HDMI线培训资料

HDMI线资料 HDMI 深圳市特利讯科技有限公司 二零一四年二月二十八日 一(..................................................HMDI简介 二(..................................................HDMI功能 三(..................................................HDMI线材 四(..................................................HDMI接口 五(..................................................HDMI线材加工 六(...................................................HDMI线材市场需求及应用 一(HDMI简介 1.1.HDMI接口基础知识详解 HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia Interface”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达18Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是:只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接;同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。 2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输。2002年岁末，高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4Gbps，因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID，DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。 此外8月23日，HDMI LLC公布了高分辨率多媒体接口-HDMI的1.2版---更好的兼容PC系统。此次修订增加了若干条非常重要的改进，以方便PC连接和数字音频流(SACD等)的传输。使得这个数字视音频接口保持了其先进性，这显然是针对VESA前阵子推出 Display port接口的回应。迄今为止，已经有超过250个厂商和470个不同类型的产品采用了HDMI接口。 HDMI已经成为事实上的数字电视和消费电子产品的接口标准，藉由单一电缆传送高质量数字视音频信号的特性，给家庭娱乐带来高质量的体验。 HDMI 1.2新增特性使得它能够在CE和PC产业上得到良好的兼容性，包括:支持1bit数字音频传世格式，像SACD DSD((Direct Stream Digital)。改进的PC显示接口特性，能够在只使用一个HDMI接口的情况下支持所有的PC显示分辨率;支持PC自有的RGB色彩空间，也支持输出YCbCr色彩空间。可以使用低电压信号，例如在PCI-E总线上使用的电平值。 对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆 ，大大简化了家庭影院系统的安装。由于目前高清晰数字家电都开始抛弃DVI接口，HDMI接口大行其道。而HDMI接口的PC显卡也即将在市场上出现。 1.2.数字音视讯口HDMI HDMI接口-High Definition Multimedia Interface 尽管DVI可以实时非压缩RGB信号到显示设备，但消费电子行业在DVI的基础上选择了一种更小，更灵活的数字接口标准HDMI。2002年4月，HDMI工作组() 由Hitachi, Matsushita Electric (Panasonic), Philips, Silicon Image, sony, Thomson and Toshiba. 等企业创立，以开发更加灵活的 HDMI标准。 HDMI可以用一根线缆代替8根音频线缆和5个视频线缆，如下图所示: 一根HDMI代替数十根视音频线缆 2004年，消费电子行业开始在DVD播放器、有线电视/卫星电视机顶盒上添加HDMI接口，此外，HDMI接口还开始逐渐出现在数字带那时及LCD/等离子显示器上，2004年底，HDMI被更大范围内采用在电视和显示器上。 通过使用适配线缆，HDMI后向兼容DVI设备和EIA-861 DTV格式，然后HDMI的许多高级性能，如数字音频及消费电子控制(用来在设备间传输控制命令)等特性，还未出现在这些产品上，HDMI的普及尚需时日，但HDMI因其高度的灵活性和简单连接方式必有良好的前景。 HDMI技术 基于DVI的HDMI接口支持VESA组织的HDCP(高带宽数字内容保护-High-bandwith digital content protection)的内容，用以避免非授权的内容拷贝，同时，该标准还支持VESA组织的EDID(扩展显示识别数据-Extended display identification Data)、DDC(显示数据通道-Data display channel，用以读出EDID)及DMT(监视同步协议)，此外EIA-861标准还定义了如何在DVI协议中包含宽高比及信号格式等信息。 