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.
Used for laptops. The image and below table are the newer 15-pin VGA VESA DDC2 connector pinout.
VGA DDC2 connector pinout:
| Pin | Name | Dir | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | RED | ||
| 2 | GREEN | ||
| 3 | BLUE | ||
| 4 | RES | RESERVED | |
| 5 | GND | Ground | |
| 6 | RGND | Red Ground | |
| 7 | GGND | Green Ground | |
| 8 | BGND | Blue Ground | |
| 9 | KEY | - | Key (No pin) / Optional +5V output from graphics card |
| 10 | SGND | Sync Ground | |
| 11 | ID0 | Monitor ID Bit 0 (optional) | |
| 12 | SDA | I2C bidirectional data line | |
| 13 | HSYNC or CSYNC | ||
| 14 | VSYNC | Vertical Sync which works also as data clock | |
| 15 | SCL | I2C data clock in DDC2, Monitor ID3 in DDC1 |
Note: Direction is Computer relative Monitor. All VGA pinout signals except R, G, B are TTL level signals.
The basic VGA display modes of 80x25 character mode and 640x480 in graphics mode are still supported by all modern graphic cards, independent of the extended modes supported by these cards.
VGA video specifications are:
- 256 KB Video RAM .
- 16-color and 256-color modes
- 262,144-value color palette (six bits each for red, green, and blue)
- Selectable 25.175 MHz or 28.322 MHz master clock
- Maximum of 800 horizontal pixels
- Maximum of 600 lines (Interlaced)
- Refresh rates at up to 70 Hz
- Vertical blank interrupt
- Planar mode: up to 16 colors (4 bit planes)
- Packed-pixel mode: 256 colors (Mode 13h)
- Hardware smooth scrolling support
- Some Raster Ops support
- Barrel shifter
- Split screen support
- 0.7 V peak-to-peak
- 75 ohm double-terminated impedance (18.7 mA - 13 mW)
VESA Display Data Channel is a method for integrating digital interface to VGA connector so as to enable the monitor and graphics card to communicate. The first version of the DDC standard was adopted in August 1994. It included the EDID 1.0 format and specified DDC1, DDC2B and DDC2Ab physical links. DDC version 2, introduced in 1996, split EDID into a separate standard and introduced the DDC2B+ protocol. DDC version 3, 1997, introduced the DDC2Bi protocol and support for VESA Plug and Display and Flat Panel Display Interface on separate device addresses. The DDC standard has been superseded by E-DDC in 1999. Extended display identification data (EDID) is a companion standard; it defines a compact binary file format describing the monitor"s capabilities and supported graphics modes, stored in a read-only memory (EEPROM) chip programmed by the manufacturer of the monitor.
DDC1 allows the monitor to tell its parameters to the computer. When the VGA graphics card detects data on data-line it starts to read the data coming from the monitor synchronous to vertical sync pulse. Vertical sync pulse frequency can be increased up to 25 KHz for the time of the data transfer if a DDC1 compliant monitor is found (be sure not to send those high frequencies to non DDC1 monitors!).
DDC2 (DDC2B) allows bidirectional communication: monitor can tell its parameters and the computer can adjust monitor settings. The bidirectional data bus is a synchronous data bus similar to Access Bus and is based on I2C technology. The signals in the data bus are standard I2C signals. The computer provides 15 kohm pull-up for the SDA and SCLK lines. Monitor must provide 47 kohm pull-up on SCLK line. DDC2B bus is unidirectional and allows only one bus master - the graphics adapter. The monitor acts as a slave device at the 7-bit I²C address 50h, and provides 128-256 bytes of read-only EDID. Because this access is always a read, the first I²C octet will always be A1h.
E-DDC (Enhanced Display Data Channel) is the most recent revision of the DDC standard. Version 1 was introduced in 1999 and featured up to 32 Kbytes of display information storage for use by the Enhanced EDID (E-EDID) standard. E-DDC Version 1.2, approved in 2007, introduced support for DisplayPort and DisplayID standards
VGA pinout: monitor ID detection pin assignments
This monitor type detection is becoming more and more obsolete nowadays. New VGA plug-and-play monitors communicate with the computer according to VESA DDC standard.
