Кабель HDMI-VGA. Схема
Особенность данного конвертирования заключается в том, что по отношению к видео нужно осуществить обратное преобразование (в аналог), а аудиосигнал выделить в отдельный тракт. В статье приведена схема конвертера (переходника) HDMI-VGA и принцип работы этой схемы. Чтобы было понятней о чём идет речь, стоит сразу оговориться, что переходник HDMI-VGA состоит не из одних проводов. Кабель HDMI-VGA представляет собой схему на микросборке, которую не удастся «по-быстроляну» спаять на коленке. Преобразователь HDMI в VGA также «несложен», как и адаптер VGA-HDMI.
Функциональная схема переходника HDMI-VGA с выделением аудио сигнала представлена ниже (предполагается, что ресивер HDMI содержит внутренний EDID):
Как это работает
Конвертер HDMI-VGA ещё до получения желаемого сигнала 640×480p (или любого другого совместно поддерживаемого стандарта) должен в первую очередь обеспечить надлежащий контент EDID (данные идентификации дисплея) источнику HDMI.
Ресивер HDMI обычно хранит этот контент внутри, плюс следит за каналом plug-n-play (сигнализирующим, что дисплей подключён), а также получает, декодирует и интерпретирует поступающие потоки видео и аудио.
Поскольку поток HDMI объединяет в себе аудио, видео и данные, то HDMI-ресивер должен также позволить считывание вспомогательной информации, такой как цветовое пространство, видео стандарты и режимы аудио.
Большинство приёмников HDMI адаптируется к принимаемому потоку, автоматически преобразовывая любое цветовое пространство (YCbCr 4:4:4, YCbCr 4:2:2, RGB 4:4:4) в пространство RGB 4:4:4, как того требует видео ЦАП. Автоматическое преобразование цветового пространства (CSC) гарантирует, что на серверное устройство направляется правильное цветовое пространство.
Как только входящий поток HDMI обработан и декодирован в желаемый стандарт, он выдаётся через пиксельную шину на видео ЦАП и аудио кодеки. Обычно видео ЦАП имеет пиксельную шину RGB и входы тактовых импульсов без сигналов синхронизации. Сигналы HSYNC и VSYNC могут быть выведены через буфер на выход VGA и в итоге на монитор или другой дисплей.
Аудио поток HDMI может содержать различные стандарты, такие как L-PCM, DSD, DST, DTS, высокоскоростное аудио, AC3 и другие, сжатые или несжатые, битовые потоки. Большинство приёмников HDMI не видят проблемы в извлечении аудио любого стандарта, но возможна и дополнительная обработка.
В зависимости от серверного устройства предпочтительным может оказаться использование простого стандарта вместо сложного, что позволит легко преобразовать поток в аналоговый выход для звуковых колонок. Спецификация HDMI гарантирует, что все устройства поддерживают, по крайней мере, 32 кГц, 44.1 кГц, и LPCM 48 кГц.
Таким образом, важно сформировать такие EDID, которые соответствуют и аудио возможностям преобразователя HDMI2VGA, извлекающего аудио, и исходным возможностям дисплея VGA. Это может быть сделано с помощью простого алгоритма, который извлекает контент EDID из VGA дисплея по каналу обмена данных с монитором (DDC).
Считываемые данные должны быть обработаны и проверены с тем, чтобы убедиться, что монитор не разрешает более высокочастотные режимы, нежели чем те, что поддерживаются HDMI Rx или видео ЦАП (приведены в нижеследующей таблице).
Список EDID может быть расширен дополнительным блоком CEA, перечисляющим аудио возможности, чтобы отразить, что переходник HDMI-VGA поддерживает только аудио стандарт линейной PCM. Обработанные таким образом данные EDID, содержащие все блоки, могут быть предоставлены источнику HDMI. Последний должен прочесть заново данные EDID от преобразователя после сигнала канала горячего обнаружения (часть кабеля HDMI).
Для управления всей схемой считывания EDID VGA, программирования HDMI Rx и аудио ЦАП (или кодека) может использоваться простой микроконтроллер или процессор. Управление видео ЦАП обычно не требуется, так как они не имеют портов контроля, таких как I2C или SPI. Перечень изменений, необходимых для кабеля HDMI-VGA, сведём в таблицу:
Изменение
Причина
Соображения по защите контента
Поскольку аналоговый разъём VGA не обеспечивает защиту контента, то автономные преобразователи не должны допускать расшифровки защищённых данных, иначе это позволило бы конечному пользователю иметь доступ к необработанным цифровым данным.
