介面技術論文

　　微機原理與介面技術是本科教學中重要的一門專業基礎課,小編精心推薦的一些，希望你能有所感觸!

　　篇一

　　常用音訊介面介紹

　　概述

　　在廣播電視系統節目採編及傳送機房的日常技術維護中，會接觸到各式各樣的音訊類介面。音訊介面，是在傳輸音訊訊號時使用的介面，它可以是模擬的，也可以是數字的。不同的音訊應用領域，往往會有不同的介面，隨著技術的進步，介面的種類也在不斷的發展、增多。如果缺乏對音訊介面知識的基本瞭解，在日常的技術維護中，勢必會妨礙對於音訊傳送，音訊測試與測量的理解與應用，本文對常用的音訊介面做較詳細的介紹。

　　首先，明確兩個概念的涵義及關係：介面***Interface***和聯結器***通常也叫做接頭，Connector***。不同的音訊標準都需要定義各自的硬體介面標準，硬體介面定義了電子裝置之間連線的物理特性，包括傳輸的訊號頻率、強度，以及相應連線的型別、數量，還包括插頭、插座的機械結構設計。聯結器是介面在物理上的實現，是實現電路互連的裝置。人們將接頭分成兩類：“公頭”***或 “陽頭”***和“母頭”***或 “陰頭”***，一言以概之，即插頭***Male connector、plug***和插座***Female connector、socket***。在實際應用中，人們經常習慣於將介面***Interface***和接頭***Connector***二者不加區分的通用，因此，本文在文字描述上也不做嚴格的區分。

　　模擬音訊介面

　　1.TRS 接頭

　　TRS接頭是一種常見的音訊接頭。TRS的含義是Tip***signal***、Ring***signal***、Sleeve***ground***。分別代表了該接頭的3個接觸點。TRS插頭為圓柱體形狀，觸點之間，用絕緣的材料隔開。為了適應不同的裝置需求，TRS通常有三種尺寸***符號″表示英寸***： 1/4″ ***6.3 mm*** ，1/8″ ***3.5mm***， 3/32″ ***2.5mm***,如圖1所示。

　　2.5mm接頭在手機類便攜輕薄型產品上比較常見，因其介面可以做的很小;3.5mm接頭在PC類產品以及家用裝置上比較常見，也是我們最常見到的介面型別;6.3mm接頭是為了提高接觸面以及耐用度而設計的模擬接頭，常見於監聽等專業音訊裝置上，例如：節目傳輸類機房大多用此接頭來監聽節目質量。接下來介紹3.5mm和6.3mm兩種規格的TRS接頭。

　　2.1.1 ***1/8″ 3.5mm*** TRS接頭 俗稱：***小三芯***

　　3.5mm TRS接頭又稱小三芯或者立體聲接頭，是目前見到的最主要的音效卡介面，除此之外，包括絕大部分MP3播放器，MP4播放器和部分音樂手機的耳機輸出介面也使用這種接頭。

　　3.5mm接頭提供了立體聲***即雙聲道：左聲道和右聲道***的輸入輸出功能，因此一般來說支援5.1的音效卡***6聲道***或音箱來說，就需要3個3.5mm立體聲接頭來連線模擬音箱***3×2聲道=6聲道***;7.1音效卡或音箱就需要4個3.5mm立體聲接頭***4×2聲道=8聲道***，以此類推。如前所述，這種介面有三個導體接觸點。如圖4是小三芯插座的機械結構尺寸，與插頭相對應，插座也有三個觸點，彼此之間用絕緣材料隔開。***圖4***

　　根據實際使用需要，我們還能看到有4芯甚至5芯的這種接頭。例如：松下某款磁帶隨身聽上看到的4芯3.5mm接頭，多出來的一根線是傳送線控訊號用的，再比如手機上常見的4芯2.5mmTRS接頭，多出來的那個芯是用來與頭戴式耳機的麥克風相連，用來傳送由語音訊號經麥克風轉換後的電訊號。另外，芯數也能減少，譬如卡拉ok話筒與功放相連的插頭，即為卡儂頭***卡儂頭將在後文介紹***轉2芯6.3mm TRS接頭，可