The older VGA pinout with monitor ID is:
| Pin | Name | Dir | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | RED | Red Video (75 ohm, 0.7 V p-p) | |
| 2 | GREEN | Green Video (75 ohm, 0.7 V p-p) | |
| 3 | BLUE | Blue Video (75 ohm, 0.7 V p-p) | |
| 4 | ID2 | Monitor ID Bit 2 | |
| 5 | GND | Ground | |
| 6 | RGND | Red Ground | |
| 7 | GGND | Green Ground | |
| 8 | BGND | Blue Ground | |
| 9 | KEY | - | Key (No pin) |
| 10 | SGND | Sync Ground | |
| 11 | ID0 | Monitor ID Bit 0 | |
| 12 | ID1 | Monitor ID Bit 1 | |
| 13 | HSYNC or CSYNC | Horizontal Sync (or Composite Sync) | |
| 14 | VSYNC | Vertical Sync | |
| 15 | ID3 | Monitor ID Bit 3 |
GND means connected to ground
n/c means that the pin is not connected anywhere
Каждый пользователь ПК рано или поздно сталкивается с подключением своего ноутбука или персонального компьютера к монитору с помощью различных кабелей и разъемов. Все они отличаются между собой по структуре, качеству картинки и максимально допустимой длине кабеля. В 90-е годы для подключения ЭЛТ мониторов использовался 15-ти пиновый разъем VGA, который выдавал хорошее изображение для того времени. Со временем разрешения которое выдает VGA стало недостаточно и ему на смену пришел новый 17 (17-29) пиновый интерфейс DVI с возможностью отобразить намного большее разрешение из-за его большей пропускной способности .
DVI разъем
Для разработки Digital Visual Interface (DVI) крупные компании объединили свои усилия. Совместно было принято решение о нецелесообразности дважды конвертировать сигнал. Вследствие этого разработчики пришли к решению о создании единого цифрового интерфейса, который сможет выводить исходное изображения без лишних изменений и потерь качества.
Основной принцип работы интерфейса заключается в новой технологии протокола кодирования данных TMDS. Информация, предварительно реализированная протоколом, последовательно передается на устройство.
Интерфейс позволяет достичь разрешения 1920х1080 при частоте в 60 Гц. Таких параметров позволяет добиться пропускная способность 1,65 Гб/с и это при использовании одного соединения TMDS. Если же используются два соединения, то скорость возрастет до 2 Гб/с. При таких высоких показателях DVI на голову превосходит своих предшественников.
Для простого пользователя объяснить, чем так хорош Digital Visual Interface можно сказав лишь то, что это цифровой видеоинтерфейс. Отличить его от аналогового предшественника не составит труда — разъемы всегда белого цвета, что не дает возможности его спутать с другими. Форма и большее количество пинов также является характерным отличием интерфейса.
Кабель у интерфейса ограничен по длине, как и у других разъемов, максимальная его длинна составляет не более 10 м, что на 7 метров больше чем у VGA.
Основные виды и отличия
Помимо характерных отличий от других интерфейсов Digital Visual Interface также отличается и между собой. Основными отличиями между ними является количество каналов и наличие возможности передачи аналогового сигнала. Рассмотрим популярные вариации подробнее:
Подвести итог о разнице между разъемами можно просто — буква D говорит о наличии только цифрового сигнала, буква А – только аналогового, буква I говорит о наличии обоих типов сигнала.
В случае, когда на видеокарте есть Digital Visual Interface выход, а на мониторе только VGA подойдут переходники. При приобретении переходников нужно понимать разницу между DVI-I и DVI-D, первый сможет передать сигнал на VGA т.к. присутствует аналоговый канал, а вот второй не имеет аналогового канала связи и передать по нему изображение через переходник не получится, для этого используют специальные дорогостоящие конвертеры.
