Напряжение в кабеле vga

VGA (D-Sub) — что это за интерфейс, виды, особенности, плюсы и минусы разъема

Что такое VGA, есть ли разница с D-Sub?

VGA (D-Sub) — один из самых популярных разъемов за всю историю цифровой техники. Данный стандарт используется в электронных устройствах, появлявшихся в продаже еще тридцать лет назад и по сей день. Пусть данный разъем уже не может называться прогрессивным, но его все еще легко встретить в различных мониторах, видеокартах и других электронных приборах.

D-Sub (D-subminiature) представляет собой аналоговый пятнадцатиконтактный разъем. Как правило, он используется для подключения компьютера или ноутбука к монитору.

В VGA (Video Graphics Array) используется построчная передача видеосигнала. Когда происходит изменение уровня яркости, то одновременно осуществляется снижение или повышение напряжения. Причем сигнальное напряжение может варьироваться от 0,7 до 1 В. Если рассматривать ЭЛТ-мониторы, в которых чаще всего размещаются разъемы VGA, то в них меняется показатель интенсивности луча, создаваемого электронной пушкой. В результате таких действий на дисплее происходит изменение яркости.

Что касается разницы между VGA и D-Sub, то ее просто нет, потому что речь идет об одном и том же разъеме DE15. Это 15-штыревой разъем, где каждый канал отвечает за определенные функции. Стоит отметить, что по своему внешнему виду VGA действительно напоминает букву «D». Отсюда и название — D-Sub.

Что можно подключить через VGA-разъем?

Сегодня VGA уже не считается распространенным разъемом для техники. Но за годы своего существования такой стандарт получили самые разные приборы. Например, этот интерфейс присутствует в определенных моделях жидкокристаллических и плазменных телевизоров. Его зачастую устанавливали и в DVD-проигрывателях. Но особенно часто VGA-разъем встречается в мониторах с электронно-лучевыми трубками. Практически все ЭЛТ-мониторы оснащались именно таким интерфейсом для подключения к источникам сигнала. Даже в ранних моделях ЖК-дисплеев имеется этот стандарт, который постепенно был заменен на DVI и HDMI.

История VGA интерфейса

Разъем VGA был анонсирован в 1987 году всемирно известной компанией IBM. Он был специально разработан для качественной передачи видеосигнала на экраны, использующие электронно-лучевые трубки. Поэтому все актуальные на тот момент компьютеры работали с мониторами, которые оснащались данным интерфейсом. Нужно отметить, что до этого момента существовали разъемы DE-9, которые зачастую использовались для подключения джойстиков к игровым приставкам и ПК. При этом VGA (DE-15) получал уже не 9, а сразу 15 контактов. Это позволяло наслаждаться цветным изображением, которое отображалось на ЭЛТ-мониторах.

В 90-х годах прошлого века многие производители техники также начали применять такой стандарт. Стали выпускаться телевизоры и DVD-проигрыватели с VGA на борту. D-Sub сохранял свою популярность до момента, пока не получил широкое распространение цифровой стандарт DVI. Причем официальная презентация DVI состоялась в 1999 году. Но постепенно вытеснять с рынка морально и физически устаревший интерфейс VGA он начал только в 2000-х годах, когда цифровые технологии и соответствующий контент оказались востребованными и доступными среди пользователей. Более того, в 2015 году AMD, Intel и многие другие крупнейшие корпорации решили полностью отказаться от использования в своих новых продуктах стандарта VGA.

Виды D-Sub выхода

Интерфейс VGA с момента своего запуска использует 15 контактов. Через них передается построчный сигнал с нестабильной амплитудой напряжения. При этом на сегодня известно о существовании двух видов данного разъема, которые почти не отличаются друг от друга:

• Стандартный VGA. Такой интерфейс применяется во многих видеокартах и мониторах, а также некоторых DVD-проигрывателях и телевизорах.
• Mini-VGA. Данный разъем можно встретить в ноутбуках, а также определенных портативных устройствах. В плане внешнего вида он больше напоминает USB-порт. Но по своим возможностям ничем не отличается от стандартного разъема.

