HDMI线缆的介绍和原理分析-上海J9集团特种电缆有限公司
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    HDMI线缆的介绍和原理分析

    文章出处:   责任编辑:   发布时间:2020-11-09 14:23:48    点击数:-   【
           HDMI(High Definition Multimedia Interface),也叫高清晰多媒体接口,是随着数字电视、高清电视和平板电视兴起的一种新型接口。
           HDMI线缆介绍
           2002年4月,日立、松下、飞利浦、索尼、汤姆逊、东芝和Silicon Image七家公司联合组成HDMI组织。HDMI能高品质地传输未经压缩的高清视频和多声道音频数据,最高数据传输速度为5Gbps。HDMI不仅可以满足目前最高画质1080P的分辨率,还能支持DVD Audio等最先进的数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,而且只用一条HDMI线连接,免除数字音频接线。同时HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音视频格式中。HDMI标准公布前,数字视频和音频接口是分开的,视频接口是DVI。与DVI相比HDMI接口的体积更小,而且可同时传输音频及视频信号。DVI的线缆长度不能超过8米,否则将影响画面质量,而HDMI基本没有线缆的长度限制。只要一条HDMI缆线,就可以取代最多13条模拟传输线,能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。
           HDMI标准还在不断发展中,HDMI1.2A版标准已经正式启用,能支持到30/36/48 bit的颜色,达到真实的10亿色表现能力,还支持最新的多声道环绕声伴音系统DTS HD和True HD。1.2A版HDMI还向下兼容现有的HDMI接口,并且开始向小型数码设备、PC显卡上发展,最新的具有HDMI接口的显卡已上市。新一代高清光盘HD DVD和BD也采用HDMI作为法定高清输出接口。
           原理分析
           HDMI是一种在消费电子领域和PC领域同时使用的全数字化接口。它可以传送无压缩的音频信号及视频信号,由于音频和视频信号采用同一条线缆传输,因此大大简化了接口线缆的数量,已经在家庭电器和PC中普及。HDMI接口从出现至今,已经有了多个版本的进化,从HDMI 1.1到HDMI 1.4,虽然接口的外观没有变化,但是功能和带宽已经出现了质的提升。主流的HDMI接口版本为HDMI 1.3(a、b、c),但是随着3D视频的流行,HDMI 1.4版本的设备也大量上市,成为各家的重点推广产品。HDMI 1.4带来了几项重大创新功能,包括HDMI以太网络通道、音频回传通道、HDMI 3D视频播放功能和4k×2k超高分辨率的支持。
           而在线缆方面,HDMI之前并没有版本之分,比如HDMI 1.1和HDMI 1.3版本的线缆都是一样的,不过在HDMI 1.4版本中,线缆出现了一些变化。HDMI 1.4版本中包含了5种类型的线缆,各有其不同的功能与效能特性。HDMI 1.4版本分为标准HDMI线缆、标准附以太网络功能HDMI线缆、车用HDMI线缆、高速HDMI线缆、高速附以太网络功能HDMI线缆五种。标准HDMI线缆是支持1080p,高速HDMI则支持包括4k×2k、3D视频、Deep Color等先进显示技术,这种线缆其实就是以前的HDMI 1.3版本,它们的带宽需求都在HDMI 1.3版本所能提供的带宽以内。而高速附以太网络功能HDMI还有专用的数据通道,也就是提供设备间网络功能的HDMI以太网络通道,线缆的构造就发生了变化,这点将在后面介绍。在HDMI的标准中,还详细规定了这五类线缆的认证标签。我们在本次的评测样品中,也选择了一些标称为HDMI 1.4版本的线缆,但是都还没有严格按照HDMI标准执行。
           平时最常见的HDMI接口为TYPE A型,宽度为13.9mm,共有19根针脚,而还有一种双链路的TYPE B型接口则很少见,宽度为21.2mm。HDMI采用并行的4条TMDS差分信号通道,传输链路由三条数据通道和一条时钟通道组成。其中3个数据通道是用来传输红、绿、蓝三色数据信号的,第4个通道用来传送时钟,其时钟频率是数据速率的1/10。        HDMI使用的TMDS技术,差分信号共模偏置电压为+3.3V,端口阻抗为50欧姆,额定幅度跳变为500mV(+2.8V~+3.3V),电压摆幅在150mV~800mV之间变化。除此以外,HDMI中还有DDC(显示器数据通道)数据和时钟线传送双向通信信号以及HDCP(高带宽数字版权保护)信号的传输。DDC总线是HDMI兼容性的关键,如果任何设备不兼容HDMI 1.3,整个系统会通过DDC通道自动降低到HDMI 1.2或更低,以确保兼容性。DDC在HDMI线缆中是非常繁忙的,它们不仅携带握手通讯数据,也不断传递HDCP加密密钥。如果HDCP兼容,需要不断地解码钥匙加密的数字信号。
           HDMI线缆可以实现的最长信号传输距离依赖于整个系统:源设备的性能、显示设备的性能、信号的数据传输率、线缆本身的性能和长度。在数字时代,我们使用数据速率来描述每秒的比特数据量。HDMI线缆的长度和最大数据传输速率息息相关,如果出现距离过长的问题,HDMI设备所接收到的信号则会出现没有图像、掉帧、雪花,或者没有声音的情况。HDMI线越短,能够实现的最大数据传输率就越高。举个例子,一根HDMI线在2m长度下的数据传输率为19Gb/s,可以满足1080p、120Hz、48bit色深的视频传输。但是如果长度到了6米之后,数据传输率就降到了10Gb/s,只能满足1080p、120Hz、24bit色深的视频传输了。所以说,这根线缆的长度增加之后,数据传输率也会降低。
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