Помимо переходников DVI–VGA и VGA-DVI существуют и другие DVI–HDMI, HDMI–DVI, DVI-DisplayPort, DisplayPort-DVI, все они передают между собой цифровой сигнал и проблем с подключением возникнуть не должно.
Недостатки технологии
Единственным существенным недостатком технологии является ограничение по длине кабеля . К примеру, при использовании кабеля длиной в 15 м максимальное разрешение, которого можно будет добиться составляет 1280х1024, но если использовать всего 5 метровый кабель разрешение возрастет до 1920х1200. Если требуется подключить устройство на большом расстоянии без потери сигнала придется использовать дополнительные репитеры , которые усилят сигнал.
VGA разъем
В 1987 году компания Canon предоставила миру новый разъем VGA (Video Graphics Array), который был установлен на одноименную видеокарту. Возможностей технологии было более чем достаточно, ведь первоначальное разрешение было 640х480. Максимально возможное разрешение без потери качества изображения, которое способен выдать Video Graphics Array, составляет 1280х1024. Несмотря на то, что давно появились более эффективные интерфейсы, которые вытесняют VGA с рынка, множество телевизоров и видеоустройств по прежнему комплектуются данным разъемом. Причиной вытеснения стало появление новых мониторов, которые требуют большего разрешения.
Разъем имеет 15-ти пиновую распайку и маркируется синим цветом (за редкими исключениями), что позволяет легко отличить его от DVI (белый). Максимальная длинна кабеля для подключения ограничивается 3 м.
Вследствие развития технологий появился новый стандарт Super Video Graphics Array или SVGA, который использует такое же 15-ти пиновое подключение, что и Video Graphics Array но значительно превосходит его технически. Основным отличием SVGA от VGA является количество отображаемых цветов , их в новой версии интерфейса стало 16 млн, при 256 цветов у старого.
Основные виды
У VGA разъемов существует три основных разновидности DDC1, DDC2, E-DDC:
- DDC1 – позволяет монитору в одностороннем порядке передавать данные с информацией о своих характеристиках на компьютер. После чего видеокарта определяет данную информацию на кабеле и обнаруживает подключенный к ней монитор DDC
- DDC2 – спецификация этого вида позволяет уже обмениваться информацией в двухстороннем порядке. Сперва монитор передает свои данные на компьютер, после чего компьютер подстраивает нужные параметры под подключенный монитор.
- E- DDC – представляет собой самую эффективную спецификацию. Информация о данных подключенного монитора сохранялась в памяти устройства.
Все 15 контактов расположены в 3 ряда по 5 контактов. Первые три контакта отвечают за передачу аналогового видеосигнала трех разных цветов (1,2,3). Каждый из них имеет свою землю — 6,7,8 соответственно. 13 и 14 контакты отвечают за горизонтальную и вертикальную синхронизацию. Помимо передачи видеосигнала интерфейс обладает двухсторонней связью с монитором.
Распиновка интерфейса:
Если речь идет о миниразъеме mini VGA (уменьшенном аналоге с теми же параметрами), то распиновка будет следующей:
Удлинители
Существуют ситуации, когда компьютер и подключаемый монитор или телевизор находятся в разных комнатах и для их подключения потребуется кабель нестандартной длинны. Его можно купить в любом компьютерном магазине, но появляются две проблемы:
- слишком большая цена кабеля — от 20 долларов за 15 метров;
- жесткость стандартного кабеля, что становится большой проблемой для красивой и правильной укладки в плинтуса. Если же при монтаже кабеля требуется пройти через стену, то заводской кабель явно не поможет т.к. придется сверлить отверстие диаметром в 40-мм.
В подобных случаях идеальным решением будет сделать удлинитель самостоятельно. В этом придет на помощь обычная витая пара 5 или 6 категории.
В вопросе цены она значительно выигрывает у заводского удлинителя Video Graphics Array, цена ее составляет около 15 рублей за метр, а диаметр всего 8 мм.
Используя всего 8 контактов витой пары можно с легкостью спаять удлинитель, но можно поступить еще проще купив в магазине переходник VGA — RJ-45.