19阵“Type A”A型HDMI接口采用单TMDS连接，可以传输视频采样率在25-165MHZ范围内的视频信号。A型接口因尺寸小而更多地应用在消费电子行业。 HDMI接口和DVI接口的比较 对于传输信号采样率高于165MHZ的视频信号，HDMI采用双TMDS的29针B型HDMI接口，这种接口一般用于PC市场。HDMI接口样式如图: HDMI接口 HDMI视频格式: HDMI支持RGB信号、4:4:4采样的YcbCr信号及4:2:2采样的YCbCr.传输速率最高的24位/像素。对于640x480清晰度, R′G′B′通常的采用后数据范围为0-255. 对于YcbCr及所有其它RGB清晰度，采样后的数值范围为16-235。 HDMI音频数据格式: 基于DVD音频标准,HDMI支持1-8组非压缩音频传输，音频支持48,96 or 192 kHz等多种采样率。根据视频格式，HDMI可以传输不同数量的采样率在192KHZ的压缩音频。 HDMI接口的特性: 完全的数字信号接口，无压缩，从信号源直接输出的直接数字图象及音频 一根线缆满足传输视音频信号的需要，所有的HD信号及音频信号在同一根线缆内传输，包括5个视频分量及多通道音频。 HDMI接口还支持传输智能信息如宽高比及信号格式、控制信息等，为设备间的智能化控制提供可能。 支持HDTV 1080P及更高清晰度信号的传输及显示，适应HDTV的应用 DVI及HDMI产品 和其它信号接口一样，一种新的接口及标准的产生伴随着周边配套产品的出现，如信号分配、接口转换、信号切换、信号传输等产品，下面将就一些特色产品作些介绍: DVI信号传输: 由于DVI信号通常有效的传输距离为5-7米，但有些应用场合，从信号源到显示设备间的距离要远远超过这个距离，为此，通过专门的设备来扩展DVI信号的传输距离，目前主要有三种方式: DVI线路中继器 ;DVI双绞线收发器;DVI光收发器 目前市场上可提供将DVI信号扩展到30米左右的DVI信号线路中继器，将DVI信号传输到50米左右的双绞线收发器及将DVI信号通过DVI光收发器传输最远至数十公里的设备。 值得一提的是部分DVI光收发设备采用多根多模光纤，通常为3-4根，而有部分厂家已经能够提供基于单模光纤的单路光纤收发器，可将DVI信号传输至数十公里。 DVI光收发器 DVI信号转换: 目前，市场上已经出现了全系列DVI与其它信号接口间的转换器及适配线缆。如VGA-DVI;DVI-HDMI;DVI-SDI;DVI-HD-SDI。 下图是一款DVI-SD/HD-SDI转换器，输入为DVI-I及SDI/HD-SDI，输出为转换后的DVI-D和HD-SDI高清信号。该款设备可广泛应用于3D图形制作室的输出转换，或应用于演播室PC信号转换为SDI数字视频信号。当然它也为ProAV行业和广播电视行业间的沟通创造了可能，避免了早期广播电视行业需将RGB模拟信号转换为SDI信号的A/D转换过程。同时，通过将DVI转换为HD-SDI信号，ProAV行业也可以采用HD-SDI矩阵来切换数字多媒体信号。 二(HDMI功能。 2.1 技术优势 HDMI不仅可以满足1080P的分辨率，还能支持DVD Audio等数字音频格式，支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送，可以传送无压缩的音频信号及视频信号。HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综 合扩大机、数字音响与电视机。HDMI可以同时传送音频和影音信号。[1] HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。 与DVI相比HDMI接口的体积更小，HDMI/DVI的线缆长度最佳距离均不超过8米。只要一条HDMI缆线，就可以取代最多13条模拟传输线，能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。 2.2 简洁方便 应用HDMI的好处是:只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号， 而不像现在需要多条线材来连接;同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能 取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的 画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。 液晶电视能不能高清播放是取决于液晶电视的物理分辨率是否达到1080P 及传送到液晶电视的影音信号是否高清信号。 三(HDMI线材。 HDMI诞生以来经历了从1.0版本、1.1版本、1.2版本、1.2a、1.3版本(1.3版本的在带宽翻番、色深扩展等上有一定创新，带宽的提升，由原来的165MHz(4.95Gbps)增加到340MHz(10.2Gbps)。 带宽增加带来的好处是更高的分辨率、刷新率和色深的增加。往后推出的 HDMI设备一般是采用高版本的HDMI，比如PS3 就支持1.3版本，高版本是往下兼容的。 