VGA(Video Graphics Array)接口,也叫D-Sub接口。雖然液晶顯示器可以直接接收數(shù)字信號,但很多低端產(chǎn)品為了與VGA接口顯卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一種D型接口,上面共有15針空,分成三排,每排五個。VGA接口是顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型,絕大多數(shù)的顯卡都帶有此種接口。
目前大多數(shù)計算機(jī)與外部顯示設(shè)備之間都是通過模擬VGA接口連接,計算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號和行、場同步信號,信號通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對于模擬顯示設(shè)備,如模擬CRT顯示器,信號被直接送到相應(yīng)的處理電路,驅(qū)動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備,顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器,將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。在經(jīng)過D/A和A/D2次轉(zhuǎn)換后,不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無可厚非,但用于連接液晶之類的顯示設(shè)備,則轉(zhuǎn)換過程的圖像損失會使顯示效果略微下降。
隨著工程規(guī)模的擴(kuò)大,VGA信號長距離(大于100米)和超長距離(大于500米)的應(yīng)用不斷出現(xiàn),單純靠電纜的傳輸方式明顯不適應(yīng)使用的要求,所幸的是,隨著技術(shù)的發(fā)展,不斷有新的傳輸方式出現(xiàn),使這類應(yīng)用成為可能。本文主要比較幾種目前可實用的傳輸方式:1、模擬電纜加電纜均衡器(EQ);2、CAT5網(wǎng)線加網(wǎng)線均衡傳輸設(shè)備;3、數(shù)字方式,用DVI電纜加DVI電纜均衡器;4、利用光纖傳輸。主要比較:適用長度,指標(biāo)情況評價及成本情況評價等。
一. 模擬電纜(RGB電纜)加電纜均衡器 以前有拙文專門介紹電纜的傳輸特性,電纜特性主要表現(xiàn)在幅頻特性與群延時特性,見圖H中的蘭色曲線(紫色線為基準(zhǔn)線),造成的結(jié)果表現(xiàn)在圖像模糊,變暗和拖尾(甚至重影)現(xiàn)象。
純就幅頻特性而言,如左圖(圖H),要設(shè)法進(jìn)行增益補(bǔ)償,可用電纜長線均衡器(EQ),EQ的其幅頻特性曲線如左圖(C圖),補(bǔ)償后合成的曲線為左圖(F圖)。取幾個特殊點(diǎn)對比補(bǔ)償?shù)那闆r:電纜(150米,RG59)100MHZ點(diǎn),衰減-12dB(參考點(diǎn)為-10dB)電纜均衡器在100MHZ點(diǎn),曲線明顯在0dB以上,估計有+10dB左右(蘭色曲線),合成后的曲線在100MHZ點(diǎn)為-3dB左右,就是說,純按幅頻特性而言,電纜均衡器可將-12dB左右的曲線提升到-3dB左右,對幅頻特性補(bǔ)償效果明顯。同樣對群延時特性造成的拖尾也明顯有效,但由于均衡器是靠外掛的幾級補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行補(bǔ)償?shù),組合的方式有限,一般為8級或16級調(diào)整,無法精確彌補(bǔ)衰減,同時,可能存在幅頻特性補(bǔ)償效果較好但群延時特性不足或反之的情況。
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| <DIV align=center>圖H</DIV> | <DIV align=center><DIV align=center>圖C</DIV></DIV> | <DIV align=center><DIV align=center>圖F</DIV></DIV> |
電纜均衡器評估:
1、可調(diào)整幅頻特性,解決模糊問題;
2、可調(diào)整群延時特性,解決拖尾問題;
3、可調(diào)整增益情況,解決變暗問題;
4、調(diào)整級數(shù)有限,不夠精確;
5、未改變傳輸基理,未取得其它好處;
6、在100~200米范圍內(nèi)有效;
7、成本較低。
二.網(wǎng)線(不等長CAT5網(wǎng)線)加均衡器
網(wǎng)線的傳輸特性比電纜線要差(據(jù)說100米在-12dB以上,由于CAT5線徑很小,比75-2線要細(xì),估計應(yīng)遠(yuǎn)大于此值),由于是平衡傳輸,目前不易測出曲線。傳輸中面臨的問題與電纜的情況相同,都要調(diào)整幅頻特性,調(diào)整群延時特性和調(diào)整增益。以前主要是由于網(wǎng)線傳輸要增大補(bǔ)償,分級調(diào)整更麻煩,外掛網(wǎng)絡(luò)不易作,再考慮網(wǎng)線的不等長,還要對長度進(jìn)行補(bǔ)償,工程中調(diào)整較麻煩,可操作性差,設(shè)備使用情況不理想。現(xiàn)在利用最新出的專用芯片,可有效地解決這類問題。此芯片允許對網(wǎng)線長度不等長造成的分色進(jìn)行補(bǔ)償(最大65ns),同時可分級(256級)進(jìn)行均衡和增益調(diào)整,補(bǔ)償精度高(較電纜均衡而言),可分別對均衡和增益分別進(jìn)行精確調(diào)整,實用效果比較滿意,完全達(dá)到實用程度。
