Аудио и видео интерфейсы и разъемы - Audio and video interfaces and connectors

Аудиоразъемы и видеоразъемы представляют собой электрические или оптические разъемы для передачи аудио- или видеосигналов . Аудиоинтерфейсы или видеоинтерфейсы определяют физические параметры и интерпретацию сигналов. Для цифрового аудио и цифрового видео это можно рассматривать как определение физического уровня , уровня канала передачи данных и большей части или всего уровня приложений . Для аналогового аудио и аналогового видео все эти функции представлены в одной спецификации сигнала, напримерNTSC или прямой динамик- управляющий сигнал аналогового звука.

Физические характеристики электрического или оптического оборудования включают типы и количество необходимых проводов, напряжения, частоты, оптическую силу и физическую конструкцию разъемов. Любые детали канального уровня определяют способ инкапсуляции данных приложения (например, для синхронизации или исправления ошибок ). Детали прикладного уровня определяют фактический передаваемый аудио- или видеоформат, часто включающий кодеки, не относящиеся к интерфейсу, такие как PCM , MPEG-2 или кодек DTS Coherent Acoustics . В некоторых случаях уровень приложения остается открытым; например, HDMI содержит канал Ethernet для общей передачи данных.

Некоторые типы разъемов используются несколькими аппаратными интерфейсами; например, разъемы RCA используются как интерфейсами композитного видео, так и компонентного видео , но DVI - единственный интерфейс, в котором используется разъем DVI. Это означает, что в некоторых случаях не все компоненты с физически совместимыми разъемами действительно будут работать вместе.

В аналоговых аудио / видео разъемах часто используются экранированные кабели для подавления радиочастотных помех (RFI) и шума .

Интерфейсы и их разъемы

Интерфейс Разъемы
Аудио или видео Цифровой или аналоговый Описание
Только аудио Аналоговый Часто без маркировки на бытовом аудиооборудовании, поскольку оно очень распространено, или помечено символом наушников или как «линейный выход». В компьютерах и другом оборудовании иногда используется схема цветового кодирования Microsoft-Intel , особенно при наличии нескольких разъемов ввода / вывода. Миниджек TRS 3,5 мм , разъем RCA
Сбалансированный звук 6,35-мм аудиоразъем TRS (экранированная витая пара),
XLR (экранированная витая пара)
Цифровой S / PDIF (формат цифрового межсоединения Sony / Philips). Через коаксиальный или оптический кабель. Разъем RCA (коаксиальный),
TOSLINK (оптический),
BNC (редко)
AES3 (также известный как AES / EBU) Разъем RCA (коаксиальный),
XLR (экранированная витая пара),
TOSLINK (оптический),
BNC
МАДИ BNC (коаксиальный),
ST (оптический)
Только видео Аналоговый Видеографический массив (VGA) D-сверхминиатюрный 15-контактный
Композитный . Часто обозначается аббревиатурой CVBS, что означает «Цвет, видео, пустое поле и синхронизация». Разъем RCA , обычно желтый (часто сопровождается красным и белым для правого и левого аудиоканалов соответственно)
S-Video (отдельное видео). Передает видео стандартной четкости и не передает звук по одному и тому же кабелю. Mini-DIN 4-контактный
Компонент . В популярном использовании это относится к типу аналоговой видеоинформации, которая передается или сохраняется в виде трех отдельных сигналов. Либо интерфейсы RGB, либо YPbPr 3 разъема RCA
Композитный , S-Video и компонентный VIVO = 9-контактный Mini-DIN с переходным кабелем.
Цифровой и аналоговый Цифровой визуальный интерфейс (DVI) Разъем DVI
Видео и аудио Аналоговый СКАРТ (Перитель) SCART
Цифровой Мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI), BNC Разъем HDMI
DisplayPort Разъем DisplayPort
HDBaseT Разъем 8P8C
IEEE 1394 "FireWire" Разъемы FireWire или i.LINK

Несколько сигналов

Несколько общих стандартов подключения цифровых данных предназначены для передачи аудио / видео данных вместе с другими данными и питанием:

