работе.

За исключением DVI-A, из аналоговых интерфейсов только VGA активно используется по настоящее время, однако перед более современными собратьями у него нет ни одного преимущества, кроме доступности и простоты.

Сейчас в отношении VGA возникает еще и некоторая путаница, касающаяся максимально поддерживаемого разрешения, и даже в спецификациях с какого-то момента указывается 1280×1024 пикселей, хотя у каждого, кто владел или владеет монитором с VGA-входом, найдется масса примеров поддержки разрешения 1920×1080 и даже 2048×1536 пикселей. Происходит это неслучайно. В то время, когда интерфейс VGA был на взлете своих перспектив, производители старались видеокарты и мониторы оснащать мощными производительными ЦАП и АЦП (цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи), а именно от них зависела производительность всего канала VGA и, следовательно, разрешение. Сейчас видеокарты и прочие видеоустройства если и оснащаются интерфейсом VGA, то зачастую с чипами самого нижнего ценового диапазона, попросту не вытягивающими большие параметры.

Распиновка VGA:

Максимум, доступный VGA-интерфейсу – это HD-качество. Ни о каком FullHD, а тем более, о передаче 3D, речь даже не идет.

DVI (англ.Digital Visual Interface)

Появление интерфейса DVI открыло новые горизонты, однако не упростило, а даже несколько усложнило жизнь пользователям. Дело в том, что стандарт предусматривает одновременное существование трех разновидностей: DVI-A (только аналоговыйсигнал), DVI-D (только цифровой), DVI-I (оба типа сигнала), причем два последних имеют одноканальные и двухканальные варианты. Весь этот «зоопарк» имеет отличающиеся разъемы и, безусловно, различные параметры.

Вероятнее всего, что DVI-A, поддерживающий только аналоговый видеосигнал, уйдет даже быстрее, чем VGA, потому что пользователь вряд ли будет долго терпеть интерфейс, который имеет ограниченную совместимость и кажется ущербным даже в пределах родного стандарта.

Совсем другая ситуация с цифровыми вариантами DVI, а уж с двухканальными она складывается еще интереснее. Благодаря вдвое большей скорости передачи информации, двухканальные способны поддерживать разрешение вплоть до 2560×1600 пикселей. Возможно даже появление особого стандарта на подключение двумя кабелями DVI-I для передачи 4К2К (такие технологии присутствуют на рынке), если интерфейс не будет вытеснен стандартом HDMI, а затем PisplayPort и Thunderbolt .

Тип DVI	Типи нтерфейса	Максимальное разрешение	Полоса пропускания
	Аналоговый
DVI-D Single Link (одноканальный)	Цифровой		4,59 Гбит/с
DVI-DDualLink (двухканальный)	Цифровой	2048х1536	9, 9 Гбит/с
DVI-I Single Link(одноканальный)	Аналоговый /цифровой		4,59 Гбит/с
DVI-I Dual Link(двухканальный)	Аналоговый /цифровой		9, 9 Гбит/с

Распиновка DVI:

Недостатками DVI принято считать, однако, не излишнее количество модификаций, а чувствительность к качеству кабелей и, в особенности, к их длине. Впрочем, для домашнего использования предусмотренных стандартом максимальных десяти метров вполне достаточно.

Бесспорным достоинством (кроме технических характеристик) DVI является его распространенность. Сейчас трудно найти видеоустройство, не оборудованное этим интерфейсом, будь то профессиональный комплекс видеомонтажа или простой кухонный телевизор.

HDMI (англ. High Definition Multimedia Interface)

Как бы ни был хорош DVI, но группу компаний Sony, Thomson, Hitachi, Philips, MatsushitaElectricIndustrial и SiliconImage он устраивал не во всем, и они инициировали разработку нового интерфейса, совместимого с предыдущим по электрическим сигналам, но имеющего новые разъемы, более расширенные возможности и гораздо большую полосу пропускания. Во что это вылилось, мы знаем: HDMI готов обойти DVI в гонке интерфейсов, более тысячи производящих компаний считают полный переход на него необходимостью, а выпускающиеся сейчас видеоустройства оснащаются им по умолчанию.

Возникает вопрос: что же такое новое привнесли разработчики в почти тот же интерфейс, если он вдруг стал настолько жёстко конкурировать со своим предшественником? Пожалуй, без перечисления не обойтись.

• В интерфейсе появилась возможность передачи звука, да не просто звука, а многоканального (до 32-х) высококачественного цифрового аудио. Это нововведение впервые позволило заговорить о кабеле «на все случаи жизни», подходящем для любых конфигураций аппаратуры, будь то домашняя или профессиональная. Звуковые данные передаются в формате, предусматривающем защиту от копирования.
• Интерфейс позволяет передавать субтитры, а также сигналы для управления «ведомым» устройством.
• Пропускную способность удалось увеличить до 18 Гбит/с.

Распиновка HDMI:

Не обошлось и без некоторых накладок. Разница в версиях интерфейса (начальная 1.0, а актуальная на данный момент 2.0) значительна, и при соединении устройств с разными версиями HDMI вы получите производительность и возможности, ограниченные более низкой версией. Это касается не только пропускной способности, но и такой «вкусности», как 3D – вы ее можете попросту не получить из-за старого кабеля или переходника. Но беда даже не в этом, а в том, что кабели в своем большинстве никак не маркируются, и сходу определить версию не сможет даже специалист.