DVI-D — VGA переходник своими руками
Найти такой переходник невозможно. Виной всему то, что технологии используют разные порты и типы данных. Если внимательно посмотреть на распиновку DVI-D то станет заметно, что на нем отсутствуют контакты для передачи аналогового сигнала, который требуется для VGA.
В таком случае может помочь конвертер DVI-D – VGA, который преобразует цифровой сигнал исходящий от Digital Visual Interface, в аналоговый. Это единственный вариант подключения.
Стоит заметить
, что если выломать 4 «лишних контакта» из-за которых обычный переходник не вставляется в разъем, то все-равно ничего работать не будет, поскольку именно они отвечают за передачу аналогового сигнала.
Максимальная длина кабеля
Все интерфейсы имеют ограничение по максимально допустимой длине кабеля при которой не теряется качество сигнала. Чем больше длинна кабеля, тем хуже сигнал, а соответственно и максимальное разрешение. Для каждого вида максимальная длинна разная, поскольку интерфейсы используют различные технологии и типы сигналов.
Для DVI – 10, VGA – 3 м, HDMI – 10 м.
Отличие DVI и VGA
Основным отличием этих разъемов является максимальное разрешение и качество картинки . Кроме этого Digital Visual Interface имеет от 17 до 29 пинов, при том как VGA всего 15. Еще одним отличием является тип сигналов с которыми работают интерфейсы: у VGA это аналоговый, а у Digital Visual Interface — цифровой. Именно по этой причине VGA приходится проделывать конвертацию дважды, что значительно ухудшает качество получаемого изображения.
Что лучше DVI или HDMI
В сравнении этих двух интерфейсов можно сказать о некой их равнозначности. Большим преимуществом HDMI является то, что с помощью всего одного кабеля можно передавать как видео, так и аудио данные, тем самым уменьшив количество проводов, которых в современных мультимедийных системах предостаточно. Существенным отличием является максимальное разрешение , которое у HDMI на данный момент может составлять 10240 × 5760.
Разница между VGA и HDMI
Некорректно сравнивать два этих интерфейса из-за их разницы во времени создания. HDMI достаточно новый разъем, который предоставляет пользователю прекрасную картинку и отличный звук всего в одном кабеле. Video Graphics Array сейчас используется по большей части в старой технике не совместимой с новыми технологиями.
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
Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня я бы хотел поговорить про способы подключения монитора к видеокарте - про разъемы видеокарт. Современные видеокарты имеют в наличии не один, а сразу несколько портов для подключения, чтобы была возможность подключить более одного монитора одновременно. Среди этих портов есть как устаревшие и ныне редко используемые, так и современные.
Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив из пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер). Появившейся в далеком 1987 году, 15-контактный и, как правило, синего цвета, предназначен для вывода строго аналогового сигнала, на качество которого, как известно, может повлиять множество различных факторов (длина провода, например), в том числе на самой видеокарте, поэтому качество картинки через этот порт на разных видеокартах может немного отличаться.
До повсеместного распространения LCD-мониторов этот разъем был чуть ли не единственным из возможных вариантов подключения монитора к компьютеру. Используется и по сей день, но лишь в бюджетных моделях мониторов с низким разрешением, а также в проекторах и некоторых игровых консолях, например в консолях xbox последнего поколения от Microsoft. Не рекомендуется подключать через него Full HD монитор, поскольку картинка будет смазанной и нечеткой. Максимальная длина VGA кабеля при разрешении 1600 x 1200 составляет 5 метров.
DVI (вариации: DVI-I, DVI-A и DVI-D)
Используется для передачи цифрового сигнала, пришел на смену VGA. Применяется для подключения мониторов высокого разрешения, телевизоров, а также современных цифровых проекторов и плазменных панелей. Максимальная длина кабеля - 10 метров.
Чем выше разрешение картинки, тем на меньшее расстояние ее можно передать без потери качества (без применения специального оборудования).