　　以用來傳送非平衡的單聲道音訊訊號。

　　2.1.2 ***1/4″ 6.3mm*** TRS接頭 俗稱：***大三芯***

　　關於大三芯插頭的定義，如下圖: ***圖5***

　　它是一種常見的音訊裝置連線插頭，一般用於平衡訊號的傳輸或者非平衡立體聲訊號的傳輸，用作平衡訊號的傳輸時，功能與卡儂頭一樣。***注：平衡訊號和非平衡訊號將在後文進行介紹***。1/4" TRS平衡接頭能提供平衡輸入/輸出。除了具有耐磨損的優點外，還具有平衡接頭獨有的高信噪比，抗干擾能力強等特點。對於一個真正的1/4"TRS平衡接頭來說，其成本將是非平衡的2倍多。因此採用1/4" TRS平衡接頭的裝置一般是高檔或專業音訊裝置。

　　2. RCA模擬音訊接頭

　　RCA接頭就是常說的蓮花頭，利用RCA線纜傳輸模擬訊號是目前最普遍的音訊連線方式。名稱“RCA”是以發明這種接頭的公司來命名的，即美國無線電公司，英文：***Radio Corporation of America***, 這個公司在20世紀40年代將這種接頭引入市場，用它來連線留聲機和揚聲器。

　　每一根 RCA線纜負責傳輸一個聲道的音訊訊號，所以立體聲訊號，需要使用一對線纜。對於多聲道系統，就要根據實際的聲道數量配以相同數量的線纜。立體聲RCA音訊接頭，一般將右聲道用紅色標註，左聲道則用藍色或者白色標註。

　　一些雙聲道專用音效卡上我們常可以見到RCA接頭，如圖8是一塊音效卡產品，採用了RCA模擬輸出。與3.5mm接頭一樣，這樣的接頭同樣能夠傳輸數字訊號。

　　3. XLR接頭

　　XLR接頭，俗稱卡儂頭，之所以被稱做卡儂頭***英文：cannon plug or cannon connector***是因為James H. Cannon先生***Cannon Electric的創立者，現在該公司已經被併入ITT Corporation***是卡儂頭最初的生產製造商。最早的產品是 "Cannon X" 系列， 後來對產品進行了改進，增加了一個插銷***英文：Latch***，其實是一個鎖定裝置，產品系列更名為： "Cannon XL"， 然後又圍繞著接頭的金屬觸點，增加了橡膠封口膠***Rubber compound***，最後人們就把這三個單詞的頭一個字母拼在一起，稱作" XLR Connector",即XLR接頭。這裡需要提醒的是， XLR接頭可以是3腳的，也可以是2腳、4腳、5腳、6腳。當然，我們使用最普遍的接頭，如圖9所示，是3腳的卡儂頭，即：XLR3。由於採用了鎖定裝置，XLR連線相當牢靠。XLR接頭通常在麥克風、電吉它等裝置上常能看到。如圖10是卡儂頭在平衡式連線時，各個針腳的定義。

　　需要提醒大家的是，卡儂頭不僅可以做模擬音訊訊號的接頭，也可以做數字音訊訊號的接頭。

　　平衡訊號和非平衡訊號

　　音訊接頭是音訊訊號的載體， 所傳輸的訊號種類不同，接頭也有所不同。在音訊裝置間傳輸的音訊訊號，可大致分成兩類，平衡訊號和非平衡訊號。聲波轉變成電訊號後，如果直接傳送就是非平衡訊號，如果把原始訊號反相***相位差為180度***，然後同時傳送反相的訊號和原始訊號，就叫做平衡訊號。與之相對應的是音訊訊號的平衡傳輸與非平衡傳輸。平衡傳輸是一種應用廣泛的音訊訊號傳輸方式。它是利用相位抵消的原理將音訊訊號傳輸過程中所受的其他干擾降至最低，即：平衡訊號送入差動放大器，原訊號和反相位訊號相減，得到加強的原始訊號，由於在傳送中，兩條線路受到的干擾幾乎一樣，在相減的過程中，減掉了干擾訊號，因此抗干擾能力更強。所以，平衡傳輸一般出現在專業音訊裝置上，以及傳輸距離較遠的場合。這種在平衡式訊號線中抑制兩極導線中所共同有的噪聲的現象便稱為共模抑制。實現平衡傳輸，需要並列的三根導線來實現，即接地線、熱端線、冷端線。因此，平衡輸入、輸出接頭，必須具有三個腳位，如圖11卡儂頭，大三芯接頭。