  • USB был разработан как единый разъем для поддержки всех потребностей, включая любые общие данные, аудио / видео, питание и многое другое; DisplayLink - это наиболее успешный протокол аудио + видео. До версии 3.0 очень низкая скорость передачи данных означала, что большинству аудио / видео требовались альтернативные разъемы.
  • USB-C может напрямую передавать протоколы USB 3.1, DisplayPort, Thunderbolt, HDMI и MHL с питанием, аудио и многие другие протоколы.
  • Thunderbolt является преемником FireWire, универсального высокоскоростного канала передачи данных с четко определенным использованием аудио / видео. Последний Thunderbolt 3 использует USB-C в качестве разъема, хотя не все USB-C совместимы с Thunderbolt.
  • FireWire - это общий канал передачи данных со стандартами аудио / видео, используемыми в видеокамерах (в частности, MiniDV ) и высококачественном студийном аудио- и видеооборудовании.
  • DisplayPort передает цифровое аудио и видео, а также вспомогательную информацию вместе со своим двоюродным братом Mini DisplayPort .
  • 30-контактный разъем для док-станции , док-станция для Apple iPod, iPhone и iPad и его преемника Lightning
  • Apple Display Connector (ADC), ныне несуществующий Apple Display Connector
  • Ethernet с использованием модульных разъемов поддерживает аудио через Ethernet , аудио через IP , IPTV и другие цифровые мультимедийные форматы.

Некоторые стандарты цифрового подключения с самого начала были разработаны для одновременной передачи аудио и видеосигналов:

Многие аналоговые разъемы несут как:

  • Разъемы F , также известные как разъемы RF, были стандартными аналоговыми разъемами аналоговой эпохи в Северной и Южной Америке, использовались в основном с коаксиальным кабелем ( RG-59 и RG-6 ) и были перепрофилированы для общих подключений цифровых данных.
  • SCART был стандартным разъемом аналоговой эпохи в Европе .
  • S-Video был улучшением по сравнению с разъемом F.
  • Соединитель наконечник-кольцо с 4-мя проводниками.

S / PDIF

Электрический коаксиальный кабель (с разъемами RCA ) или оптоволоконный ( TOSLINK ).

Обратите внимание, что нет различий в сигналах, передаваемых через оптические или коаксиальные разъемы S / PDIF - оба несут одинаковую информацию. Выбор одного из них зависит главным образом от наличия соответствующих разъемов на выбранном оборудовании, а также от предпочтений и удобства пользователя. Для соединений длиной более 6 метров или около того или для соединений, требующих плотных изгибов, следует использовать коаксиальный кабель, поскольку сильное затухание светового сигнала кабелей TOSLINK ограничивает его эффективный диапазон.

HDMI

Разъем HDMI типа A

Мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI) - это компактный аудио / видео стандарт для передачи несжатых цифровых данных.

Существует три типа разъемов HDMI. Тип A и тип B были определены спецификацией HDMI 1.0. Тип C был определен спецификацией HDMI 1.3. Тип A электрически совместим с одноканальным DVI-D. Тип B электрически совместим с двухканальным DVI-D, но еще не использовался ни в каких продуктах.

IEEE 1394 "FireWire"

Шестиконтурные и четырехконтурные разъемы Alpha FireWire 400

IEEE 1394 (торговая марка FireWire) - это протокол передачи цифровых данных, обычно используемый для цифровых фотоаппаратов (общий для ленточных видеокамер MiniDV), но также используемый для передачи компьютерных и аудиоданных.

В отличие от соединений точка-точка, перечисленных выше, IEEE 1394 может принимать несколько сигналов по одному и тому же проводу, при этом данные доставляются и отображаются в наборе адресатов. Он также является полностью двунаправленным, с его полной полосой пропускания, используемой в одном или другом направлении, или с разделением направлений до максимума.

DisplayPort

pinout_caption = Внешний разъем (сторона источника) на печатной плате

DisplayPort - это стандарт интерфейса цифрового дисплея (утвержден в мае 2006 г., текущая версия 1.4 опубликована 1 марта 2016 г.). Он определяет новое цифровое аудио / видео соединение без лицензионных отчислений и лицензионных отчислений, предназначенное для использования в первую очередь между компьютером и его монитором или компьютером и системой домашнего кинотеатра.

Видеосигнал несовместим с DVI или HDMI , но разъем DisplayPort может передавать эти сигналы. DisplayPort является конкурентом разъема HDMI, де-факто цифрового соединения для устройств бытовой электроники высокой четкости.

Аудио разъемы

Аудиоразъемы используются для звуковых частот. Они могут быть аналоговыми или цифровыми .