Технические характеристики, особенности и распиновка VGA Разъема

Как уже отмечалось, VGA (D-Sub) был разработан для удобной передачи аналогового сигнала. Здесь используются 15 контактов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Нужно понимать, что есть соединительный кабель «Папа» и штекерные соединения «Мама».

Поэтому торчащие соединения должны подключаться именно к внутренним VGA-отверстиям. Что касается самих контактов, то они выстроились в три горизонтальные полоски по 5 штук. Благодаря этому удается передать аналоговый сигнал, «разбитый» на синий, красный и зеленый цвета.

Максимальное разрешение VGA (d sub)

Технология VGA официально способна передавать видеосигнал в разрешении 1280 на 1024 точки, но не более. В действительности же разрешение может достигать формата 1920×1080 (Full HD) и в некоторых случаях даже 2048×1536. До определенного времени этого было вполне достаточно, чтобы наслаждаться качественным изображением. Но чем выше будет разрешение передаваемого сигнала, тем больше шанс получить неожиданные дефекты в виде размытия картинки и прочего. Поэтому специалисты рекомендуют использовать для FHD-мониторов более прогрессивные интерфейсы.

Плюсы и минусы VGA интерфейса

Главные преимущества :

1. Огромное количество выпущенных за 30 лет устройств.
2. Большой выбор разнообразных переходников.
3. Идеальный вариант для ЭЛТ-мониторов и передачи аналогового сигнала.
4. Единственный аналоговый интерфейс, который может передавать видео в высоком разрешении.

Недостатки разъема :

1. Нет возможности для одновременной передачи видео и аудио сигнала (осуществляется передача только видео).
2. Официально заявленное максимальное разрешение — 1280 х 1024. При выводе картинки на FHD-дисплеи возможны проблемы.
3. При использовании некачественного кабеля появляются помехи.
4. Не очень подходит для подключения цифровых устройств.

Типы преобразователей и конвертеров для VGA

Если у вас есть, например, старая видеокарта с VGA-разъемом, но вы решили купить новый монитор с цифровыми интерфейсами, то подключить их просто так нельзя. В таких случаях нужно дополнительно менять источник видео сигнала, либо же приобретать специальный конвертор. В последнем случае нет необходимости покупать дорогостоящие комплектующие. Достаточно найти (купить) преобразователь сигнала VGA на HDMI или DVI, чтобы новый монитор смог радовать вас четкой и красочной картинкой без необходимости менять видеокарту.

Сегодня в свободной продаже можно отыскать огромное количество всевозможных переходников. С их помощью можно преобразовать сигнал с VGA на DVI, Display Port, HDMI и так далее. Многие конвертеры комплектуются кабелем USB, через который возможна передача не только видео, но и звука. Совершенно не исключается и обратная совместимость, когда на монитор с VGA-интерфейсом передается сигнал с цифрового стандарта.

Актуальность VGA на сегодня, что лучше vga или hdmi?

В сегодняшних реалиях, когда доминирует цифровой контент, рассчитывать на возможности D-Sub (VGA) нет никакого смысла. Достаточно посмотреть на различные устройства и комплектующие, которые выпускаются производителями в последнее время. И мы обнаружим, что среди интерфейсов будут присутствовать HDMI, Display Port или DVI. Именно они обеспечивают высококачественное отображение картинки повышенной четкости (Full HD и 4K). С другой стороны, VGA все еще с нами. За многие годы компании успели выпустить невероятное количество приборов, поддерживающих данный стандарт. Поэтому полностью сбрасывать его со счетом пока еще рано. Но и надеяться на чудо вряд ли стоит. Следует понимать, что даже с использованием переходников добиться полной синхронизации между аналоговыми и цифровыми интерфейсами невозможно. Где-то наверняка появятся дефекты, либо же изображение не будет «раскрываться» в полной мере.

Источник

Распиновка VGA

Распиновка VGA — корректная распайка мониторного разъема

Распиновка VGA. Мониторный VGA-разъем и в настоящее время является наиболее известным и популярным интерфейсом мониторов, который был разработан компанией IBM более тридцати лет назад. Но даже невзирая на это, видео стандарт VGA, можно встретить установленным на большинстве современной компьютерной технике. Особенно на компьютерах, где необходимо вывести видео в упрощенном графическом режиме, с разрешением 640×480.

