HDMI如何工作

经过:特雷西·威尔逊(Tracy V. Wilson)

HDTV图像库HDMI不仅仅是电视背面的端口,也是适合内部的昂贵电缆。查看更多 HDTV图片

如果您购物了HDTV, APlayStation 3,或一个HD-DVD或者蓝光玩家,您可能听说过HDMI。这似乎只是许多连接之一电视或者家庭电影院接收者。但是HDMI不仅仅是一个端口电视(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。

在开发高清电视之前,大多数电视都显示了现在被称为的图片标准定义。图片大约是正方形的 - 它纵横比是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- 动态图像的每一部分实际上是一半的图片,但是图片发生了足够快的变化,以至于人脑并没有真正注意到。最后,较旧的电视依靠类似物信号,作为不断变化的电流传播。

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另一方面,HDTV是数字的。他们使用以零和零形式的信息。该信息将电缆作为不同的电脉冲传播。HDTV的纵横比为16:9,因此图片是矩形。它们还具有更高的分辨率 - 当前的HDTV标准允许最高为1920 x 1080像素的分辨率。HDTV信号也可以是进步,这意味着移动图像的每个帧都是整个图像,而不是一半的图像。

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NTSC(标准定义)的纵横比为4:3。HDTV的纵横比为16:9。
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因此,与标准电视相比,HDTV具有更宽的屏幕,更多的像素和更快的刷新率。通常,HDTV比较旧的集合可以显示更多的颜色。这意味着HDTV需要更多的数据,并且比标准定义电视更快。如果HDTV可以以数字方式接收此信息,则它也不必花费时间或处理从模拟格式转换信号的功率。

这使我们进入了HDMI。HDMI标准是由一组电子制造商创建的,是一组指南,用于在数字设备之间建立高带宽连接。有了正确的设置,HDMI可以在家庭剧院系统中产生重大影响。当前标准可以携带1080p高清信号,并且支持八个未压缩音频的频道,足以满足7.1环绕声系统。HDMI可以减少连接组件所需的电缆数量,甚至可以减少数量遥控器需要看电影。

但是有一个陷阱。为了利用HDMI所提供的一切,家庭影院的所有组件都必须与它们兼容。HDMI吹捧者中的某些功能在消费市场中也不存在。此外,HDMI电缆可以使用多长时间,有些用户抱怨限制太短而无法支持方便的设置。

在本文中,我们将确切查看HDMI电缆内部发生的事情,标准的功能及其陷阱。我们还将检查最新的标准HDMI 1.3是否真的使早期的标准(仅几年已经出现)完全过时了。

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HDMI信号

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HDMI编码,运载和解码数字信号像HDTV一样高清显示。

关于HDMI的常见误解之一是,数字信号天生优于模拟信号。在某些人的脑海中,缺乏类似于数字转换意味着信号到达时处于纯净,未损坏的状态HDTV放。很容易想象一个高清,数字信号直接从一个HD-DVD播放器到HDTV。但是通过HDTV传输信号确实需要编码步骤。

HDMI使用过渡最小化差异信号(TMD)将信息从一个地方转移到另一个地方。TMD是一种方式编码当它向下行驶的电缆长度时,可以保护其免受降解的信号。这就是发生的事情:

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  • 发送设备,例如HD-DVD播放器,编码信号以减少一个(on)和零(OFF)之间的过渡次数。将每个过渡视为急剧下降 - 当信号传播时,此下降可能会开始磨损,从而降低信号。编码步骤通过减少信号降解的机会的数量来帮助保护信号质量。
  • 扭曲对中的一根电缆携带信号本身。另一个带有信号的副本。
  • 接收设备,例如HDTV,解码信号。它测量了信号及其反向之间的差异或差异。它使用此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。它用高带宽数字副本保护(HDCP)实现这一目标。HDCP是一个身份验证协议。基本上,每个家庭室设备都有识别数据和加密数据存储在其上扩展显示标识数据(EDID)芯片。源设备,例如蓝光播放器,检查身份验证密钥接收设备,例如HDTV。如果两个键都要签出,则发送设备将移至下一步。它生成一个新键并与接收设备共享。换句话说,它创造了一个共同的秘密。理想情况下,整个过程,称为握手,几乎立即发生。

源设备使用其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,则源设备将停止传输。它还确保密钥没有更改,并且系统仍然每隔几分钟安全。所有与HDMI兼容的设备都需要支持HDCP,但是制造和分发高清内容的公司不需要启用它。在美国,这种内容保护能力由联邦通信委员会(FCC)规定。

接下来,我们将查看HDMI连接器和电缆,并探索它们如何携带高清信号。

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HDMI连接

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使用一个简单的适配器,您可以
照片礼貌

您可以使用很多方法来连接家庭电影院成分。例如:

  • 组件视频将模拟视频信号分为两个通道,以供颜色,三分之一的亮度。组件视频电缆使用RCA连接器。
  • S-VIDEO使用一根电缆和四针连接器传输模拟信号。
  • DVI,或数字视觉界面,是与计算机监视器常用的29针连接。与复合视频和S-Video不同,它带有数字信号。