С другой стороны, когда схема является неотъемлемой частью большего устройства, её можно использовать, пока не разрешается пользователю получить доступ к незашифрованному видеопотоку.
Пример схемы
Проектирование конвертера HDMI-VGA не будет слишком сложным; с помощью ADV7611 (маломощный 165-МГц HDMI приёмник) и ADV7125 (тройной 8-битный 330-МГц видео ЦАП) можно создать высоко интегрированный видео тракт, функциональная схема которого описана выше.
Ресивер поставляется с встроенным внутренним EDID, схемой распознавания горячего подключения, автоматическим CSC с RGB 4:4:4 на выходе (независимо от полученного цветового пространства), и компонентным блоком обработки, позволяющим регулировать яркость и контрастность, так же как и согласовывать сигналы синхронизации.
Стерео аудио кодек SSM2604 с низким энергопотреблением позволяет декодировать I2S поток и выводить его с произвольным уровнем через ЦАП. Аудио кодек не требует внешнего чипа, а источник синхронизации может быть получен по каналу MCLK ADV7611, и для конфигурирования потребуется лишь пара записей.
Управление всей системой, включая обработку EDID, улучшение цвета, пользовательский интерфейс с кнопками, ползунками и ручками, может осуществлять простой микроконтроллер, такой как ADuC7020 – прецизионный аналоговый микроконтроллер со встроенным тактовым генератором.
Выводы
С помощью аудио и видео компонентов, а также микроконтроллера от Analog Devices можно реализовать высокоинтегрированный конвертер HDMI-VGA (HDMI2VGA), запитываемый через разъём HDMI.
Кабель (переходник) HDMI-VGA наглядно демонстрируют, что приложения, использующие технологию HDMI, очень просто реализовать на основе компонентов ADI. Сложность системы HDMI увеличивается в том случае, если устройства должны работать в качестве повторителя HDMI, как это требуется при обработке протокола HDCP вместе со всем деревом HDMI. Никакой конвертер не использует конфигурацию ретранслятора HDMI.
Такие приложения, как видео ресиверы (дисплеи), видео генераторы (источники) и видео конвертеры требуют относительно небольшой стек программ и, следовательно, могут быть реализованы быстрым и простым способом.
https://01010101.ru/kommutaciya/kabel-hdmi-vga-sxema.html Переходник HDMI-VGA. Схема 2016-05-06T17:41:10+03:00 Алексей Касьянов Коммутация коммутация Особенность данного конвертирования заключается в том, что по отношению к видео нужно осуществить обратное преобразование (в аналог), а аудиосигнал выделить в отдельный тракт. В статье приведена схема конвертера (переходника) HDMI-VGA и принцип работы этой схемы. Чтобы было понятней о чём идет речь, стоит сразу оговориться, что переходник HDMI-VGA состоит. Алексей Касьянов Алексей Касьянов Editor Оцифровка видео аудио фото
Источник
Адаптер VGA-HDMI. Схема сборки
В этой статье предложено ознакомиться с таким понятием, как разъём VGA-HDMI. Если быть более точным, то это адаптер VGA-HDMI. Предлагается рассмотреть структурную, функциональную и принципиальную схему разъёма (адаптера) VGA-HDMI, а также узнать принцип её действия. После этого каждый для себя сможет сделать вывод о самостоятельной сборке переходника VGA-HDMI.
Потребительский рынок на ура принял технологию соединения HDMI в телевизорах, проекторах и других устройствах. И это сделало мультимедийный интерфейс высокого разрешения всемирно признанным и в скором времени обязательным к применению во всех мультимедийных гаджетах. Уже популярный в сфере домашних развлечений, интерфейс HDMI становится всё более распространённым в мобильных устройствах и автомобильных информационно-развлекательных системах.
Однако, в некоторых промышленных областях переход от аналогового видео к цифровому занимает больше времени, чем на потребительском рынке, и многие устройства ещё и не в курсе нового цифрового подхода передачи видео, аудио и данных одновременно по одному каналу.