Абсолютно все графические карты производимые в мире совместимы с таким режимом. Процесс вывода видеоинформации с высоким разрешением, происходит исключительно после того, как загрузятся драйвера графического адаптера во время запуска операционной системы.

Распиновка VGA провода согласно его цветовой маркировке очень помогает в некоторых случаях, например: Когда выполняется самостоятельное тестирование проводников на предмет обрыва или при необходимости увеличить длину провода. К сведению: Промышленность выпускает кабели VGA имеющие длину порядка тридцати метров.

Пятнадцати-контактный разъем VGA, конструкция которого представляет собой форму трапеции с размещенными выводами по трехрядной схеме, в каждом ряду имеется по пять контактов. Для обеспечения корректного соединения комплементарных разъемов, контакты в колодке установлены в не симметричном порядке. Такое устройство, благодаря своей форме, гарантирует правильное соединение кабеля. Последовательность нумерации выходных контактов положено обозначать как показано на снимке ниже:

Распиновка VGA согласно цветовой маркировке

Распиновка коннектора Mini VGA

Перепайка VGA разъема

Источник

4a4ik

13 июля 2015 г.

Как работать с VGA видеоинтерфейсом

Вывод	Имя	Направление	Описание
1	RED	» height=»9″ src=»http://pinouts.ru/images/arrowr.gif» style=»font-size: 1em; font-stretch: normal; margin: 0px; padding: 0px;» width=»32″/>	Красное видео (75 Ом, 0.7 В)
2	GREEN	» height=»9″ src=»http://pinouts.ru/images/arrowr.gif» style=»font-size: 1em; font-stretch: normal; margin: 0px; padding: 0px;» width=»32″/>	Зелёное видео (75 Ом, 0.7 В)
3	BLUE	» height=»9″ src=»http://pinouts.ru/images/arrowr.gif» style=»font-size: 1em; font-stretch: normal; margin: 0px; padding: 0px;» width=»32″/>	Синие видео (75 Ом, 0.7 В)
4	RES	Зарезервировано
5	GND		Земля
6	RGND		Земля для красного
7	GGND		Земля для зелёного
8	BGND		Земля для синего
9	KEY	—	Не используется
10	SGND		Земля для синхро сигналов
11	ID0		Не используется
12	SDA		I 2 C двунаправленная передача данных
13	HSYNC or CSYNC	» height=»9″ src=»http://pinouts.ru/images/arrowr.gif» style=»font-size: 1em; font-stretch: normal; margin: 0px; padding: 0px;» width=»32″/>	Горизонтальная синхронизация
14	VSYNC	» height=»9″ src=»http://pinouts.ru/images/arrowr.gif» style=»font-size: 1em; font-stretch: normal; margin: 0px; padding: 0px;» width=»32″/>	Вертикальная синхронизация
15	SCL		I 2 C синхро сигнал

Отбросим I2C и остаётся всего несколько выводов. Все земли можно соединить вместе, в итоге будет 3 цвета RGB, на эти выводы подаётся аналоговое напряжение от 0 до 0.7 В, чем больше напряжение на цветовом входе тем «насыщеннее» данный цвет. 0.7 В на всех 3 выводах дадут самый яркий белый цвет на который способен монитор. Таким образом можно получить практически любой цвет смешиванием 3-ёх составляющих. Для простоты я буду подавать на каждый из выводов либо 0 либо 0.7 В. Если хочется большого разнообразия цветов, нужно использовать преобразователи из цифрового кода в аналоговое напряжение ЦАП. Его можно составить самому с помощью резисторной матрицы. Либо достать специальную микросхему, к примеру: AD664

На выводах вертикальной и горизонтальной синхронизации действуют уровни ТТЛ сигналов.
— Уровень логического нуля, не более +0,8 В
— Уровень логической единицы, не менее +2,4 В
Вообщем они стабильно работают с МК при 3.3 В и 5 В.

При питании от 3.3 В (стандартное напряжение ПЛИС) (логическая 1 ≈ 3.3 В)
на цветовые входы сигнал подаётся через резисторы 270 Ом.

