HDMI 1 3核心技術詳解

2021-09-24 07:58:02 字數 3182 閱讀 2415

編者按:hdmi傳輸技術是影音領域的一大革新,帶來了方便、快捷而且更高品質的音**傳輸方式,已成為現時主流的影音產品必備的一種傳輸配置。而於2023年6月22日發布的最新hdmi 1.

3規格給家用電子工業帶來了更多新技術, 同時也增加了不少混淆。為了增強讀者的認識,我們特別刊登了美國線聖公司(audioquest)資深副總裁呂曉政先生的技術文章,讓您對這個新的技術有更好的理解。本文得到了美國線聖公司及中國區總**通博電子工程****的確認。

hdmi 是什麼?

hdmi 是英文「高畫質晰度多**介面」的簡稱。它是由7家最大的家用電子製造商定義的一種數字音訊、**和控制訊號格式。自從2023年12月9日發表以來,已被300 多家公司所採納。

hdmi 與其他訊號格式相比的優點是:

· 無壓縮,最高影象和聲音質量的數碼訊號

· 一條線可傳輸所有**、音訊和控制訊號

· 雙向通訊簡化系統控制

· 節目源和顯示器之間可自動協調解析度、制式和長寬比

· 個人計算機相容性

hdmi 1.3 有什麼新內容?

· 更高的資料率:最大資料率由每秒5千兆位元加倍到10千兆位元

· 更多顏色:顏色深度從 24 位增加到 30、36 或者 48 位,可展現更多顏色層次

· 更寬顏色範圍:顏色範圍寬到所有人眼可以分辨的顏色

· 支援無損音訊格式:杜比 dolby truehd、dts-hd master 等

· 音像同步:自動同步聲音頻號和影象訊號,彌補訊號處理造成的延時

· 新的微型插頭:除了當前的a 和 b型,又增加了用於便攜裝置如攝錄機的c型插頭

一根 hdmi線中有多少訊號?

· 4 ***s(過度最少化的差分訊號):4 對雙絞線,包括 3 對數字**訊號(rgb 或者 ycrcb)和 1 對時鐘訊號;數字音訊的訊號也被多工到數字**訊號中。雙鏈 hdmi 有另外 3 對雙絞線也用於數字**訊號以達到更高的資料率。

· ddc(顯示器資料渠道)資料和時鐘線傳送雙向通訊訊號;hdcp(高頻寬數字版權保護)訊號也在這裡傳輸。

· cec(家用電器控制)資料線可分送控制訊號,實現單觸系統控制。

· hpd(實時插拔感知)可讓節目源實時感知顯示器插接和拔離。

· +5伏電源線為遠方裝置提供電力,即使該裝置電源在關閉狀態也可保持通訊。

**訊號的解析度和資料速率

· 解析度:指的是影象水平和垂直方向的畫素數。720p的解析度是1280×720,而 1080i 和 1080p 是 1920×1080。

· 重新整理頻率:指的是每秒有多少幅或多少幀影象。美國常見的頻率是 30 和 60赫茲,歐洲是 25 和 50 赫茲。

· 顏色深度:指的是需要多少位元的資料來編碼乙個畫素。常見的是 24、30、36 和 48 位。

· 資料率:指的是一秒內訊號資料總流量。簡單的說是上面 3 個數字的乘積。

因此,解析度越高,重新整理頻率越高,顏色深度越高,資料率就越大。hdmi 1.0 至1.

2 的最大資料率是每秒5千兆位元,而新的 hdmi 1.3 則可達每秒10千兆位元。

插頭種類及單鏈/雙鏈

· a型插頭:這是最常用的hdmi插頭,13.9 公釐寬, 19針, 傳送一套***s數字**訊號 (單鏈)

· b型插頭:這是不常用的 hdmi插頭, 21.2 公釐寬, 29針,傳送兩套***s數字**訊號 (雙鏈)以達到更高資料速率

· c型插頭:這是新的微型 hdmi插頭, 10.4 公釐寬, 19針,傳送一套***s數字**訊號 (單鏈),為小型可攜式裝置使用

· 單鏈 hdmi使用一套數字** ***s 線傳輸比較低的資料速率訊號,線內至少有15根導體

· 雙鏈 hdmi使用兩套數字** ***s 線傳輸比較高的資料速率訊號,線內至少有22根導體

在 hdmi 1.3以前的標準中,單鏈可到5 gbps;雙鏈可到 10 gbps。hdmi 1.

3把這些改變了,現在單鏈就可到 10 gbps,雙鏈就更高。這個變化引起的問題和混淆比其他任何變化都多。

hdmi線種類有多少?

自有hdmi以來, hdmi 1.3 規格把 hdmi電線分為兩類:

· 1 類線:用於傳輸畫素時鐘可達74.25 兆赫的訊號(粗略地等於資料率 2.2 gbps)

· 2 類線:用於傳輸畫素時鐘超過74.25 兆赫的訊號(粗略地等於資料率 2.2 gbps)

所有在hdmi 1.3 標準發布前生產的hdmi電線都至少達到1類線標準。

hdmi線能將訊號傳送多遠?

這是乙個複雜的問題。一根hdmi電線能將 hdmi 訊號傳送多遠取決於整個系統:節目源裝置效能,顯示器效能,訊號資料率,以及電線的效能和長度。

訊號資料率越高,傳輸距離越短。如果 5 gbps hdmi 訊號能夠在一根特定的電線上傳10 公尺, 10 gbps hdmi 訊號就只能在該線上傳 5 公尺。

所有在hdmi 1.3 標準發布之前生產的電線都可以傳輸hdmi 1.3 訊號,只是傳輸最大資料率訊號的距離會減半。

請記住hdmi 1.3 只是擴充套件了最大訊號資料率的上限,並不改變現有訊號的資料率。不論您的節目源是hdmi 1.

2 或1.3,您的電線傳送1080p訊號的距離是一樣的。當您傳送只有hdmi 1.

3 裝置才有的超高資料率訊號時,您的電線傳輸距離才會減小。

hdmi 增距器(再生器、放大器)與 hdmi 1.3 的相容性

與上述的電線不同,這些電子產品中用的積體電路往往有最高頻率限制。所以那些在hdmi 1.3 標準發布前生產的增距器應該與5 gbps以上的訊號不相容。

音像同步

現代的視聽裝置有很多訊號處理功能。大多數訊號處理都會引起訊號延時。通常**的處理比音訊的處理延時更長一些,導致音像不同步。

hdmi 1.3 通過 ddc 線的雙向通訊,可以讓節目源根據下游裝置反饋的音像時間差來自動調整延時,從而解決了音像同步問題。所有於hdmi 1.

3 標準發布前生產的hdmi電線也會支援此音像同步功能,因為它們也有ddc線。

總結在大多數情況下,你不需要擔心hdmi 1.2 到 hdmi 1.3 的轉變。

像大多數新技術一樣, hdmi 1.3 是向下相容的。同時,大部分 hdmi 裝置有 ddc 通訊功能。

如果任何裝置不相容 hdmi 1.3 ,整個系統會通過ddc通訊自動降低到 hdmi 1.2 或更低,以確保相容性。

您只有在下列情形都同時發生時才可能遇到麻煩:其中某個裝置不相容hdmi 1.3 且沒有告訴其他裝置(沒有ddc通訊功能,如有些增距器和分配放大器),或者電線過長,而且訊號資料率高於1080p 30 赫茲。

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