Существует три вида DVI-портов: DVI-D (цифровой), DVI-A (аналоговый) и DVI-I (комбинированный):
Для передачи цифровых данных используют либо формат Single-Link, либо Dual-Link. Single-Link DVI использует один TMDS-передатчик, а Dual-Link удваивает пропускную способность и позволяет получать разрешения экрана выше, чем 1920 х 1200, например 2560×1600. Поэтому для крупных мониторов с большим разрешением, либо предназначенных для вывода стереокартинки, обязательно нужен как минимум DVI Dual-Link, или HDMI версии 1.3 (об этом чуть ниже).
HDMI
Также цифровой выход. Основное его отличие от DVI в том, что HDMI, кроме передачи видеосигнала, способен передавать многоканальный цифровой аудиосигнал. Звуковая и визуальная информация передается по одному кабелю одновременно. Изначально разрабатывался для телевидения и кино, а позже получил широкую популярность у пользователей ПК. Имеет обратную совместимость с DVI посредством специального переходника. Максимальная длина обычного HDMI кабеля - до 5 метров.
HDMI являет собой очередную попытку стандартизировать универсальное подключение для цифровых аудио и видео приложений, поэтому он сразу же получил мощную поддержку со стороны гигантов электроники (свой вклад в разработку внесли такие компании, как Sony, Hitachi, Panasonic, Toshiba, Thomson, Philips), и как результат - большинство современных устройств для вывода изображения высокого разрешения имеют хотя бы один HDMI выход.
Кроме всего прочего, HDMI, как впрочем и DVI, - позволяет передавать защищенные от копипастинга звук и изображение в цифровом виде по одному кабелю с помощью HDCP. Правда для реализации данной технологии понадобятся видеокарта и монитор, внимание! - поддерживающие данную технологию, о как. Опять же, на текущий момент есть несколько версий HDMI, вот коротко о них:
DisplayPort
Появился в дополнение к DVI и HDMI, так как Single-Link DVI может передать сигнал с разрешением до 1920×1080, а Dual-Link максимум до 2560×1600, то уже разрешение в 3840×2400 для DVI недоступно. Максимальные возможности по разрешению у DisplayPort особо ничем не отличаются от того же HDMI - 3840 х 2160, однако, у него все же есть неочевидные преимущества. Одним из таких является, например, то, что за использование в своих устройствах DisplayPort компаниям не придется платить налог - что, кстати, обязательно, если речь идет о HDMI.
На фото красными стрелками отмечены фиксаторы, которые не позволяют коннектору случайно выпасть из разъема. В HDMI даже версии 2.0 никаких фиксаторов не предусмотрено.
Как вы уже поняли, основным конкурентом DisplayPort является HDMI. У DisplayPort есть альтернатива технологии защиты передаваемых данных от кражи, только называется она чуть по-другому - DPCP (DisplayPort Content Protection). В DisplayPort так же, как и у HDMI присутствует поддержка 3D изображения, передачи звукового контента. Однако, передача аудиосигнала по DisplayPort доступна только в одностороннем порядке. А передача Ethernet данных по DisplayPort вообще невозможна.
В пользу DisplayPort играет и тот факт, что с него есть переходники на все популярные выходы, такие как: DVI, HDMI, VGA (что немаловажно). К примеру, с HDMI существует только один переходник - на DVI. То есть, имея на видеокарте всего один разъем DisplayPort можно подключить старый монитор с одним лишь VGA входом.
К слову, так и происходит - сейчас все больше видеокарт выпускаются вообще без VGA выхода. Максимальная длина обычного DisplayPort кабеля может составлять до 15 метров. Но свое максимальное разрешение DisplayPort может передать на расстоянии не более 3 метров - зачастую этого хватает, чтобы соединить монитор и видеокарту.
S-Video (TV/OUT)
На старых видеокартах иногда встречается разъем S-Video, или, как его еще называют - S-VHS. Обычно его используют для вывода аналогового сигнала на устаревшие телевизоры, однако, по качеству передаваемого изображения он уступает более распространенному VGA. При использовании качественного кабеля через S-Video изображение передается без помех на дальности до 20 метров. В настоящее время крайне редко встречается (на видеокартах).