3.1 版本分类 1.3版本 HDMI1.3版本是现在应用最为广泛的一种标准，这也是目前大多数平板电视所采用的HDMI接口。HDMI1.3版带来最大的变化是将单链接带宽频率提升到340MHz，也就能让这些液晶电视获得10.2Gbps的数据传输量，更是能将HDMI1.1、1.2版本所支持的24位色深大幅扩充至30位、36位及48位(RGB或YCbCr)。 当前，最高规格的1080p影片在传输时需要3.72Gbps带宽，而高档平板电视和投影机等显示器件大多也可以显示24位、1617M色。而HDMI1.3版接口标准的制定已然是超过了当前这些标准配置，这也就能让HDMI1.3版本接口可以应对更高显示规格的数字设备。 根据目前行业的要求，HDMI线材又有标准版和简易版的分别。其主要区别在于一个有地线，一个没有地线。当然，连接设备是决定用简易版或标准版的关键。譬如:连接电视码流仪，肯定是要用标准版的，如果用的是简易版的，电视画面就会出现马赛克或卡图、色彩失真的情况。下面我们用截图来显示一下简易版和标准版的区别: 1.3版19+19(标准版): 1.3版13+1(简易版) 1.4版本 HDMI在整合了音频和视频信号后，在HDMI1.4版本中，再次整合了以太网通讯的功能。 现在最新推出了HDMI1.4版本，HDMI 1.4版本的功能已经非常强大，HDMI 1.4可以承载4K级别的高清信号，在研发中的4K高清标准有两种，分别是3840x2160、4096x2160，无论哪种，都比现有的1080P要精细4倍。但这种超高清的4K应用看来还要等待数年之后才可能逐渐面市。 HDMI在抢占家用电器的应用后，渐渐有整合网线和USB的趋势，对普通消费者来说，HDMI的功能越全面，对我们连接和使用就会越方便。 1.4版本19+1(标准版) 1.4版本14+1(简易版) 3.2功能分类 要了解1.4与1.4a之间的差别，首先就要了解一下HDMI Ver.1.4版本所包含的内容。1.4版本的HDMI线材以及器材必须支持1080p、1080i、720p、480p、480i、576p、576i的图像分辨率传送，在图像扫描频率上可以支持从23.98Hz到240Hz的覆盖，另外还有我们经常所说的4K2K分辨率。 以往HDMI线所支持的图像分辨率: 1280x720 24Hz/25Hz/30Hz/50Hz/60Hz 1920x1080 24Hz/25Hz/30Hz/50Hz/60Hz HDMI Ver.1.4新提出的可支持图像分辨率: 3840x2160 24Hz/25Hz/30Hz 4096x2160 24Hz 细心的人可以发现3840x2160与4096x2160分辨率的图像，通过HDMI Ver.1.4传送只可支持24Hz的刷新频率，而按照线材的带宽和信号的数据量进行对比，3840x2160 24Hz/25Hz/30Hz 和4096x2160 24Hz 在资料传送过程中需要的带宽都在10.2Gbps以内，因此我们可以发现，1.3与1.4版本的HDMI线材的频宽其实是相同的，而采样频率同为最高的340MHz。 HDMI Ver.1.4a的强制规格 HDMI Ver.1.4a与Ver.1.4在规格上其实大致相同，但是为了适应未来影音产品的发展，让信号源设备与显示设备能够更好地互相搭配，为此HDMI组织强制地在Ver.1.4加入了标准条文和规范，于是Ver.1.4a就出现了。具体的内容如下: 1)3D电影内容支持: Frame Packing 1080p/23.98/24Hz(左右眼必须是全高清分辨率) 2)3D游戏支持:Frame Packing 720p/50/59.94/60Hz 3)3D广播内容支持:Side-by-Side 1080i/50/59.94/60Hz以及Top-and-Bottom 720p/50/59.94/60Hz，还有全高清的1080p/23.97/24Hz 对应了以上的这几个功能，即可证明器材拥有足够的能力来播放3D影片，以上的三个条件如果都可支持的话，即可成为HDMI Ver.1.4a的产品。 HDMI线材的区分，如今有了新的方法 由于以往HDMI线材的规格一直在升级，所以有不少HDMI线材的使用者会感 到十分困惑，如何挑选合适的HDMI线材，又如何把合适的HDMI线应用到合适的器材上呢? 对于广大消费者与器材生产厂商来说，这个问题需要得到解决。为此，HDMI协会采用了全新的方法来区分HDMI线材，HDMI协会将HDMI线材分成了Standard HDMI Cable、High Speed HDMI Cable、Standard HDMI Cable with Ethernet、High Speed HDMI Cable with Ethernet、Standard Automotive HDMI Cable这5大类。 1、Standard HDMI Cable 现在的HDMI线材按照传送速度来分类，可以分为标准速度与高速两个级别，而凡是HDMI线材的最高采样频率为75MHz，带宽达到2.25Gbps，那么这类线就称作Standard HDMI Cable(标准HDMI线)，又称作CAT1，这类线材已经可以支持720/60p、1080/60i和1080/24p视频信号的传送。 2、High Speed HDMI Cable 而高速的HDMI线，它的最高采样频率应为340MHz，带宽可达到10.2Gbps，可称作CAT2。