许多HDTV的早期采用者依靠DVI,因为它在HDMI之前投放市场。由于DVI和HDMI都使用TMDS协议,因此它们兼容。将HDMI电缆连接到DVI端口所需的只是一个被动适配器。

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DVI和HDMI连接器还有其他一些相似之处。两者都使用销钉网格将信号从电缆传输到设备。虽然DVI具有29针连接器,但HDMI的连接器类型A。连接器有19针。DVI连接器还使用一对内置螺钉将其固定在设备上。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,可在较小的设备上使用数码摄像头以及29针类型b连接器,尽管大多数消费设备都使用类型A。

从HDMI连接器的销钉中,信号通过扭曲铜线。三个音频和视频频道各遍两个引脚,总共六个引脚。TMDS时钟允许设备同步传入数据,可以通过一对引脚传播。这四个对都有一个- 另一条钢丝,可保护其免受邻居的干扰。TMDS通道,时钟和盾牌构成了HDMI电缆内部的大部分电缆对。

穿过HDMI电缆的其他信号仅需要一个引脚。一个这样的渠道是消费电子渠道(CEC)。如果您的设备支持它,则此频道允许他们将指令互相发送。例如,一个HD-DVD玩家可以自动打开家庭剧院接收器和HDTV当它开始播放磁盘时。这热塞检测使用一个引脚的通道会在插入或拔下设备时会感知,如有必要,请重新定位HDMI链接。一针显示数据频道(DDC)随身携带设备信息以及上一节中讨论的HDCP加密信息。其他渠道携带加密数据和电力,以在设备之间进行电力通信。

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。大多数消费电缆是2类品种的速度。

除了连接器和电缆外,HDMI标准还适用于如何电视集合可以将声音与视频和显示颜色同步。这些功能在标准的几次修订中发生了很大变化,我们将在下一节中进行比较。

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HDMI标准和修订

HDMI Connections的首批消费产品于2003年上市。从那时起,HDMI标准已经发生了一些更改。在大多数情况下,这些标准为特定类型的内容或应用程序提供了支持。例如,第一个修订版HDMI 1.1增加了对DVD声音的。

最新的主要修订版 - 从1.2版提升到1.3,引起了很多关注。新功能包括带宽大量增加,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。一项新的唇部同步功能还降低了声音和视频在播放过程中的同步,使原本完美无缺的录音看起来不错。一些报道甚至声称,任何没有HDMI 1.3的设备都过时了。

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在某些方面,这与令人印象深刻一样令人困惑。HDMI的一些新能力在消费市场中还不存在。例如,增加的带宽(从4.9 Gbps到10.2 Gbps)可以支持120 Hz的刷新率或每秒120帧。这是当前的最大刷新率的两倍HDTV标准。HDMI 1.3可以支持30、36和48位颜色选项称为深色,但是许多媒体播放器和录制的视频材料并没有超出16位颜色。批评家还声称,深色允许HDTV屏幕显示大多数人甚至无法理解的颜色。此外,虽然嘴唇同步和一键控制能力可以方便,但并非全部家庭电影院设备支持它们。

幸运的是,缺乏1.3的功能并不意味着您的HDTV是没有用的。HDMI 1.3是向后兼容与以前的版本。就像彩色电视首次亮相时一样。人们可以在黑白套装上观看彩色电视信号 - 电视仍然有效,但图片仍然是黑白的。如果您的HDTV具有HDMI 1.2,但是您的新组件具有HDMI 1.3功能,则您的电视仍然可以正常工作,但是没有扩展的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,因此您的图片仍应具有相当不错的质量。

HDMI的另一个普遍关注点是电缆长度。尽管HDMI标准的最低可操作长度为32英尺(10米),但一些用户在实践中报告的可操作长度明显较短。当传输1080p信号时,尤其如此 - 对带宽的需求加快了信号的恶化。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步的旅程中。

对于关心HDMI潜在局限性的人,可能会有另一种解决方案。DisplayPort是一种新的高清标准,它将涵盖设备内部的连接,例如笔记本电脑内部以及设备之间的连接,例如从媒体播放器到HDTV。不过,DisplayPort尚未投放市场,因此其质量是否会超过HDTV的质量。

您可以在下一页上找到有关家庭影院,HDMI和相关主题的更多信息。

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HDMI常见问题解答

HDMI端口是用什么?
HDMI端口用于接收和传输各种来源的音频和视频信号。
HDMI代表什么,它做什么?
HDMI代表高清多媒体接口。它用于通过单个电缆发送高清信号。HDMI可用于通过电缆传输音频和视频。
HDMI适配器可以做什么?
如果您的电视不带HDMI端口,则适配器为您提供HDMI连接。但是,几乎所有现代LED电视都带有HDMI端口。
HDMI 1.0还是2.0更好?
HDMI 2.0在2013年爆发到现场,并经过设计,因此它可以处理比HDMI 1.0更多的带宽。但是,两者都能以4K分辨率交付视频。与HDMI 1.0相比,HDMI 2.0的传输速率更高,为18Gbps,只能提供10.2 Gbps的传输速率。
HDMI有什么好处?
使用HDMI的最佳好处之一是,它可以通过单个电缆传输高带宽的数据,从而使建立家庭影院系统变得更加容易。

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来源

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