Однопроводные разъемы, часто используемые для аналогового звука, включают:

Телефонный разъем

Основная статья: Разъем для телефона (аудио)
Разъемы для наушников 2,5 мм (3/32 дюйма) моно (TS), 3,5 мм (1/8 дюйма) моно и стерео (TRS) и 6,3 мм (1/4 дюйма) стерео (TRS)

Телефонный разъем (наконечник, кольцо, рукав) также называется аудио разъем, штекер, штекер, стерео штекер, мини-джек, или мини-стерео. Это включает в себя оригинальный разъем 6,35 мм (четверть дюйма) и более свежие разъемы 3,5 мм (миниатюрный или 1/8 дюйма) и 2,5 мм (сверхминиатюрный), как моно, так и стерео версии.

DIN

Пятиконтактный штекер 180 ° DIN

Разъем DIN - это разъем, который изначально был стандартизирован Немецким институтом норм и правил (DIN). Mini-DIN - это разновидность.

BNC

Штекерный разъем BNC 50 Ом

BNC (байонетные Нейллы Concelman) разъем является очень распространенным типом разъема RF используется для прекращения коаксиального кабеля.

TOSLINK

Прозрачный кабель TOSLINK с круглым разъемом

TOSLINK или оптический кабель - это стандартизированная система оптоволоконного соединения.

XLR

Кабельные разъемы XLR3, розетка слева и вилка справа

Штекеры и розетки соединителей XLR используются в основном в профессиональных кабельных системах для аудио- и видеоэлектроники. Разъем XLR также известен как штекеры Cannon по имени их оригинального производителя. Они используются для аналогового или цифрового симметричного звука с симметричной линией.

Цифровые аудиоинтерфейсы и соединения с интерфейсом AES / EBU также обычно используют разъем XLR.

RCA

Разъемы RCA для композитного видео (желтый) и стереозвука (белый и красный)

Разъемы RCA , также известные как фоно соединители или аудио - штекеров , используются для аналогового или цифрового аудио или аналогового видео. Впервые они были использованы в радиофонографах до Второй мировой войны для подключения звукоснимателя проигрывателя к шасси радиоприемника. Они не предназначались для частого отключения и повторного включения, и их удерживающее трение было вполне достаточным для их первоначальной цели. Кроме того, конструкция разъемов кабеля и шасси требовала минимальных затрат. Первоначально предназначенный только для аудиочастотных соединений, разъем RCA также использовался для аналогового композитного видео и некритических радиочастотных приложений.

Видео разъемы

Основная статья: Список видеоразъемов
Разъем VGA

Видеоразъемы передают только видеосигналы . Общие разъемы только для видео включают:

Мини-DIN

4-контактный mini-DIN для S-Video

В Mini-DIN разъемы семейство мульти-контактных электрических разъемов , используемых в различных приложениях. Mini-DIN похож на более крупный старый разъем DIN . Оба являются стандартами Deutsches Institut für Normung, немецкого органа по стандартизации.

D-сверхминиатюрный

Разъемы DA, DB, DC, DD и DE

D-сверхминиатюрный или D-sub - это распространенный тип электрических разъемов, используемых, в частности, в компьютерах. Когда они были впервые представлены, называть их «субминиатюрными» было уместно, но сегодня они являются одними из самых больших распространенных разъемов, используемых в компьютерах. DB25 используется для многодорожечной записи и другого многоканального аудио, аналогового или цифрового ( интерфейс ADAT (DB25)), и был стандартным разъемом для подключения принтера IBM-совместимого ПК до того, как USB и другие подключения стали популярными. Он предлагал 8 одновременных каналов передачи данных на принтер.

Видео в видео выход

Видеокарта с выходами VIVO, DVI и VGA
Кабель-разветвитель VIVO с 6 коннекторами. Слева направо: S-Video In, Component P b out, Component P r out, Component Y out / Composite out, Composite in, S-Video Out

Video In Video Out , обычно обозначаемый аббревиатурой VIVO (обычно произносится как vee-voh), представляет собой порт видеокарты, который позволяет некоторым видеокартам иметь двунаправленную (входную и выходную) передачу видео через Mini-DIN , обычно 9- различные контакты и специальный кабель-разветвитель (который иногда также может передавать звук).

VIVO используется преимущественно на видеокартах ATI высокого класса , хотя некоторые видеокарты NVIDIA также имеют этот порт. VIVO на этих видеокартах обычно поддерживает композитный , S-Video и Component в качестве выходов, а также композитный и S-Video в качестве входов. Многие другие видеокарты поддерживают только компонентные и / или S-Video выходы в дополнение к Video Graphics Array или DVI , обычно с использованием компонентного кабеля для коммутации и кабеля S-Video.