这类线可支持1080/60p等多种信号格式传输，也支持3D图像的信号传输。最高还可以支持3840x2160 24Hz/25Hz/30Hz 和4096x2160 24Hz这些格式的图像传送，同时又可支持Deep Color功能(10bit\12bit\16bit颜色显示)。 3、Standard HDMI Cable with Ethernet 以Standard HDMI Cable的线材规格为基础，最高采样频率为75MHz，带宽为2.25Gbps，但是加入了声音回传通道功能以及网络连接传输功能，最高可支持100Mbps的网络宽带传送。 4、High Speed HDMI Cable with Ethernet 以High Speed HDMI Cable的规格为基础，最高采样频率为340MHz，带宽可达10.2Gbps，也是加入了声音回传通道功能以及网络连接传输功能。 5、Standard Automotive HDMI Cable 这是一个和1.4版本HDMI规格一同发布的车用HDMI规格，用来连接各种车载影音设备，只支持720p和1080i的信号传送，不具备网络连接功能。 看到以上的5大类解释，相信大家对于HDMI的分类已经有了一个清晰的概念，以后在挑选HDMI线材的时候，就可以细心地留意一下线材的规格上是否标 有Standard或者High Speed字样，或者CAT1与CAT2，另外还可以留意一下是否拥有Ethernet功能，所以靠HDMI线材的版本来挑选线材其实已经不合时了。 3.3 材质分类 所说的HDMI线材按材质分类主要指的是芯线的材质。 按照HDMI协会要求，铜包钢芯线的HDMI线材的转输数据是达不到协会要求的一些技术的，但随着国内市场的竞争日益激烈，再加上大部分电器对于线材没有过高的要求，所以市面上陆续出现了用铜包钢为芯线的HDMI线材 甚至许多出口欧美国家的高清线材也是采用铜包钢材质。 纯铜材质的HDMI线，其转输效果肯定比纯铜的好。用做入协会的ATC测试的样品必须用纯铜线做成，且工艺要求十分严格，一般的HDMI加工厂所做出来的样品是过不了协会所要求的ATC测试的。 纯铜材质的HDMI比铜包钢材质的铜包钢成本至少高出1/3，这也是为什么很多厂家采用铜包钢材质的原因。当然了，有许多国外的或品牌客户，他们还是要采用纯铜材质的HDMI线的。毕竞一分价钱一分货。有些高要求的电器或用做测试的长线(5米以上)，是必须要用纯铜线才能解决传输信号的。有些更长的HMDI线，辟如50米的HMDI线，除了必须要用线铜材质的线材，还要加上放大器才能保证信号的正常传输。 四(HDMI接口 4.1 HDMI A TYPE HDMI AType 应用于版本，总共有，规格为×，为最常见的接头规格，相HDMI1.019pin 4.45 mm 13.9 mmHDMI 对等于传输。在之前，最大能传输的，所以最大传输DVI Single-LinkHDMI 1.2a 165MHzTMDS 规格只能在于。1600x1200(TMDS 162.0 MHz) Pin定义 HDMI脚位配置(从焊锡端看) 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield TMDS Data2– 3 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield TMDS Data1– 6 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield TMDS Data0– 9 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield TMDS Clock– 12 13 CEC Reserved (N.C. on 14 device) 15 SCL 16 SDA 17 DDC/CEC Ground 18 +5V Power 19 Hot Plug Detect 4.2 HDMI B TYPE HDMI B Type 总共有29pin， 可传输HDMI A type两倍的TMDS资料量， 相对等于DVI Dual-Link传输， 用于传输高分辨率(WQXGA 2560x1600以上)。 (因为HDMI A type 只有Single-Link的TMDS传输， 如果要传输成HDMI B type的讯号， 则必须要两倍的传输效率， 会造成TMDS的Tx、Rx的工作频率必须提高至270MHz以上。 