　　非平衡傳輸只有兩個端子，即：訊號端與接地端。對於這種單相訊號，為防止共模干擾使用同軸電纜，外皮是地，中間的芯是訊號線。常見的接頭，如BNC接頭，RCA接頭等。這種傳輸方式，通常在要求不高和近距離訊號傳輸的場合使用，如家庭音響系統。這樣連線也常用於電子樂器、電吉他等裝置。這裡有一點要提醒大家注意：平衡訊號需要用平衡接頭來傳輸，那麼反過來，看到平衡接頭，如大三芯TRS接頭或者XLR 3接頭，電路中傳輸的一定是平衡訊號嗎?答案是否定的。比如，當大三芯TRS接頭用來傳輸立體聲訊號的時候，Tip腳傳輸左聲道訊號，Ring腳傳輸右聲道訊號，Sleeve腳接地，那麼它此時傳輸的是兩路不同的訊號，即不是平衡訊號。而平衡訊號本質上是一路訊號，只不過將其反相後，兩路同時傳輸而已。鑑於此，讀者在實際 應用中，當結合實際電路，細心分辨。

　　數字音訊介面

　　數字介面的優勢在於它在傳輸中有較強的抗干擾能力，即便出現誤碼，一些編碼方式也能夠對其進行修正，因此訊號的可靠性對比模擬訊號有著不可比擬的優勢。目前在數字音訊應用領域中，數字音訊介面資料格式標準有很多，以下是一些主要標準的簡單介紹。

　　AES/EBU是美國和歐洲錄音師協會制定的一種高階的專業數字音訊資料格式，插口硬體主要為卡儂頭，目前用於一些高階專業器材，如專業DAT、頂級取樣器、大型數字調音臺、專業音訊 工作站等。

　　S/PDIF是Sony和飛利浦公司制定的一種音訊資料格式，主要用於民用和普通專業領域，插口硬體使用的是光纜口或同軸口，現在的DAT、CD機和MD機和 計算機音效卡音訊數字輸入輸出口都普遍使用S/PDIF格式。

　　ADAT***又稱Alesis多通道光學數字介面***是美國Alesis公司開發的一種數字音訊訊號格式，因為最早用於該公司的ADAT八軌機，所以就稱為ADAT格式，該格式使用一條光纜傳送八個聲道的數字音訊訊號，由於連線方便、穩定可靠，現在已經成為了一種事實上的多聲道數字音訊訊號格式，越來越廣泛地使用在各種數字音訊裝置上，目前許多公司的多聲道數字音訊介面，像Frontier公司的一系列產品，使用的都是ADAT口。

　　TDIF是日本Tascam公司開發的一種多聲道數字音訊格式，使用25針類似於計算機序列線的線纜來傳送八個聲道的數字訊號。TDIF的命運與ADAT正好相反，在推出以後TDIF沒有獲得其它廠家的支援，目前已經越來越少地被各種數字裝置所採用。

　　R-BUS是Roland公司新推出的一種八聲道數字音訊格式，也被稱為RMDB II。它的插口和線纜都與TASCAM公司的TDIF相同，傳送的也是八聲道的數字音訊訊號，但它有兩個新增的功能。第一，R-BUS埠也可供電，這樣當你將一些小型器材連線在其上使用時，這些器材可以不用插電。第二，除數字音訊訊號外，R-BUS還可以同時傳送執行控制和同步訊號。這樣，當兩件裝置以R-BUS口連線時，在一臺裝置上就可以控制另一臺裝置。比如你將Roland公司最新的VSR-880多軌機通過R-BUS連在Roland的VM系列調音臺上時，你就可以在VM調音臺上直接控制多軌機的執行。

