HDMI是如何工作的

由:特蕾西V.威尔逊

HDTV图像库HDMI不仅仅是电视背面的一个端口,也不仅仅是内置的昂贵电缆。查看更多 高清电视图片 .

如果你购物了高清晰度电视, 一种PlayStation 3.,或者一个hd - dvd或者蓝光玩家,你可能听说过HDMI。它可能看起来只是众多连接中的一个电视或者家庭影院接收者。但HDMI不仅仅是一个港口电视(以及常用的昂贵的电缆)。这是一组允许高清电子设备通信的规则。

在高清晰度电视发展之前,大多数电视都以现在所知的方式显示画面标准定义。这幅画大致是正方形的——它的宽高比是4:3。它的分辨率,或者说屏幕上组成图片的点数,大约是704x480像素。图片是交错- 每个运动图像真的是一张照片,但这些图片很快就改变了人类的大脑并没有真正注意到。最后,旧电视依靠模拟信号作为不断变化的电流行驶。

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另一方面,高清电视是数字的。他们使用Zeros形式的信息。该信息通过电缆作为不同的电脉冲。HDTV具有16:9的纵横比,因此图像是矩形的。它们还具有更高的分辨率 - 当前的HDTV标准允许最多可分辨率为1920 x 1080像素。HDTV信号也可以是进步,意思是运动图像的每帧是整个图片而不是一半。

NTSC(标准定义)的纵横比是4:3。高清电视的宽高比为16:9。
NTSC(标准定义)的纵横比是4:3。高清电视的宽高比为16:9。
工作原理

因此,与标准电视相比,HDTV具有更广泛的屏幕,更多像素和更快的刷新率。通常,HDTV可以显示比旧套更多的颜色。这意味着HDTV需要更多的数据,并且需要比标准定义电视更快的数据。如果HDTV可以数字地接收此信息,则它还不必花费时间或处理电源从模拟格式转换信号。

这就引出了HDMI。HDMI标准是由一群电子制造商创建的,它是一套在数字设备之间创建高带宽连接的指南。通过正确的设置,HDMI可以在家庭影院系统中发挥重要作用。当前的标准可以传输1080p高清晰度信号,并且支持8个未压缩音频通道,足够7.1环绕声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观看电影。

但这里有个陷阱。为了充分利用HDMI提供的所有功能,家庭影院的所有组件都必须与HDMI兼容。HDMI吹捧的一些功能在消费者市场上还不存在。此外,HDMI线的长度是有限制的,一些用户抱怨这个限制太短,无法支持方便的设置。

在本文中,我们将正常看出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,真正呈现出早期标准 - 只有几年 - 完全过时。

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HDMI信号

HDMI编码,携带和解码数字信号到高清显示,如HDTV。
HDMI编码,携带和解码数字信号到高清显示,如HDTV。

关于HDMI的常见误解之一是数字信号通常优于模拟信号。在一些人的思想中,缺乏模数转换意味着当它到达时信号处于纯粹的未损坏状态高清晰度电视集。很容易想象一个高清晰的数字信号直接从hd - dvd将播放器连接到HDTV。但通过HDTV传输信号确实需要一个编码步骤。

HDMI使用过渡最小化差分信号(TMDS)将信息从一个地方移动到另一个地方。TMDS是一种方式编码当信号沿电缆长度向下传播时,保护其不降级的信号。下面是发生的情况:

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  • 发送设备,如hd - dvd玩家,编码信号以减少1(打开)和0(关闭)之间的转换次数。可以把每个转换看作是一个急剧的下降——随着信号的传播,这种下降可能开始消失,降低信号的质量。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携带信号,另一根则携带信号信号的副本。
  • 接收设备,例如高清晰度电视,解码信号。它测量的是微分,或者是信号与其逆之间的差。它利用这些信息来补偿沿途的任何信号损失。

HDMI还有能力保护盗版数据。它用高带宽数字复制保护(HDCP)来完成这一任务。HDCP是一个身份验证协议.基本上,每个家庭影院设备都有其存储的识别数据和加密数据扩展显示标识数据(EDID)芯片。源设备,如a蓝光播放器,检查认证密钥接收设备(例如HDTV)。如果两个键检查过,则发送设备将继续下一步。它生成一个新密钥并与接收设备共享它。换句话说,它创造了一个共享的秘密. 理想情况下,整个过程称为握手,几乎是瞬间发生的。