Разъем DVI

Цветовые коды

Аудио

белый RCA / TS аналоговый звук, левый канал;
также моно (RCA / TS), стерео (только TRS)
или неопределенное / другое
черный RCA / TS / TRS
серый RCA / TS / TRS
красный RCA / TS аналоговый звук, правый канал
оранжевый RCA Цифровой звук S / PDIF

Для компьютеров:

зеленый TRS 3,5 мм стерео выход, передние каналы
черный TRS 3,5 мм стерео выход, тыловые каналы
серый TRS 3,5 мм стерео выход, боковые каналы
золото TRS 3,5 мм двойной выход, центральный и сабвуфер
синий TRS 3,5 мм стерео вход, линейный уровень
розовый TRS † 3,5 мм моно микрофонный вход
† Хотя микрофонный вход обычно монофонический, входом по-прежнему является телефонный разъем TRS . Многие моно «компьютерные» микрофоны оснащены разъемами TRS. Наконечник предназначен для микрофона, а кольцо - для питания (для питания микрофона с электретным конденсатором).

Есть исключения из вышеперечисленного:

  • Кабели Hosa используют серый и оранжевый цвета для левого и правого аналоговых каналов.
  • Кабели RadioShack иногда используют серый и черный для левого и правого.
  • Старые звуковые карты имели нестандартные цветовые коды до PC 99 , а до этого цвета вообще не было.

Аудио руководство по проектированию системы ПК

У старых звуковых карт не было общих стандартных цветовых кодов до PC 99 . Руководство по проектированию системы ПК (также известное как спецификация PC 97, PC 98, PC 99 или PC 2001) представляет собой серию требований и рекомендаций по проектированию аппаратного обеспечения для персональных компьютеров, совместимых с IBM PC, составленных Microsoft и Intel Corporation в 1997–2001 годах. . В PC 99 введен цветовой код для различных стандартных типов вилок и разъемов, используемых на ПК.

Ниже приведены цветовые коды аудиоразъемов:

Оранжевый TRS 3,5 мм Выход, сабвуфер
Синий TRS 3,5 мм Вход, линейный уровень
Розовый TRS † 3,5 мм микрофонный вход
Лайм TRS 3.5 мм Выход, передние каналы
Коричневый TRS 3,5 мм Выход, правый левый динамик
Золото TRS 3,5 мм MIDI / игра
† Хотя вход часто является монофоническим, фактическим разъемом обычно является трехжильный телефонный мини-джек TRS. Многие монофонические компьютерные микрофоны имеют трехпроводные разъемы TRS.

видео

желтый RCA / BNC композитное видео
красный RCA / BNC красный или цветность Pr / Cr
зеленый RCA / BNC зеленый или яркость
синий RCA / BNC синий или цветность Pb / Cb
белый BNC горизонтальная синхронизация
черный BNC вертикальная синхронизация

Новые разъемы идентифицируются по форме, а не по цвету.

Место хранения

Для эффективности и простоты в носителе данных используется тот же кодек или соглашение о сигналах. Например, кассеты VHS могут хранить магнитное представление сигнала NTSC, а спецификация для дисков Blu-ray включает PCM, MPEG-2 и DTS. Некоторые воспроизводящие устройства могут перекодировать аудио или видео, так что формат, используемый для хранения, не обязательно должен совпадать с форматом, передаваемым через аудио / видео интерфейс (что полезно, если проектор или монитор не могут обрабатывать новый кодек).

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 06.06.2011 . Проверено 4 июня 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) Демонстрация возможностей нескольких устройств в сети IEEE A / V.
  2. ^ 2,5 мм аудио кабель Заархивированные 26 сентября 2013, в Wayback Machine
  3. ^ «Байонетный разъем Нилла-Консельмана (разъем BNC)» . Техопедия . Проверено 20 мая 20 .
  4. ^ Руководство по проектированию системы PC 99 , Intel Corporation и Microsoft Corporation, 14 июля 1999 г. Глава 3: Основные требования PC 99 (Руководство по проектированию системы PC 99 (самораспаковывающийся .exe) . Требование 3.18.3: Системы используют схему цветового кодирования для разъемы и порты. Дата обращения 05.02.2009.