HDMI的工作原理



高清电视图片库 HDMI不仅仅是电视背面的端口,以及通常昂贵的电缆。 查看更多 高清电视图片.如果您购买了 高清晰度电视一个 游戏机 3,或 高清-影碟 或 蓝光 玩家,你可能听说过 HDMI。 它似乎只是众多连接之一 电视 或 家庭影院 接收机。但HDMI不仅仅是背面的一个端口 电视 (以及通常适合内部的昂贵电缆)。这是一套允许高清电子设备进行通信的规则。
在高清电视发展之前,大多数电视都以现在称为 标准定义。 图片大致是正方形的——它的 纵横比 是4:3。它的分辨率或构成屏幕上图片的点数约为 704 x 480 像素。图片是 交错 --运动图像的每一部分实际上是半幅图片,但是图片变化得足够快,以至于人类大脑并没有真正注意到。最后,旧电视依赖于 模拟 信号,以不断变化的电流形式传播。
另一方面,高清电视是 数字。 他们使用一和零形式的信息。这些信息以不同的电脉冲的形式通过电缆传播。高清电视的纵横比为 16:9,因此图片是矩形的。它们还具有更高的分辨率 - 当前的HDTV标准允许高达1920 x 1080像素的分辨率。高清电视信号也可以 进步,这意味着运动图像的每一帧都是一幅完整的画面,而不是一帧的一半。

NTSC(标准清晰度)的纵横比为 4:3。高清电视具有 16:9 的更宽高比。
如何工作
因此,与标准电视相比,高清电视具有更宽的屏幕、更多的像素和更快的刷新率。通常,高清电视可以显示比旧电视更多的颜色。这意味着高清电视需要更多的数据,并且比标准清晰度电视需要它的速度快得多。如果HDTV能够以数字方式接收此信息,它也不必花费时间或处理能力将信号从模拟格式转换。
这就引出了HDMI。HDMI标准由一组电子制造商创建,是一组用于在数字设备之间创建高带宽连接的准则。通过正确的设置,HDMI可以在家庭影院系统中产生重大影响。目前的标准可以承载1080p高清信号,它支持八个通道的未压缩音频,足够7.1 环绕声 系统。HDMI可以减少连接组件所需的电缆数量,甚至可以减少 遥控器 需要看电影。
但有一个问题。为了利用HDMI提供的所有功能,家庭影院的所有组件都必须与它们兼容。HDMI吹捧的一些功能在消费市场上也不存在。此外,HDMI电缆的长度有限制,一些用户抱怨限制太短,无法支持方便的设置。
在本文中,我们将确切地了解HDMI电缆内部发生的情况,该标准的功能及其缺陷。我们还将研究最新的标准HDMI 1.3是否真的使早期的标准 - 已经推出几年 - 完全过时。
HDMI创始人
[资料来源: 高清]
日立
松下电器(松下)
皇家飞利浦电子
硅图像
索尼公司
汤姆森和东芝公司
HDMI信号

