常用音视频接口.docx
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常用音视频接口.docx
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常用音视频接口
常见音视频接口
1、S-Video(S端子)
S-Video具体英文全称叫SeparateVideo,为了达到更好的视频效果,人们开始探求一种更快捷优秀、清晰度更高的视频传输方式,这就是S-Video(也称二分量视频接口),SeparateVideo的意义就是将Video信号分开传送,也就是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4芯(不含音效)或者扩展的7芯(含音效)。
带S-Video接口的视频设备(譬如模拟视频采集/编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等)当前已经比较普遍,同AV接口相比由于它不再进行Y/C混合传输,因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且由于使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大提高了图像的清晰度,但S-Video仍要将两路色差信号(CrCb)混合为一路色度信号C,进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现),而且由于CrCb的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制,所以S-Video虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远,S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口之一。
(S端子又可以分为三种:
普通S端子、增强型S端子盒VIVO端子)
(S端子口)(S端子连接线)
2、AV接口
AV接口具体全称叫标准视频输入(RCA)接口,通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口,它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接,使用时只需要将带莲花头的标准AV线缆与相应接口连接起来即可。
AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。
AV还具有一定生命力,但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。
(AV接口)
(AV连接线)
3、BNC接口
BNC接头是由R、G、B三原色信号及行同步,场同步五个独立信号接头组成,主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。
BNC接口可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少,且信号带宽要比普通15针D型接口大,可达到更佳的信号响应效果。
大屏幕彩显多使用BNC接头。
很显然你的显卡应该也有BNC输出口才能与显示器的BNC接头配合。
不过大多数带BNC接头的显示器也同时带有15针D型接口,而且BNC和D型接口间有相应转换连接线。
(BNC接头)
4、色差分量接口
视频色差输入接口,在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV、YcbCr、Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识,虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口(也称分量视频接口)。
它通常采用YPbPr和YCbCr两种标识,前者表示逐行扫描色差输出,后者表示隔行扫描色差输出。
由上述关系可知,我们只需知道YCrCb的值就能够得到G的值(即第四个等式不是必要的),所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg,而只保留YCrCb,这便是色差输出的基本定义。
作为S-Video的进阶产品,色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb,这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程,也保持了色度通道的最大带宽,只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像,这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道,避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真,所以色差输出的接口方式是以上各种视频输出接口中最好的一种。
(色差分量线)
5、VGA接口
VGA(VideoGraphicsArray)接口,也叫D-Sub接口。
虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配,因而采用VGA接口。
VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。
对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。
而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。
在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。
VGA接口应用于CRT显示器无可厚非,但用于连接液晶之类的显示设备,则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。
(VGA接口)
(显示信号线上的VGA接头)
6、DVI接口
DVI输入接口,DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接,显示计算机的RGB信号。
DVI(DigitalVisualInterface)数字显示接口,是由1998年9月,在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(DigitalDisplayWorkingGroup简称DDWG),所制定的数字显示接口标准。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好,数字接口保证了全部内容采用数字格式传输,保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性(无干扰信号引入),可以得到更清晰的图像。
目前DVI系统的规格已经比较成熟了:
显卡产生的数字信号(包括控制信息和数据信息)由发送器按照~S协议编码后通过~S通道(至少要包含4条数据线:
RGB三种信号和时钟信号)发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。
由于~S协议本身就是SiliconImage制定的算法,因此SiliconImage制造的发送器和接收器自然是最佳选择。
根据DVI标准,一条~S通道可以达到165MHz的工作频率和10-bit接口,也就是可以提供1.65Gbps的带宽,这足以应付1920*1080/60Hz的显示要求。
另外,为了扩充兼容性,DVI还可以使用第二条~S通道(就像原理图中一样),不过其工作频率必须与另一条同步——比如说我们需要2Gbps的带宽,那么两条通道都要工作于100MHz上面(100MHz*2*10-bits)。
(目前的DVI接口分为两种,一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。