　　1. AES/EBU標準

　　AES/EBU的全稱是Audio Engineering Society/European Broadcast Union***音訊工程師協會/歐洲廣播聯盟***，現已成為專業數字音訊較為流行的標準。大量民用產品和專業音訊數字裝置如CD機、DAT、MD機、數字調音臺、數字音訊工作站等都支援AES/EBU。AES/EBU是一種通過基於單根絞合線對來傳輸數字音訊資料的序列位傳輸協議。它無須均衡即可在長達100m的距離上傳輸資料，如果均衡，可以傳輸更遠距離。它提供兩個通道的音訊資料***最高24位元量化***，通道是自動計時和自同步的。它也提供了傳輸控制的方法和狀態資訊的表示***channel status bit***和一些誤碼的檢測能力。它的時鐘資訊是由傳輸端控制，來自AES/EBU的位流。它的三個標準取樣率是32kHz、44.1kHz、48kHz，當然許多介面能夠工作在其它不同的取樣率上。

　　AES/EBU的普通物理連線媒質有：

　　***1***平衡或差分連線，使用XLR***卡儂頭***聯結器的三芯話筒遮蔽電纜，引數為阻抗110Ω，電平範圍0.2V～5Vpp，抖動為±20ns。

　　***2***單端非平衡連線，使用RCA插頭的音訊同軸電纜。

　　***3***光學連線，使用光纖聯結器。

　　2. S/PDIF標準

　　S/PDIF的全稱是Sony/Philips Digital Interface Format，由於被廣泛採用，它成為事實上的民用數字音訊格式標準，大量的消費類音訊數字產品如民用CD機、DAT、MD機、計算機音效卡數字口等都支援S/PDIF，在不少專業裝置上也有該標準的介面。S/PDIF格式和AES/EBU有略微不同的結構。音訊資訊在資料流中佔有相同位置，使得兩種格式在原理上是相容的。在某些情況下AES/EBU的專業裝置和S/PDIF的使用者裝置可以直接連線，但是並不推薦這種做法，因為在電氣技術規範和通道狀態位中存在非常重要的差別，當混用協議時可能產生無法預知的後果。

　　S/PDIF的普通物理連線媒質主要是採用捆緊式/光學波 導連線裝置，如採用BNC聯結器的75Ω同軸電纜，電平範圍0.2V～5Vpp，距離在10m內;還可選用光學Toslink接頭和塑料光纜，距離小於1.5m;如果大於1km的距離，可使用玻璃光纜和使用編解碼器。

　　S/PDIF採用 EiAJ CP-340 IEC-958 同軸或光纜, 屬不平衡式。其標準的輸出電平是0.5Vpp***傳送器負載75Ω***，輸入和輸出阻抗為75Ω***0.7-3MHz頻寬***。常用的有光纖，RCA和BNC。我們常見的是RCA插頭作同軸輸出， 但是用RCA作同軸輸出是個錯誤的做法， 正確的做法是用BNC作同軸輸出， 因為BNC頭的阻抗是75Ω, 剛好適合S/PDIF的格式標準， 但由於歷史的原因， 在一般的家用機上用的是RCA作同軸輸出。

　　3. 同軸數字接頭

　　***圖12***中左邊為RCA同軸數字插頭，右邊為BNC同軸數字插頭。同軸線纜有兩個同心導體，導體和遮蔽層共用同一軸心。同軸線纜是由絕緣材料隔離的銅線導體，阻抗為75Ω，在裡層絕緣材料的外部是另一層環形導體及其絕緣體，整個電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護套包住。其優點是阻抗恆定，傳輸頻帶較寬，優質的同軸電纜頻寬可達幾百兆赫。同軸數字傳輸線標準接頭採用BNC頭，其阻抗是75Ω，與75Ω的同軸電纜配合，可保證阻抗恆定，確保訊號傳輸正確。傳輸頻寬高，保證了音訊的質量。雖然同軸數字線纜的標準接頭為BNC接頭，但市面上的同軸數字線材多采用RCA接頭。

　　4. 光纖接頭***TOSLINK***

　　從單純的技術角度來說, 光纖電纜是導體傳輸速度最快的, 是一個極好的資料傳輸接線, 但是由於它需要光纖發射口和接收口, 而光纖發射口和接收口的光電轉換需要用光電二極體, 由於光纖和光電二極體不可能有緊密的接觸, 從而產生數字抖動類的失真，而這個失真是疊加的, 因它有兩個口***發射口和接收口***。再加上在光電轉換過程中的失真，使它是幾種數字電纜中最差的，同軸電纜傳輸比光纖的數字抖動少一個數量級。