HDMI将数字信号编码、传输和解码到高清显示器,如高清电视。
照片由 HOWSTUFFWORKS SHOPPER关于HDMI的常见误解之一是数字信号天生优于模拟信号。在一些人的心目中,缺乏 模数转数字 转换意味着信号在到达 高清晰度电视 设置。很容易想象一个高清数字信号直接从 高清-影碟 播放器到高清电视。但是通过HDTV传输信号确实需要一个编码步骤。
HDMI用途 转换最小化差分信号 (TMDS) 将信息从一个位置移动到另一个位置。TMDS是一种方式 编码 保护它在沿着电缆长度传播时不会退化的信号。以下是发生的情况:
发送设备,例如 高清-影碟 播放器,对信号进行编码以减少 1(开)和零(关)之间的转换次数。把每次转换想象成一个急剧的下降——随着信号的传播,这种下降会开始磨损,使信号变低。编码步骤通过减少信号降级的机会来帮助保护信号质量。
双绞线中的一根电缆本身传输信号。另一个带有一个 逆 信号的副本。
接收设备,例如 高清晰度电视,解码信号。它测量差分,或信号与其逆信号之间的差异。它使用这些信息来补偿沿途的任何信号损失。
HDMI还具有保护数据免受盗版的能力。它使用 高带宽数字复制保护 (HDCP) 以实现这一目标。HDCP是一个 身份验证协议.基本上,每个家庭影院设备都有存储在其上的识别数据和加密数据 扩展显示标识数据 (EDID) 芯片。源设备,例如 蓝光播放器,检查 身份验证密钥 的接收设备,例如高清电视。如果两个键都签出,则发送设备将继续执行下一步。它会生成一个新密钥并与接收设备共享。换句话说,它创建了一个 共享密钥.理想情况下,整个过程称为 握手,几乎是瞬间发生的。
源设备使用生成的密钥对其信息进行编码。接收设备使用相同的信息对其进行解码。如果未经授权的设备试图拦截数据,源设备将停止传输。它还确保密钥没有更改,并且每隔几分钟系统仍然安全。所有与HDMI兼容的设备都需要支持HDCP,但制造和分发高清内容的公司不需要启用它。在美国,这种内容保护功能由联邦通信委员会 (FCC) 强制要求。
接下来,我们将了解HDMI连接器和电缆,并探索它们如何传输高清信号。
HDMI 握手问题
人们在使用HDMI时遇到的一个常见问题是握手失败。有时,这是因为 HDTV 是基于 DVI 的较旧的型号,不支持 HDCP。但在其他情况下,有一个简单的解决方法 - 拔下组件并重新启动系统。这可能会重置身份验证周期并恢复连接。
HDMI 连接

使用简单的适配器,您可以
照片由您可以使用多种方法进行连接 家庭影院 组件。例如:
组件视频 传输模拟视频信号,分为两个用于彩色的通道和第三个用于亮度的通道。分量视频电缆使用 RCA 连接器。
S-视频 使用一根电缆和一个四针连接器传输模拟信号。
DVI, 或数字可视接口,是常与计算机显示器一起使用的29针连接。与复合视频和s-video不同,它承载数字信号。
许多HDTV早期采用者依赖DVI,因为它在HDMI之前就进入了市场。由于DVI和HDMI都使用TMDS协议,因此它们是兼容的。将HDMI电缆连接到DVI端口所需的只是一个无源适配器。
DVI和HDMI连接器还有其他一些相似之处。两者都使用引脚网格将信号从电缆传输到设备。虽然DVI有一个29针连接器,但HDMI的 A型 连接器有 19 个引脚。DVI 连接器还使用一对内置螺钉将其固定到设备上。HDMI插头没有这种额外的支持,一些用户表示担心这会给设备的电路带来不必要的压力。还有一个微型版本的HDMI连接器,用于较小的设备,如 数码摄像机 以及 29 针 B型 连接器,尽管大多数消费类设备使用 A 型。
信号从HDMI连接器的引脚通过 双绞线 铜缆。三个音频和视频通道分别通过两个引脚,总共六个引脚。TMDS时钟允许器件同步输入的数据,通过一对引脚。这四个总对中的每一个都有一个 盾 - 另一根保护它免受邻居干扰的电线。TMDS信道、时钟和屏蔽构成了HDMI电缆内的大部分电缆对。