源设备使用它生成的键对其信息进行编码。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尝试拦截数据,则源设备停止发送。它还确保键没有改变,并且系统仍然每隔几分钟仍然安全。所有HDMI兼容设备都需要支持HDCP,但制造和分发高清内容的公司不需要启用它。在美国,联邦通信委员会(FCC)要求这种内容保护能力。

接下来,我们将看看HDMI连接器和电缆,并探索它们如何运载高清信号。

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HDMI连接

通过一个简单的适配器,您就可以
通过一个简单的适配器,您就可以
照片礼貌

有很多方法可以用来连接家庭影院成分。例如:

  • 分量视频携带模拟视频信号分为两个通道的颜色和第三个通道。组件视频电缆使用RCA连接器。
  • 超级视频使用一根电缆和一个四针连接器传输模拟信号。
  • DVI,或数字视觉界面,是一种29针连接,通常用于计算机显示器。与复合视频和s视频不同,它携带数字信号。

许多HDTV早期采用者依赖DVI,因为它在HDMI之前击中了市场。由于DVI和HDMI都使用TMDS协议,因此它们兼容。所有您需要将HDMI电缆连接到DVI端口是无源适配器。

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DVI和HDMI接口还有其他一些相似之处。两者都使用一个引脚网格将信号从电缆传输到设备。DVI有29针连接器,而HDMI有A型连接器有19个插脚。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,这会对设备的电路造成不必要的压力。还有一种小型版的HDMI连接器,可用于小型设备,如数码摄像机还有一个29针B型连接器,尽管大多数消费设备使用A型。

从HDMI连接器的引脚,信号通过双绞线铜缆。三个音频和视频通道分别通过两个管脚,总共六个管脚。TMDS时钟允许设备同步输入数据,通过一对引脚传输。这四对中的每一对都有一个--另一种保护它免受邻居干扰的电线。TMDS通道、时钟和屏蔽层构成HDMI电缆内大部分电缆对。

其他通过HDMI电缆传输的信号只需要一个引脚。一个这样的渠道是消费电子渠道(CEC)。如果您的设备支持它,此频道允许它们彼此发送指令。例如,一个hd - dvd播放器可以自动打开家庭影院的接收器和高清晰度电视当它开始播放磁盘时。的热插拔检测当你插入或拔出设备时,它会感应到,如果有必要,它会重新初始化HDMI连接。的一根大头针显示数据通道(DDC)携带设备信息和上一节讨论的HDCP加密信息。其他通道携带加密数据和电力以在设备之间的电力通信。

电缆本身分为两类。第一类电缆的速度为74.25 MHz。第二类电缆的速度为340 MHz。大多数消费类电缆是速度更快的第二类电缆。

除了连接器和电缆外,HDMI标准还适用于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重大变化,我们将在下一节进行比较。

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HDMI标准和修订版

2003年,第一批带有HDMI连接的消费品上市。从那时起,HDMI标准发生了几次变化。在大多数情况下,这些标准增加了对特定类型的内容或应用程序的支持。例如,第一个版本,HDMI 1.1,增加了对DVD音频。

最近的主要修订——从1.2版跳到1.3版——引起了很多关注。新特性包括大幅增加带宽、支持16位颜色和支持xvYCC颜色标准,xvYCC颜色标准支持其他颜色。一个新的对口型功能也减少了在播放过程中声音和视频的不同步,使得原本完美的录音看起来很糟糕。一些报道甚至声称任何没有HDMI 1.3的设备都是过时的。

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在某种程度上,这与令人印象深刻一样令人困惑。HDMI的一些新能力尚未存在于消费者市场中。例如,带宽增加 - 从4.9 Gbps到10.2 Gbps - 可以支持120 Hz的刷新率,或每秒120帧。这是当前最大刷新率的两倍高清晰度电视HDMI 1.3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不会超出16位颜色。批评者还声称,深色允许HDTV屏幕显示大多数人甚至无法察觉的颜色。另外,唇部同步和单触控制能力可以方便,而不是全部家庭影院设备支持他们。