　　***圖13、14***便是光纖接頭。TOSLINK全名Toshiba Link。這是日本東芝***TOSHIBA***公司較早開發並制定的技術標準，它是以Toshiba+link命名的,在器材的背板上用“OPTICAL”作標識。現在幾乎所有的數字影音裝置都具備這種格式的接頭。TOSLINK光纖曾大量 應用在普通的中低檔CD播放器、MD播放器、DVD機及組合音響上。光纖***Optical***以光脈衝的形式來傳輸數字訊號，支援PCM數字音訊訊號、Dolby以及DTS音訊訊號。製造光纖常用的材料有塑料、石英、玻璃等，以玻璃或有機玻璃為主。光纖同樣採用S/PDIF介面輸出，TOSLINK使用光纖傳送S/PDIF數字音訊訊號，分兩種型別，一般家用的裝置都是用標準的接頭，而行動式的器材如CD隨身聽等，則是用與耳機接頭差不多大小的迷你光纖接頭。光纖連線可以實現電氣隔離，阻止數字噪音通過地線傳輸，有利於提高DAC的信噪比。

　　5.數字音訊介面應用例項

　　我局發射臺節傳機房數字化改造完成後，音訊排程系統從數字衛星接收機到數字音訊四選一均採用了瑞士的NEUTRIK XLR***卡儂頭***來連線。如圖15為NEUTRIK XLR卡儂頭，在本系統中用來傳輸數字訊號。

　　從數字音訊四選一，型號為DAL3500的音訊擴充套件介面箱輸出音訊訊號符合AES/EBU標準的數字訊號，其阻抗是110Ω，平衡輸出。我臺從節傳機房傳輸到各發射機房的音訊訊號最遠距離大概在400m以內，故採用特性阻抗為75Ω的CANARE L-5CFB聚乙烯絕緣型同軸電纜，在實際的裝置連線中，為了解決阻抗匹配和較遠距離的傳輸問題，採用了日本佳耐美電氣公司生產的型號為CANARE BCJ-XJ-TRB的阻抗變換器，該阻抗變換器符合AES/EBU標準數字訊號傳輸，其特性阻抗由110Ω變為75Ω，110Ω端採用XLR接頭，滿足平衡輸出要求。75Ω端用BNC介面，滿足同軸電纜傳輸，在發射機房同軸電纜與數字音訊處理器***Orban Optimod-AM 9400***之間再次使用同樣型號的阻抗變換器，將特性阻抗由75Ω再變為110Ω，很好地解決了實際需求。如圖16是未連線的BCJ-XJ-TRB阻抗變換器和BNC接頭的同軸線纜。圖17為帶BNC接頭的同軸電纜與阻抗變換器75Ω端BNC介面匹配連線。

　　如圖18為經過阻抗變換器轉換後的同軸電纜與數字音訊四選一音訊介面箱的實際連線狀態。

　　綜述

　　本文較詳細地介紹了常用音訊介面的型別， 機械結構、技術標準及使用方法，這裡特別提醒大家注意的是在不同的音訊應用領域，在使用不同的音訊介面時一定要事先考察好介面技術標準，訊號的平衡與非平衡性以及傳輸線纜與介面的阻抗匹配等細節，否則在廣播級的音訊系統應用中會出現很嚴重的後果。以上是 工作中 總結的一些點滴心得，方便大家在日常技術維護中甄別使用，希望能給大家帶來幫助。

　　篇二

　　投影機的介面

　　【摘要】一般使用者使用投影機,其實就是對輸入輸出介面的操作。投影機的介面按照用途可以分成音訊介面、視訊介面、控制介面和綜合介面四種。USB連線投影,無線網路投影等是當前的熱門技術。投影機的介面發展呈現出數字化、高速化、整合化、輕便化等特徵。

　　【關鍵詞】投影機;介面;USB投影;無線網路投影

　　【中圖分類號】G432【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097***2010***08―0130―05