Рис.5 Подключение VGA к цифровому устройству с питанием 3.3 В

Как мы помним входное сопротивление цветовых VGA входов 75 Ом.
Рассчитаем максимальное напряжение:
3.3 * 75 / (75 + 270) = 0.717 В
Немного превышает, но работает без проблем.

При питании от 5 В, потребуется резисторы номиналом:
R = 3.3 * 75 / 0.7 — 75 = 460 ≈ 470 Ом

Остаётся узнать в какие моменты подавать единички и нолики на эти выводы.

Разрешение изображения и частота обновления определяется интервалами импульсов синхронизации. Во время синхроимпульсов на RGB выводах, должно быть 0 В.

Видео данные 1 строки — горизонтальный синхро импульс — видео данные 2-ой строки — горизонтальный синхро импульс — видео данные 3-ей строки — ********************* — рисуем последнюю строку — большой вертикальный синхроимпульс (вместе с горизонтальным) — Всё по новой.

Рис. 6 Временные диаграммы сигналов

Рис.7 Отображение синхроимпульсов

Не обязательно использовать точно такие же значения как в таблице, лишь бы они были достаточно близкими. Для данного разрешения используются отрицательные вертикальный и горизонтальный синхроимпульсы, для других разрешений это может не совпадать.

Можно заметить что частота вертикальной синхронизации иногда не совпадает с частотой обоновления экрана. LCD моинторы пришли на смену ЭЛТ мониторов, которые заменили большие телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Когда появилась возможность выводить цветное изображение на экран у американских инженеров возникла проблема, тот стандарт частоты передачи звука который они выбрали «не согласуется» (вызывает помехи) с 60 Гц. Стандарт для частоты был 44.056 кГц. Но они выяснили что изменение частоты на 0.1 % позволит это исправить и т.к. стандарт передачи звука был уже общепринятым, они уменьшили частоту оновления экрана.
60 * 0.999 = 59.94
Т.к. многие значения были приняты ещё тогда, производели к ним привыкли и продолжают использовать, если сейчас изменить стандарт то придётся проделать слишком большую работу, не считая того что многие устройства могут просто перестать работать с новыми стандартами.
Подробней про это можно прочитать здесь и здесь
Я не знаю причину отличий другиих значений и почему нельзя было сделать временные интервалы кратные 10, 5 или хотя бы 2.

Из таблиц видно что есть время когда на экран ничего не выводится, это сделано для синхронизации, это можно представить будто наш рисующий луч (раньше изображение отобрадалось электронным лучём) уходит за границы экрана. Также нужно подождать несколько пустых линий, которые уходят под эвидимый экран.

Рис. 8 Экран с зонами синхронизации (Blanking Time)

Легче рассчитать и реализовать время 1 пикселя и затем всё подстраивать под него, иногда указывается просто частота пикселей и остальные значения в пикселях.

В принципе это всё что ннеобходимо знать чтобы рисовать на VGA мониторе, осталось запрограммировать (или любым другим способом) цифровое устройство и попытаться вывести изображение.

Телевизор работает почти также, но там только «1 провод», значит все сигналы соединены вместе, если цвет не так важен, то принцип тот же.

Попробуем вывести изображение и посмотреть на осцилограмму сигнала.
У меня есть готовая тестовая программа для ПЛИС отсюда которая выводит данное изображение:

Рис,9 Полученное изображение на мониторе

Рассмотрим осцилограмму. Сверху вниз по порядку идут: Красный, Зелёный, Синий, Горизонтальная синхронизация, Вертикальная синхронизация.

Рис. 10 Осцилограмма сигналов полученного изображения

Здесь отображен 1 кадр, можно догадаться как будет выглядеть изображение, т.к. каждая полоса состоит из имульсов (если приблизить там есть зоны где постоянно 1, но не длинной во всю линию), то не будет одноцветных линий. Если разбить сигналы на столбцы, видно что есть линии на которых промежутки только красного либо зелёного цветов.

Используемые мной значения:
Весь кадр (O) — 16.69284 мс
Ширина вертикального синхроимпульса (P) — 64.08 мкс
1 строка (A) — 31.9176 мкс
Ширина горизонтального синхроимпульса (B) — 3.84 мкс
Частота пикселей — 25 МГц

Источник