而在HDMI 1.3 IC出现之前， 市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能稳定在165MHz以下工作。) Pin定义 Pin 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield TMDS Data2– 3 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield TMDS Data1– 6 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield TMDS Data0– 9 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield TMDS Clock– 12 13 TMDS Data5+ 14 TMDS Data5 Shield 15 TMDS Data5- 16 TMDS Data4+ 17 TMDS Data4 Shield 18 TMDS Data4- 19 TMDS Data3+ 20 TMDS Data3 Shield 21 TMDS Data3- 22 CEC 23 Reserved (N.C. on device) 24 Reserved (N.C. on device) 25 SCL 26 SDA 27 DDC/CEC Ground 28 +5V Power 29 Hot Plug Detect 4.3 HDMI C TYPE HDMI C Type 总共有19pin， 可以说是缩小版的HDMI A type， 但脚位定义有所改变。 主要是用在便携式装置上， 例如DV、数码相机、便携式多媒体播放机等。 SONY HDR-DR5E DV利用此规格接头作为影像输出 接口。(而该规格被称为mini-HDMI， 这可算是自行胡乱创造的名称， 实际上HDMI官方并没此名称。) Pin定义 Pin 1 TMDS Data2 Shield 2 TMDS Data2+ TMDS Data2– 3 4 TMDS Data1 Shield 5 TMDS Data1+ TMDS Data1– 6 7 TMDS Data0 Shield 8 TMDS Data0+ TMDS Data0– 9 10 TMDS Clock Shield 11 TMDS Clock+ TMDS Clock– 12 13 DDC/CEC Ground 14 CEC 15 SCL 16 SDA 17 Reserved (N.C. on device) 18 +5V Power 19 Hot Plug Detect 4.4HDMI D TYPE HDMI D Type 俗称Micro HDMI 是定义为HDMI 1.4版本的，保持hdmi标准的19pin .但是尺寸与微型USB的接口 差不多，尺寸为2.8 mm × 6.4 mm，比mini hdmi (2.42 mm × 10.42 mm)小很多，主要应用在一些 小型的移动设备上，如手机，MP4等等。 一端为标准的HDMI插头，一端为Micro HDMI(D type)手机，如今部份手机有此接口。 Pin定义 Pin 1 Hot Plug Detect 2 Utility 3 TMDS Data2+ 4 TMDS Data2 Shield 5 TMDS Data2- 6 TMDS Data1+ 7 TMDS Data1 Shield 8 TMDS Data1- 9 TMDS Data0+ 10 TMDS Data0 Shield 11 TMDS Data0- 12 TMDS Clock+ 13 TMDS Clock Shield 14 TMDS Clock- 15 CEC 16 DDC/CEC Ground 17 SCL 18 SDA 19 +5V Power 4.5 HDMI连接器材质分类 HDMI端子内的PIN针用的是纯铜材质，一般为镀1U的金。外壳有纯铜和铁壳两种材质，目前使用最多的是铁壳镀金的，因为这种材质成本上比较便宜，在使用上几乎没有影响。另一种就是铁壳镀镍，从外看，镀镍的就没有镀金的好看上档次了。一些零售市场，用的都是镀金头的HDMI端子，再配上尼龙网外被，双色的注塑头外模，显得更为高档，从而价格也会翻了几番。 端子上的塑胶也是决定HDMI连接器品质好坏的关键。如果塑胶的融点太低，那么员工在焊接HDMI端子的过程中就会将端子烫 坏，使得端子上的塑胶变形，影响其正常的使用，甚至造成短路等现 像。 五(HDMI成品加工 线材加工行业中，HDMI的成品加工是比较复杂的。但所有的线材成品加工无非就是把线裁好，再去掉外皮，把连接器通过焊接或铆压的方式接上。 下面我们就主要的一些工序介绍一下。 5.1 裁线(以1.2米为例) 六(HDMI线材市场需求及应用 6.1应用 HDMI最早是在2002年，以获得更高质量的视频和音频数字系统，以满足用户的需求。许多不同的电视，电脑和电子产品制造商已采用HDMI规格。这些标准分别介绍了协会的电子制造企业，在与主要的音乐和电影发行公司合作。 HDMI使用的EIA/CEA-861标准定义视频波形和格式，辅助数据，运输的压缩和未压缩的音频，并且LPCM音频。 在市场上有两种不同类型的引线，即类别1和2。这些类别只适用于1.3及更高版本，这是在2008年。类别1电缆承受标准HDMI电缆标签，以及适合用于发送720p或1080i的视频和音频信号。在第二类的信息也算快的速度线索，并可以进行视频和音频信号，720p和1080i和1600P。分类两个HDMI电缆是保证工作与大于16英尺长的电缆是唯一的类型。 由于信号的衰减，长的引线应是有一定限度。太长的电缆传输数字信号非常弱，导致在屏幕上闪烁的图像。使用HDMI延长器，均衡器或中继器，可以避免信号丢失的问题。这些设备可以用电缆连接到彼此，从而延伸电缆的长度，而不会失去信号强度。可以使用的最大长度取决于电缆的类别。在五，六类电缆可以提高电缆总长度为164英尺。如果扩展使用的是基于光纤，电缆总长度增加至328英尺