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| <DIV align=center>圖A</DIV> |
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| <DIV align=center>圖B</DIV> |
實測曲線如圖(A圖,基準(zhǔn)線為-13dB左右),在85MHZ(200米CAT5)時可補(bǔ)償?shù)?3dB,100米CAT5在100MHZ(圖B)可補(bǔ)償?shù)?3dB,與電纜的補(bǔ)償曲線比較,AT5線的補(bǔ)償情況純就幅頻特性而言,未必明顯好于電纜曲線,但其它各項補(bǔ)償?shù)木雀,實際效果明顯好于電纜。同理,如果用CAT6網(wǎng)線也可傳輸VGA信號,一般CAT5網(wǎng)線的長度差在1~2%左右,而CAT6網(wǎng)線的長度差在10%左右,需補(bǔ)償?shù)姆秶哟,以目前補(bǔ)償范圍在65ns 而言,CAT6(不等長)的傳輸距離不大,一定要用等長CAT6線,如果用等長的CAT6線,效果會更好(據(jù)說CAT6網(wǎng)線在100米時,衰減在-9dB左右)。實測時由于沒有等長的CAT6線,沒能給出曲線,可預(yù)見的情況是,AT6(等長)網(wǎng)線的傳輸效果要優(yōu)于CAT5網(wǎng)線。
網(wǎng)線均衡器評估:
1、分級精確調(diào)整長度,均衡和增益,優(yōu)于電纜補(bǔ)償EQ;
2、圖像效果優(yōu)于電纜傳輸;
3、成本低,如果再考慮到電纜和網(wǎng)線的成本比較,CAT5的方式優(yōu)勢明顯;
4、在CAT5時,300米以內(nèi)可實用;
5、平衡傳輸,解決了不共地產(chǎn)生的干擾,而且對其它干擾有較強(qiáng)的抗干擾能力。
三.DVI電纜加均衡器 進(jìn)入DVI范圍后,已經(jīng)無所謂圖像質(zhì)量的損失,只關(guān)心其無損的傳輸距離了。以1600×1200×60為例(標(biāo)準(zhǔn)分辨率),DVI電纜可傳輸7米左右(1280×1024在10米左右,1024×768在15米左右),如果要加長傳輸距離,可用Repeater和均衡器(EQ)進(jìn)行延長,一級Repeater可加大一倍的傳輸距離,而一級EQ,可將傳輸距離加大到20~40米(具體距離與顯卡有關(guān))。一般在50米以內(nèi),用電纜加EQ的方式可較經(jīng)濟(jì)地完成,再長時,可增加EQ的數(shù)量(數(shù)字信號可無窮的復(fù)制,保證圖象質(zhì)量),只是成本較高。
DVI電纜評估:
1、圖像質(zhì)量優(yōu)秀;
2、無窮的復(fù)制,原則上可傳無限遠(yuǎn),只是成本問題;
3、單級成本較低,級數(shù)多,成本上不合算,隨著芯片的發(fā)展,單級EQ的距離可增長;
4、DVI電纜不便宜,長距傳輸時中間要加中繼,布線困難。
四.光纖傳輸
光纖傳輸?shù)脑硪郧坝凶疚慕榻B,其核心是DVI信號傳輸,因此其指標(biāo)與DVI電纜一致,只是利用光纖傳輸后距離已變得無足輕重,在幾百米~幾公里距離內(nèi),光纖的傳輸效果是一致的,可以說與距離無關(guān)。
如果在光傳輸?shù)那昂蠖嗽黾覸GA與DVI的轉(zhuǎn)換,就可利用光纖傳輸VGA信號。由于轉(zhuǎn)換時必須要有同步信號,現(xiàn)有的設(shè)備無法測其幅頻特性,我們只好測其頻譜特性。
如下圖:
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從頻譜上看,衰減最大在-6dB左右,而且與距離無關(guān),在超長距離情況下,這個指標(biāo)相當(dāng)好了。
光纖傳輸評估:
1、指標(biāo)優(yōu)秀;
2、解決超長距離;
3、成本在短距離時較高,超長距離時,性價比優(yōu)秀;
4、可傳DVI信號(HDMI,HDCP);也可傳VGA信號(1600×1200)。
五. 幾種方式比較
從VGA信號的頻譜分析上可以看出(理論分析也是同樣的結(jié)論),頻譜的第一波的截止點(diǎn)為信號點(diǎn)時鐘,以1280×1024為例,其第一波的截止頻率在115MHZ左右,-3dB點(diǎn)在截止頻率的1/2,只有60 MHZ左右,而第二波頻譜的最高點(diǎn)也已經(jīng)比第一波的高點(diǎn)低15dB以上,因此第二波頻譜不做考慮。在此前提下,根據(jù)不同的距離,可采用不同的傳輸方式:(僅代表個人意見)
50米以內(nèi):好的VGA電纜;
50~100米,電纜加EQ;
100~200米以上,網(wǎng)線加EQ(或有抗干擾等需求時);
200米以上,光纖傳輸。
在2006上海Infocomm上,北京市利國電子技術(shù)有限公司將展示并比較上述幾種傳輸方案,可現(xiàn)場比較。