通过HDMI电缆传输的其他信号只需要一个引脚。一个这样的渠道是 消费电子渠道 (CEC)。 如果您的设备支持,则此通道允许它们相互发送指令。例如,一个 高清-影碟 播放器可以自动打开家庭影院接收器和 高清晰度电视 当它开始播放磁盘时。这 热插拔检测 通道使用一个引脚,在您插入或拔出设备时进行感应,并在必要时重新初始化 HDMI 链路。单针 显示数据通道 (DDC) 携带上一节中讨论的设备信息和 HDCP 加密信息。其他通道携带加密数据和电力,为设备之间的通信供电。
电缆本身分为两类。类别 1 的速度为 74.25 MHz,类别 2 的速度为 340 MHz。大多数消费类电缆都是较快的 2 类电缆。
除了连接器和电缆外,HDMI标准还适用于 电视 设备可以将声音与视频同步并显示颜色。这些功能在对标准的几次修订中发生了重大变化,我们将在下一节中进行比较。
高清认证
为了携带HDMI徽标,设备和电缆必须通过合规性测试。被称为HDMI采用者的制造商必须在开始批量生产之前提交其产品样品进行测试。
HDMI 标准和修订
首批具有HDMI连接的消费产品于2003年上市。从那时起,HDMI标准发生了一些变化。在大多数情况下,这些标准增加了对特定类型内容或应用程序的支持。例如,第一个修订版HDMI 1.1增加了对以下方面的支持 影碟 音频。
最近的重大修订版 - 从1.2版本跳到1.3版 - 引起了很多关注。新功能包括带宽的大幅增加,对16位颜色的支持以及对xvYCC颜色标准的支持,该标准支持其他颜色。新的口型同步功能还减少了声音和视频在播放过程中不同步的情况,使原本完美无瑕的录音看起来很糟糕。一些报道甚至声称任何没有HDMI 1.3的设备都已经过时了。
在某些方面,这既令人困惑又令人印象深刻。HDMI的一些新功能在消费市场中尚不存在。例如,增加的带宽 - 从4.9 Gbps到10.2 Gbps - 可以支持120 Hz或每秒120帧的刷新率。这是当前最大刷新率的两倍 高清晰度电视 标准。HDMI 1.3 可以支持 30、36 和 48 位颜色选项,称为 深色,但许多媒体播放器和录制的视频材料不超过 16 位颜色。评论家还声称,深色允许高清电视屏幕显示大多数人甚至无法感知的颜色。此外,虽然口型同步和一键式控制功能可以很方便,但并非全部 家庭影院 设备支持它们。
幸运的是,缺乏 1.3 功能并不意味着您的 HDTV 毫无用处。HDMI 1.3 是 向后兼容 使用以前的版本。就像彩电出道的时候一样。人们可以在黑白电视机上观看彩色电视信号——电视仍然可以工作,但画面仍然是黑白的。如果您的 HDTV 具有 HDMI 1.2,但您的新组件具有 HDMI 1.3 功能,则您的电视仍然可以工作,但没有扩展的 1.3 功能。由于以前标准的带宽分配通常足以满足大多数高清应用程序的需求,因此您的图片仍应具有相当不错的质量。
关于HDMI的另一个常见问题是电缆长度。尽管HDMI标准要求最小可操作长度为32英尺(10米),但一些用户报告在实践中可操作长度明显缩短。在传输1080p信号时尤其如此 - 对带宽需求的增加加速了信号的劣化。幸运的是,有一些放大器和扩展器可以解码、重新设置和重新编码信号,然后再将其发送到下一站。
对于那些担心HDMI潜在局限性的人来说,可能还有另一种解决方案即将出现。 显示端口 是一种新的高清标准,将涵盖设备内部的连接(如笔记本电脑内)和设备之间的连接(如从媒体播放器到 HDTV)。不过,DisplayPort尚未进入市场,因此其质量是否会超过HDTV仍有待确定。
您可以在下一页找到有关家庭影院,HDMI和相关主题的更多信息。
1080p:仅适用于 HDMI?
围绕HDTV的一个大问题是1080p分辨率是否需要HDMI。答案是也许。许多设备需要 HDMI 才能进行 1080p 输出。但是,其他人可以通过分量视频电缆发送1080p信号。
HDMI 常见问题解答
HDMI 端口有什么用?
HDMI端口用于接收和传输来自各种来源的音频和视频信号。
HDMI代表什么,它有什么作用?
HDMI 代表 高清多媒体接口。它用于通过单根电缆发送高清信号。HDMI可用于通过电缆传输音频和视频。
HDMI 适配器有什么作用?
如果您的电视没有 HDMI 端口,适配器将为您提供 HDMI 连接。但是,几乎所有现代LED电视都带有HDMI端口。
HDMI 1.0 好还是 2.0 好?
HDMI 2.0于2013年突然出现,其设计使其可以处理比HDMI 1.0更多的带宽。但是,两者都能够以4K分辨率提供视频。与HDMI 1.0相比,HDMI 2.0具有更高的18Gbps传输速率,HDMI 1.0只能提供10.2 Gbps的传输速率。
HDMI有什么好处?
使用HDMI的最大好处之一是它可以通过单根电缆传输高带宽的数据,这使得设置家庭影院系统变得更加容易。
责任编辑:David
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