　　投影機憑藉其“小個頭”,可以投射出“大畫面”,在教育和商務領域得到了廣泛的應用,在高階顯示工程中大顯身手,在家庭客廳中也佔據了一席之地。毋庸置疑,投影機作為一種集光學、機械、電子等技術於一體的精密裝置,許多人對其內部構造知之甚少,但是這絲毫不會影響人們使用投影機。按照控制論的思想方法,可以把投影機看作一個黑箱,我們輸入視訊訊號、音訊訊號、控制訊號以及電源,得到了影象和聲音的輸出,就實現了投影機的功能,而對於其內部構造則無需知曉。從此種意義上來講,使用投影機和使用一臺電視機並無多大差別,使用投影機,其實就是對投影機各種輸入輸出介面的操作。一般來說,投影機越高檔,介面越多。低檔投影機介面少,夠用就行;高檔投影機介面多,滿足多種需要。

　　一 投影機介面的分類

　　為了滿足多種應用場合,投影機上往往有眾多介面。按照介面的用途,可以把介面分成視訊介面,音訊介面,控制介面和綜合介面四類。

　　1視訊介面

　　視訊介面傳輸視訊訊號,有模擬視訊介面和數字視訊介面之分,如VGA介面,複合視訊埠,S-視訊埠屬於模擬視訊介面,而DVI介面則屬於數字視訊介面。

　　2音訊介面

　　音訊介面傳輸聲音訊號,有3.5mm立體聲迷你介面,L-Audio-R音訊介面等。兩種介面通過轉接頭或者自制線纜可以方便地進行轉換。

　　3控制介面

　　控制介面則傳遞投影機的狀態資訊或者對於投影機的控制資訊,以實現對投影機的監控和控制,包括按鍵面板,遙控傳送和接收器,線控介面,RS-232C序列介面等。

　　4 綜合介面

　　綜合介面可以同時傳輸視訊訊號、音訊訊號、控制訊號中的兩種或三種,如USB介面,有線無線網路介面,HDMI介面等。綜合介面往往是當前投影機的熱門技術,代表了投影機介面的發展方向。

　　二 投影機的視訊介面

　　1 複合視訊埠

　　AV複合介面***Audio-Video Composite***是目前在視聽產品中應用得最廣泛的模擬介面,將音訊和視訊進行分離傳輸,避免音視訊的混合干擾。該介面由黃、白、紅3路RCA蓮花接頭組成,白色接頭傳輸左聲道音訊訊號,紅色接頭傳輸右聲道音訊訊號,其中的黃色接頭則傳輸一種亮度/色度***Y/C***混合的視訊訊號。

　　2 S-視訊埠

　　S端子,即分離式影像端子S-video***Separate Video***,其實就是把複合視訊訊號分離成視訊亮度訊號Y和視訊色度訊號C。S-視訊埠使用DIN Connector***DIN 連線頭***,是一種五芯圓形介面,由視訊亮度訊號Y和視訊色度訊號C和一路公共遮蔽地線組成。S-視訊埠比上覆合視訊埠可以實現更高的解析度,可以使用轉接頭轉換成複合視訊埠。

　　3 色差分量介面

　　色差分量***Component***介面採用YPbPr和YCbCr兩種標識,前者表示逐行掃描色差輸出,後者表示隔行掃描色差輸出。色差分量介面一般利用3根訊號線分別傳送亮度和兩路色差訊號。這3組訊號分別是:亮度以Y標註,以及從三原色訊號中的兩種――藍色和紅色――去掉亮度訊號後的色彩差異訊號,分別標註為Pb和Pr,或者Cb和Cr,在三條線的接頭處分別用綠、藍、紅色進行區別。這三條線如果相互之間插錯了,可能會顯示不出畫面,或者顯示出奇怪的色彩來。色差分量介面是模擬介面,支援傳送480i/480p/576p/720p/1080i/1080p等格式的視訊訊號,本身不傳輸音訊訊號。[1]

　　4 VGA視訊介面

　　VGA***Video Graphics Array***介面是電腦顯示卡和投影機上最常見、最常用的介面。VGA支援640X480的解析度,後來又擴充了SVGA***800X600***,XGA***1024X768***,SXGA***1280X1024***,UXGA***1600X1200***,WXGA***1280X768***,