Эти устройства по-прежнему используют аналоговый сигнал, предполагая при этом лишь передачу видео, что, возможно, обусловлено специфическими требованиями конкретного рынка или приложения.
Например, некоторые клиенты всё ещё предпочитают использовать кабели VGA для проекторов, в то время как другие используют в качестве хаба-преобразователя аудио/видео ресивер (AVR) или медиа-приставку VGA-HDMI, подключаясь к телевизору лишь одним кабелем HDMI вместо непривлекательного жгута кабелей, как показано на рисунке:
Для новых последователей HDMI может показаться относительно сложно реализуемым стандартом, требующим утверждения драйвера, проверок взаимодействия и тестирования соответствия, чтобы гарантировать надлежащее поведение одного устройства в связке с различными другими. Поначалу это немного шокирует, но так часто бывает с новыми технологиями.
Именно поэтому и возникает периодически необходимость подключить в одну упряжь устройства разного поколения, а значит, связать (или сделать разъем) VGA с HDMI (и наоборот) даже в домашних условиях.
Тем не менее, современные достижения элементной базы делают эту проблему всё менее и менее значимой, причём улучшения есть и в аналоговой и в цифровой областях; они включают в себя блоки высокой производительности для выравнивания низкоуровневых дифференциальных сигналов, более сложные алгоритмы программного обеспечения и коррекции ошибок.
В то время как HDMI фактически стал общепризнанным интерфейсом для HD видео, на ноутбуках и на стареньких системниках наиболее распространенным интерфейсом по-прежнему остаётся VGA. Ниже будет показано, как объединить эти видео технологии.
Ключевым моментом для адаптеров VGA-HDMI является гарантирование того, что источник видео передаёт сигнал, соответствующий правильному видео стандарту. Это делается путём предоставления источнику видео соответствующего контента EDID, т.е. расширенных данных идентификации дисплея.
После их получения надлежащий видео стандарт может быть преобразован в конечный HDMI стандарт. Другими словами, имея все данные о получателе видеосигнала, можно получить полноценный HDMI-поток путём преобразования аналогового видео с VGA в цифровое с добавленными идентификационными данными.
Функциональная схема адаптера VGA-HDMI таким образом будет иметь следующий вид:
Отсутствующий аудиосигнал можно передать на, скажем, телевизор, по отдельному аналоговому или цифровому тракту, ибо в VGA наличествует только видео.
Как это работает
Источник VGA по каналу DDC считывает содержимое EDID из приёмника видео сигнала, чтобы получить список поддерживаемых режимов синхронизации, а затем источник видео начинает передавать видеопоток. Кабель VGA передаёт сигналы RGB и отдельно сигналы горизонтальной (HSYNC) и вертикальной (VSYNC) синхронизации. АЦП синхронизирует поток VGA с частотой HSYNC для согласования частоты выборки. Входящие сигналы синхронизации выравниваются с тактовой частотой декодером VGA.
Сигнал доступности данных (DE) указывает на активный участок видео. АЦП VGA не выдаёт этот сигнал, являющийся обязательным для кодирования сигнала HDMI. Логическая единица сигнала DE указывает на активные пиксели или визуальную часть видеосигнала. Логический ноль DE указывает на период гашения видеосигнала. Ниже показаны диаграммы генерирования сигналов горизонтальной и вертикальной DE:
Сигнал DE является критически важным для получения правильного потока HDMI. Отсутствие сигнала DE может быть компенсировано передатчиком HDMI (Tx), обладающим способностью регенерации DE. Современные передатчики HDMI могут генерировать сигнал DE из входящих сигналов HSYNC и VSYNC, используя лишь несколько настраиваемых параметров, таких как задержки HSYNC и VSYNC, активная ширина и активная высота (как показано на рисунках выше), обеспечивающих совместимость передачи HDMI сигнала.
Задержка HSYNC определяет количество пикселей от переднего фронта HSYNC до переднего фронта DE. Задержка VSYNC – это количество импульсов HSYNC между передними фронтами VSYNC и DE.
Активная ширина показывает количество активных пикселей по горизонтали, и соответственно активная высота – это количество строк активного видео. Функция генерации DE также может быть полезной для такой способности дисплея, как центрирование активной области видео по центру экрана.