不兼容模拟信号。
[DVI-D]
[DVI-D]
另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。
兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。
[DVI-I]
[DVI-I]
考虑到兼容性问题,目前显卡一般会采用DVD-I接口,这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。
而带有DVI接口的显示器一般使用DVI-D接口,因为这样的显示器一般也带有VGA接口,因此不需要带有模拟信号的DVI-I接口。
当然也有少数例外,有些显示器只有DVI-I接口而没有VGA接口。
)
(DVI一共分为5种标准。
其中DVI-D和DVI-I分为“双通道”和“单通道”两种类型,我们平时见到的都是单通道版的,双通道版的成本很高,因此只有部分专业设备才具备,普通消费者很难见到。
DVI-标准:
DVI-A是一种模拟传输标准,晚期的大屏幕专业CRT中能看见。
不过由于和VGA没有本质区别,性能也不高,因此DVI-A事实上已经被废弃了。
至于DFP接口,这是一种已经被废弃的早期的数字规范。
DVI信号的各种特性:
7、HDMI接口
HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)指的是高清晰度多媒体接口。
这两种接口将广泛应用于DVD播放机、有线电视/卫星电视机顶盒、HDTV等设备上,它们可以有效地提高数字图像的质量,不再需要进行模数转换。
尤其是HDTV产品中,会经常用到DVI和HDMI接口,这还和HDCP(High-BandwidthDigitalContentProtection高宽带数字内容保护)有关,DVI和HDMI接口支持HDCP
无可否认,现在提供DVI接口支持的设备数量远远大于提供HDMI接口的设备,因为HDMI的起步比DVI晚了许多,为了更加顺利的推广HDMI接口,HDMI完全兼容DVI(因为它们的原理比较相似,HDMI在针脚上和DVI兼容,只是采用了不同的封装。
),通过DVI-HDMI接口转接器,我们就可以方便的使用HDMI接口了。
HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽,可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。
同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。
应用HDMI的好处是:
只需要一条HDMI线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。
对消费者而言,HDMI技术不仅能提供清晰的画质,而且由于音频/视频采用同一电缆,大大简化了家庭影院系统的安装。
(HDMI端子)(HDMI插座)
DVI由于产生于PC平台,其支持的原色色深受限于TrueColor的24bit,即三原色各自有8bit数字视频信号,而现在的数字电视要求的36bit高逼真画面,即要求三原色各自有12bit数字视频信号DVI已经无法满足,而HDMI可以支持12bit数字视频信号,HDMI的出现使得我们可以观看到色彩层次更加丰富,暗影细节更多的画面。
当DVI和HDMI电缆制作很好时,并且连接到RPTV,Plasma和LCD的电缆较短时通常都不会有问题。
因为投影仪那样设备需要较长电缆,这样就会出现问题,这种情况很普遍。
目前,一些机顶盒与DVD播放器的DVI连接器电缆长度限制在5米以内(大概是15英尺)。
在典型的家庭影院,信号源等设备的距离可能远远大于DVI应用所建议的5米。
投影仪通常与信号源相距14至20英尺以上,它所需要的电缆长度大概要20至30英尺。
这给电缆生产商带来严峻的考验,在接收端能够完全恢复信号的情况下,一些小规格的双绞~S线在传输信号时带来许多积累衰减,在这种条件下,接收器也可以正常恢复。
现在有许多公司都提出了基于铜线的解决方案,因为这种方式的价格要比光纤或者其它电缆方式都要合理。
HDMI就是基于长距离电缆传输而设计的方式,但是其实际性能约束跟DVI相似。
当前,对长距离DVI电缆的应用需要增增幅器(boosteramplifiers)或者光网扩展器(fiberopticextenders),这使用成本又增加了数百美元。
根据以上原理:
AV可以转S端子,
VGA可以转色差线,
VGA可以用转接器转成BNC,
DVI可以用转接器转成HDMI(无音频信号)
DVI可以转VGA
[VGA转色差线]
[S端子转AV]
[HDMItoDVI-D转接头]
[HDMItoDVI-D转接线]
[DVI-I转换成VGA的接头]
常见音视频信号的类型和接线
8、SPEAKON接口(Neutrik(纽垂克)音箱插头)
Neutrik插头常用的为四芯的,也二芯、八芯音箱插头,他们外观基本相同,只有尺寸大小的差异。
通常情况下音箱的接口为四芯插头,如是八芯插头音箱后部会有标注;功放的输出端口为四芯插头。
适用于专业麦克风、音响器材、功放、灯光、调音台、周边器材等产品。
9、RS-232接口
RS-232C接口是计算机上的通讯接口之一,用于调制解调器、打印机或者鼠标等外部设备连接。
带此接口的电视可以通过这个接口对电视内部的软件进行维护和升级。
。
RS-232C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)与数据通信设备DCE(DataCommunicationEquipment)而制定的。
RS-232C标准(协定)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美国电子工业协会,RS(RecommededStandard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969)
RS-232C接口最大传输速率为20Kbps,线缆最长为15米。
RS-232C接口通常被用于将电脑信号输入控制,当通信距离较近时,可不需要Modem,通信双方可以直接连接,这种情况下,只需使用少数几根信号线。
10、SDI接口:
数字串行接口
用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码,其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267,标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。
在传送前,对原始数据流进行扰频,并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原始数据。
这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。
SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号,对于16:
9格式图像,应能传送360Mb/s的信号。
NRZI码是极性敏感码。
用“1”和“0”表示电平的高和低,如果出现长时间的连续“1”或连续“0”,会影响接收端从数字信号中提取时钟。
因为串行数字信号接口不单独传送时钟信号,接收端需从数字信号流中提取时钟信号,所以要采用以“1”和“0”来表示有无电平变换的NRZI码。
接收NRZI码流时,只要检出电平变换,就可恢复数据,即使全是“1”信号,导致的信号频率也只是原来时钟频率的一半,再经过加扰,连续“1”的机会减少,也就使高频分量进一步减少了。
在数据流的接收端,由SDI解码器从NRZI码流恢复原数据流。
SDI接口不能直接传送压缩数字信号,数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后,必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。