　　WUXGA***1920X1200***等顯示模式,這些模式都符合VESA***Video Electronics Standards Association,視訊電子標準協會***的標準,都可以通過VGA介面實現傳輸。[2]

　　在投影機上既有VGA輸入介面,也有VGA輸出介面,使用時把電腦的視訊訊號送入輸入端,再從輸出端送入電腦顯示器。為了防止插反,插頭被設計成了梯形,因為看起來像大寫字母D,所以也叫做VGA-D型插頭,並且有公、母兩種插頭。在多媒體教室安裝環境下,可以使用VGA分配器,將來自電腦的視訊訊號分成兩路,一路送入電腦顯示器,一路送入投影機,並且可以把視訊訊號放大加強,解決因線纜過長訊號衰減的問題。

　　在VGA介面的15個針腳中,傳輸視訊訊號的其實只有10個,即紅、綠、藍及接地線,三組6個,外加接地、同步接地、水平同步、垂直同步4個。VGA線纜既可以選用成品線,也可以用帶遮蔽層的視訊線和VGA插頭進行手工焊接。在沒有視訊線的情況下,也可以用網線來代替。網線中只有8根線芯,而訊號傳輸需要10根線,怎麼辦呢?因為模擬訊號的接地線不會傳輸任何資料,所以可以把PIN5***接地***,PIN10***同步接地***,PIN8***藍色接地***三個針腳互相連通,合併成一根線芯,正好是8根線。

　　5 DVI介面

　　DVI***Digital Visual Interface***,即數字視訊介面。DVI傳輸的是TMDS訊號。TMDS***Transition Minimized Differential Signaling***最小化傳輸差分訊號, 是由美國Silicon Image公司開發的一項高速傳輸資料技術。TMDS是一種微分訊號機制,可以將畫素資料編碼,並通過序列連線傳遞。DVI有1.0和2.0兩種標準。DVI1.0僅用了一組傳輸通道***data0-data2***,傳輸影象的最高畫素時鐘為165M,通道中的最高訊號傳輸碼流為1.65GHz,最高解析度可達1600X1200X60。而DVI2.0則用了全部的兩組訊號傳輸通道***data0-data5***,傳輸影象的最高畫素時鐘為330M,可支援1920X1280解析度,支援HDMI格式,每組通道中最高訊號傳輸碼流也為1.65GHz。[3]

　　DVI介面有兩種,DVI-D***Digital***介面,只接收數字訊號。DVI-I***Integrated***介面,可同時相容模擬和數字訊號,通過一個轉換接頭可轉為VGA介面。

　　三 投影機的音訊介面

　　投影機上的音訊介面有3.5mm立體聲迷你介面,也就是常見的耳機插孔,還有前面敘述過的AV複合介面中的L-Audio-R介面。

　　在以往的投影機中,自帶的揚聲器往往音質差,音量小,有的機型配備了單聲道揚聲器,揚聲器的功率通常是1W、2W。因此,音訊介面自然不受重視。投影機吊裝到教室裡時,音訊線常常不接,聲音是通過另外的功放音箱來播放的,投影機內的揚聲器成了擺設。

　　而在當前的一些機型中,雙聲道揚聲器成為標配,功率也達到了5W、7W,甚至10W,音質和音量完全能滿足小型應用場合的需要,有力地提高了投影機的易用性和經濟性。當然,投影機自帶揚聲器要受到投影機體積的制約,還要考慮揚聲器對於投影機的可靠性、穩定性的影響。

　　部分廠家還開發了一些獨特的投影機音訊技術。如在待機狀態下,仍然可以播放聲音。又如,三菱的GX-540/320投影機,配合專門的藍芽話筒,可以混入講解的聲音播放。

　　四 投影機的控制介面

　　1 按鍵面板及鏡頭旋鈕

　　在投影機的機身上,有若干按鍵,供使用者控制機器,還有若干訊號燈,反映投影機的工作狀態。當投影機被吊裝起來的時候,按鍵面板就操作不便了。在投影機的鏡頭上,有變焦、聚焦兩個旋鈕,可以調整畫面的大小和清晰度。有的投影機則在鏡頭上安裝馬達,這樣就可以實現電動聚焦和變焦,方便使用者使用遙控器進行調整。