幸运的是,没有1.3功能并不意味着你的高清电视就没用了。HDMI 1.3向后兼容的使用以前的版本。这就像彩电首次亮相时。人们可以在黑白套装上观看彩电信号 - 电视仍然工作,但图片仍然是黑色和白色。如果您的HDTV具有HDMI 1.2,但您的新组件具有HDMI 1.3功能,您的电视仍然可以工作,但没有扩大的1.3个能力。由于以前标准的带宽分配通常足以用于大多数高清应用程序,因此您的照片仍然具有非常好的质量。

关于HDMI的另一个共同担忧是电缆长度。虽然HDMI标准需要最小可操作长度的32英尺(10米),但有些用户在实践中报告明显更短的可操作长度。当传输1080p信号时,这尤其如此 - 对带宽的增加的需求加速了信号的恶化。幸运的是,可以在将其旅程的下一条腿上发送之前,有可以解码,重新设置和重新编码信号的放大器和扩展器。

对于关注HDMI潜在限制的人来说,地平线可能还有另一种解决方案。DisplayPort.是一种新的高清标准,可以涵盖内部设备内的连接,如笔记本电脑内,以及从媒体播放器之间的设备之间的设备。但是,DisplayPort没有打击市场,所以它的质量是否超过了HDTV的质量。

你可以在下一页找到更多关于家庭影院、HDMI和相关主题的信息。

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HDMI常见问题

什么是使用HDMI端口?
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?它有什么功能?
HDMI代表高清多媒体界面。它用于通过单个电缆发送HD信号。HDMI可用于通过电缆传输音频和视频。
HDMI适配器做什么?
如果你的电视没有HDMI接口,适配器可以给你一个HDMI连接。然而,几乎所有的现代LED电视都有HDMI接口。
HDMI是1.0还是2.0更好?
HDMI 2.0于2013年面世,其设计可以处理比HDMI 1.0更多的带宽。然而,两者都能够提供4K分辨率的视频。HDMI 2.0的传输速率高于HDMI 1.0,后者只能提供10.2 Gbps的传输速率。
HDMI有哪些好处?
使用HDMI的最大好处之一是,它可以通过一根电缆传输高带宽的数据,这使得建立家庭影院系统更加容易。

更多的信息

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更多的联系方式

来源

  • 德波,克林特。“Audioholics HDMI 3.1问答”,5/22/2007。http://www.audioholics.com/education/display-formats-technology/audioholics-hdmi-1-3-q-a
  • HDMI 1.3和电缆第1部分:它都在比特率中〉,《音响学》,2007年8月28日。(2007年9月28日)http://www.audioholics.com/education/cables/hdmi-1-3-cables-bitrate
  • 唐纳,克林特。“HDMI接口:初学者指南。”AudioHOLES。5/30/2007。(9/28/2007)http://www.audioholics.com/education/display-formats-technology/hdmi-interface-a-beginers-guide
  • 德克,库尔特。“HDMI有什么关系?”AudioHOLES。5/18/2007。(9/28/2007)http://www.audioholics.com/education/cables/whats-the-matter-with-hdmi
  • 数字内容保护有限责任公司,《高带宽数字内容保护系统》,2006年12月21日。(2007年9月28日)http://www.digital-cp.com/home/HDCP_Specification%20Rev1_3.pdf
  • HDMI创始人http://www.hdmi.org/(9/28/2007)
  • HDMI创始人。HDMI CE安装培训。(9/28/2007)http://www.hdmi.com/learningcenter/installer_training.aspx#
  • HDMI创始人。HDMI常见问题。http://www.hdmi.com/learningcenter/faq.aspx(9/28/2007)
  • o'donnell,鲍勃。“HDMI:数字显示链接。”白皮书。12/2006。
  • 保罗,比尔。“CEA MULLS SPEC用于1080p的组件视频。”CEPRO。8/13/2007。(9/28/2007)http://www.cypro.com/article/cea_mulls_spec_for_1080p_over_component_video/
  • Ramsay,Randolph和Ty Pendlebury。“为什么HDMI?在数字化之前你需要知道什么。CNET。5/28/2007。(9/28/2007)http://www.cnet.com.au/tvs/accessories/0,239035326,240004563,00.htm.
  • zyb,乔希。高清常见问题:HDMI 3.1真的有必要吗?高清8/10/2007消化。(9/28/2007) http://www.highdefdigest.com/news/show/Joshua_Zyber/High-Def_FAQ/High-Def_FAQ: _Is_HDMI_1.3_Really_Necessary / 853

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