Регулировка положения дисплея является обязательной для входных сигналов VGA. Первый и последний пиксель в оцифрованном аналоговом входном сигнале не должен совпадать или располагаться близко к любому из импульсов HSYNC или VSYNC. Период, когда сигнал DE находится в состоянии логического нуля (например, интервал вертикального или горизонтального гашения), используется для передачи дополнительных данных HDMI и аудио пакетов и, следовательно, не может быть нарушен.
Но к такого рода смещениям может привести сдвиг фазы дискретизации АЦП. Предполагается, что активная область смещения будет отображаться чёрной полосой на видимой области экрана. Для композитного сигнала вещания видео (CVBS) это явление может быть исправлено превышением области горизонтальной развёртки на величину от 5% до 10% (пересканирование).
Стандарт VGA предназначен для показа активного видео без устранения отображения любой области. Картинка не пересканируется, и поэтому регулировка положения дисплея имеет очень важное значение для преобразования VGA в HDMI.
В лучшем случае к моменту показа на экране чёрная полоса может быть автоматически распознана, а изображение автоматически отцентрировано, либо его положение отрегулировано вручную в соответствии со считываемой с дисплея информацией. Если АЦП VGA подключён к серверному преобразователю масштаба, то активное видео можно должным образом привести в соответствие с размерами видимой области.
Тем не менее, масштабирование с целью исправления смещения активной области видео увеличивает стоимость разработки и сопутствующие риски. Масштабизатор при наличии, например, видео шаблона может распознать чёрную область, окружающую небольшой белый квадрат внутри активной области, как бесполезный участок, и удалить его.
После этого удаления белый квадрат станет чисто белым фоном. С другой стороны, изображение, состоящее из половины белого и половины чёрного фона, также отображалось бы к искажениями. Поэтому должны быть включены некоторые механизмы предотвращения такого неправильного распознавания.
После того как HDMI Tx захватил и восстановил сигнал DE, он начинает посылать видеопоток получателю HDMI сигнала – например, телевизору. В то же время встроенные аудио компоненты (аудио кодек, к примеру), также могут передавать аудио поток по I2S, S/ DIF или DSD в HDMI Tx. Одним из преимуществ является то, что HDMI может передавать видео и аудио одновременно.
Когда переходник VGA-HDMI включён, и источник соединён с приёмником, микроконтроллер должен считать содержимое EDID от HDMI приёмника по каналу DDC передатчика HDMI. Контроллер копирует первые 128 байт EDID в ПЗУ по каналу VGA DDC с незначительной модификацией, поскольку обычно каналы VGA DDC не поддерживают расширение СЕА, используемое для HDMI. Ниже в таблице приведён перечень необходимых изменений:
Изменение
Причина
Приведём для примера схему включения дигитайзера видео (АЦП) AD9983A, а ниже – трансмиттера HDMI ADV7513. Это важнейшие составляющие разъема VGA-HDMI, производимые компанией ADI.
В принципе VGA-HDMI несложно и самому спаять, если есть, к примеру, паяльная станция, комплектующие, навык и интерес… Теперь обвязка ADV7513:
Ограничение
Вывод по прочтении этой статьи должен быть тривиален – затраты на покупку или самостоятельное изготовление подобного адаптера (разъёма) VGA-HDMI будут сопоставимы с приобретением новой видеокарты с HDMI-выходом. Вне зависимости от того, о ноутбуке или стационарном компьютере идёт речь. Тем более что сам производитель микросхем для указанного конвертера не рекомендует их в качестве основы для новых разработок…
https://01010101.ru/kommutaciya/adapter-vga-hdmi-sxema-sborki.html Разъем VGA-HDMI. Схема 2015-07-20T09:27:48+03:00 Алексей Касьянов Коммутация коммутация В этой статье предложено ознакомиться с таким понятием, как разъём VGA-HDMI. Если быть более точным, то это адаптер VGA-HDMI. Предлагается рассмотреть структурную, функциональную и принципиальную схему разъёма (адаптера) VGA-HDMI, а также узнать принцип её действия. После этого каждый для себя сможет сделать вывод о самостоятельной сборке переходника VGA-HDMI. Потребительский рынок. Алексей Касьянов Алексей Касьянов Editor Оцифровка видео, аудио, фото | Обзоры аппаратуры и новости
Источник