Ограничение по длине кабеля для HDMI – до 20 м, однако специалисты советуют не применять кабели более 10 м во избежание потерь и появления артефактов на изображении. Если же требуется работа с HDMI на большие расстояния, рекомендуется применять репитеры, эквалайзеры и видеосендеры.

Существует три разновидности разъемов HDMI:

• HDMI (Type A)
• mini-HDMI (Type C)
• micro-HDMI (Type D)

Версия HDMI	Типи нтерфейса	Максимальное разрешение	Полоса пропускания
HDMI 1.3	Цифровой		10.2 Гбит/с
	Цифровой		10.2 Гбит/с
	Цифровой

В настоящее время интерфейс HDMI остается вне конкуренции, а он еще даже не достиг своего технологического пика. Несмотря на появление более быстрых и мощных DisplayPort и Thunderbolt, цена на них остается в диапазоне, недосягаемом для массового пользователя, поэтому альтернативы HDMI пока нет.

DisplayPort

Как может показаться, этот интерфейс был разработан на смену HDMI, однако думать так было бы ошибкой. Он создавался в качестве альтернативы DVI, так как недостатки последнего и не очень далекие перспективы были понятны уже в 2006 году. Кроме того, бороться с HDMI в сфере массового применения новый интерфейс не мог из-за более высокой расходной части, поэтому и был рассчитан на использование в профессиональном сегменте. Впрочем, он и сейчас встречается нечасто даже на профессиональной аппаратуре, однако специалисты, занимающиеся обработкой и монтажом видео, компьютерной графикой и дизайном, признают за ним более качественную передачу «картинки».

Можно говорить о способности DisplayPort последних версий (1.2 и 1.3) работать с 3D и 4Кx2К, можно обсуждать поразительную «скорострельность», однако главная его «фишка» заключается в наличии независимых каналов с большой пропускной способностью, что позволяет последовательно соединять до четырёх мониторов с разрешением 1920х1200, или двух с разрешением 2560х1600 пикселей.

Примечательно то, что компания Apple с самого появления DisplayPort ориентировала на него свои передовые продукты, а в линейках других производителей массовых компьютеров и ведеотехники решения на базе DisplayPort появились далеко не сразу. Теперь та же политика со стороны Apple проводится и в отношении интерфейса Thunderbolt.

Разновидности разъемов:

• DisplayPort
• MiniDisplayPort

Thunderbolt

Великолепные показатели, продемонстрированные интерфейсом DisplayPort, дали толчок к новым исследованиям, которые были начаты компанией Intel и привели в конечном итоге к появлению нового стандарта – Thunderbolt. Изначально задуманный, как способ передачи данных исключительно по оптоволоконным кабелям, впоследствии получил и вариант реализации с медью. С одной стороны, это позволило значительно удешевить соединительные кабели, с другой – получить возможность передачи питания к периферийным устройствам, чего не позволяло оптоволокно. В итоге, на данный момент на рынке одновременно присутствуют оба варианта.

Интерфейс Thunderbolt использует разъем MiniDisplayPort (MDP) и электрически совместим с форматом DisplayPort, однако есть и свои особенности. Дело в том, что кабели Thunderbolt реализованы, как активные устройства с собственной электронной схемой внутри, а кабели MiniDisplayPort являются пассивными устройствами, поэтому не подходят для подключения устройств Thunderbolt в любом из вариантов, кроме «Источник-Thunderbolt – Монитор-MiniDisplayPort». При комбинации «Источник-Thunderbolt – Монитор-Thunderbolt» должен быть использован исключительно кабель Thunderbolt, а источник MiniDisplayPort не может быть подключен к монитору Thunderbolt вообще.

Версия кабеля Thunderbolt	Типи нтерфейса	Максимальное разрешение	Полоса пропускания
	Цифровой	4096×2160
Оптоволокно	Цифровой

Длина кабелей формата Thunderbolt может доходить до нескольких десятков метров, и этот интерфейс способен поддерживать до шести отображающих устройств в цепочке.

Несмотря на то, что стандарт активно продвигается компаниями Apple и Intel, Thunderbolt еще очень далёк от масс, он остается уделом профессионалов и атрибутом топовой продукции Apple. Но, как и любой перспективный интерфейс, со временем будет неуклонно дешеветь и станет доступнее.

Заключение

Какую бы видеосистему вы не строили, основной целью всегда является получение наиболее качественного изображения, поэтому рекомендации по выбору соединений не будут лишними.

Первым делом вы должны ознакомиться с доступными интерфейсами. Если устройства имеют их не по одному, а, скажем, соседствуют VGA и HDMI, то выбор в пользу HDMI однозначен, если на стыкуемом устройстве он тоже присутствует. Собственно, VGA, как морально устаревший стандарт, вообще желательно использовать только там, где других вариантов не остается. Если же выбор есть, то он, как правило, находится в перечне DVI, HDMI, DisplayPort.

Как наиболее распространенные, DVI и HDMI имеют максимальные шансы на применение. Там, где не ожидается просмотр видео в ультравысоком разрешении и не требуется вывод звука, DVI будет вполне достаточно. Если же строится современная видеосистема для просмотра на проекторе или большом плазменном телевизоре, то обеспечить максимум качества сможет HDMI.

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.