如果反复解压和压缩,必将引起图像质量下降和延时增加,为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统,规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。
(a)索尼公司的串行数字数据接口SDDI(SerialDigitalDataInterface),用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统,通过这种接口,可以4倍速从磁带上载到磁盘。
(b)索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI(QuarterSerialDigitalInterface),在DVCAM录像机编辑系统中,通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。
(c)松下公司的压缩串行数字接口CSDI(CompressionSerialDigitalInterface),用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中,由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。
以上三种接口互不兼容,但都与SDI接口兼容。
在270Mb/s的SDI系统中,可进行高速传输。
这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的,这类网络不象计算机网络那样使用握手协议,而使用同步网络技术,不会因路径不同而出现延时。
人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号,也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲(行、场消隐)期间与数字分量视频信号同时传输。
三星SDI:
中国三星的显像管生产部门,中国三星SDI分别在天津、上海、深圳、东莞建立了4个生产工厂。
是目前世界上最大的显像管生产基地。
接口图:
说明:
SDI接口是“数字分量串行接口”。
串行接口是把数据的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。
由于串行数字信号的数据率很高,在传送前必须经过处理。
用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码,其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267,标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。
在传送前,对原始数据流进行扰频,并变换为NRZI码,确保在接收端可靠地恢复原始数据。
这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。
SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号,对于16:
9格式图像,应能传送360Mb/s的信号。
评价:
SDI接口不能直接传送压缩数字信号,数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后,必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。
如果反复解压和压缩,必将引起图像质量下降和延时增加,为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统,规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。
(a)索尼公司的串行数字数据接口SDDI(SerialDigitalDataInterface),用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统,通过这种接口,可以4倍速从磁带上载到磁盘。
(b)索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI(QuarterSerialDigitalInterface),在DVCAM录像机编辑系统中,通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。
(c)松下公司的压缩串行数字接口CSDI(CompressionSerialDigitalInterface),用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中,由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。
以上三种接口互不兼容,但都与SDI接口兼容。
在270Mb/s的SDI系统中,可进行高速传输。
这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的,这类网络不象计算机网络那样使用握手协议,而使用同步网络技术,不会因路径不同而出现延时。
人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号,也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲(行、场消隐)期间与数字分量视频信号同时传输。
11、XLR接口:
XLR俗称卡侬头,有三针插头和锁定装置组成。
由于采用了锁定装置,XLR连接相当牢靠。
XLR接口通常在麦克风、电吉他等设备上能看到,但它不一定是平衡接口,因为平衡接口的传输实现方式是比较复杂的,对电路的要求也比较高。
(卡农头:
公头和母头)(卡农头接口)
常见音视频信号的类型和接线
1.复合视频(Composite-Video)
-传输介质:
单根带屏蔽的同轴电缆
-传输阻抗:
75Ω
-常用接头:
BNC接头、莲花(RCA)接头
-接线标准:
插针=同轴信号线,外壳公共地=屏蔽网线(下图所示)
2.超级视频(Super-Video)
-传输介质:
两根带屏蔽的同轴电缆
-传输阻抗:
75Ω
-常用接头:
2×BNC接头、1×4针微型接头
-接线标准:
3脚插针=亮度(Y)信号线,4脚插针=色度(C)信号线
1脚、2脚公共地=屏蔽网线(下图所示)
3.模拟分量视频(RGBHVVideo)
-传输介质:
3-5根带屏蔽的同轴电缆
-传输阻抗:
75Ω
-常用接头:
3-5×BNC接头
-接线标准:
红色=红基色(R)信号线,绿色=绿基色(G)信号线,蓝色=蓝基色(B)信号线,黑色=行同步(H)信号线,黄色=场同步(V)信号线,公共地=屏蔽网线(下图所示)
4.VGA视频(VideoGraphicsArray)
-传输介质:
11根带屏蔽的同轴电缆
-传输阻抗:
75Ω
-常用接头:
15针HD型接头
-接线标准:
1脚=红基色,2脚=绿基色,3脚=蓝基色,6脚=红色地,7脚=绿色地,8脚=蓝色地,13脚=行同步,14脚=场同步,5脚=自测试,10脚=数字地,4、11、12、15脚=地址码(下图所示)
5.数字串行视频(Signal-DigitalInterface)
-传输介质:
单根带屏蔽的同轴电缆
-传输阻抗:
75Ω
-常用接头:
BNC接头
-接线标准:
插针=同轴信号线,外壳数字地=屏蔽网线
6.非平衡模拟音频(UNBAlanceAudio)
-传输介质:
单根带屏蔽的同轴电缆
-传输阻抗:
高低阻
-常用接头:
直型(TRS)接头、莲花(RCA)接头
-接线标准:
插针=同轴信号线,外壳公共地=屏蔽网线(下图所示)
7.平衡式模拟音频(AnalogBalanceAudio)
-传输介质:
带屏蔽的双绞电缆
-传输阻抗:
600Ω或高低阻
-常用接头:
直型(TRS)接头、卡龙(XLR)接头
-接线标准:
直插:
插针=信号+,中环=信号-,外壳公共地=屏蔽网线卡龙:
2脚=信号+,3脚=信号-,1脚公共地=屏蔽网线(下图所示)
- 配套讲稿:
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- 常用 视频 接口