　　2 遙控器

　　投影機都配備了紅外線遙控器。為了擴充套件紅外遙控器的使用範圍和使用距離,一些機器在頭部和尾部安裝了兩個紅外線接收器,還有些機器的遙控器上安裝了兩個紅外線發射器。當用USB線、網路線等把投影機和電腦連線起來時,遙控器就變成了鐳射教鞭或者無線滑鼠,可以控制電腦,在演示時進行翻頁等操作。

　　3 序列介面

　　序列介面即RS-232C介面,是由美國電子工業協會***EIA,Electronic Industry Association***制定的物理介面標準。RS***Recommended Standard***的意思是推薦標準,232是一個表示號碼,C表示該標準已被修改過的次數。[4]

　　投影機上的串列埠和計算機主機板上整合的一致,有9個針腳,插頭也做成梯形以防止插反。在實際應用中,只將PIN2***接受資料***,PIN3***傳送資料***,PIN5***訊號地線***三個針腳用線纜接通,製成簡易串列埠線,把多媒體中央控制器和投影機連線起來,對投影機進行控制。當然根據投影機的品牌和型號,在中央控制器中要設定投影機控制碼。

　　在一些行動式投影機上***例如:Panasonic PT-UX71***,為了節省空間,序列介面也可能採用變形了的圓形介面,針腳仍然為9個,但形狀和S-視訊埠類似。

　　4 線控介面

　　線控介面比較少見。在EPSON公司出品的4000流明工程教育專用投影機EB-G5150/G5100上,配置了一個線控插孔,可以用長達20米的線纜把投影機和遙控器連線起來,對投影機進行控制。

　　五 投影機的綜合介面

　　1 USB介面

　　標準大小的USB介面有兩種:長方形的A型,缺兩個角的方形的B型。除此之外,還有更小的Mini-USB介面。無論哪一種介面,裡面都有四條連線線:+5V,資料訊號負極,資料訊號正極,接地。USB1.1理論傳輸速率為12Mbps***1.5MB/s***,USB2.0的是480Mbps***60MB/s***,而最新推出的USB3.0則高達5Gbps***625MB/s***,與HDMI介面相當,足以滿足高清視訊傳輸的需要。

　　***1***USB連線投影

　　USB介面在電腦上非常普及,使用者的接受程度也很高,投影機的USB連線輸出自然深受歡迎。USB介面是一種綜合介面,既可以傳輸視訊、音訊,也可以輕鬆實現滑鼠控制功能。使用USB介面還可以實現即插即投,無需切換投影機的輸入訊號源。

　　從技術上來看,多數USB視訊連線技術基於由DisplayLink公司研發的DisplayLink技術,該技術允許使用者通過USB介面直接連線投影機傳輸視訊訊號。在具體應用中,使用者只需要在電腦上安裝DisplayLink驅動,負責GPU與CPU之間的訊號轉換和自動調製;DisplayLink可通過自適應壓縮技術,自動根據CPU和USB頻寬的情況壓縮視訊內容;壓縮的資料包通過USB電纜快速傳送到DisplayLink裝置上,讓使用者幾乎感覺不到延遲;如果高速DisplayLink晶片嵌入顯示裝置或介面卡上,則可以直接傳送視訊或圖形資料。應用了該技術的投影機產品可以非常簡單、方便地連線到電腦。該技術允許使用者用USB虛擬遙控器直接控制投影機,使用者還可以利用USB介面連線多臺投影機組成投影幕牆,實現超大畫面輸出。[5]

　　***2***用USB介面,儲存卡插槽實現無PC投影

　　有的投影機上的USB介面可以實現無PC投影,把U盤、MP3播放器、數碼相機等USB裝置中儲存的圖片、電影、聲音等直接播放出來。這樣的機器往往還會配置SD、CF等常見的儲存卡插槽,可以直接播放儲存卡中的內容。由於技術的限制,無PC投影對圖片、電影、音樂等的檔案格式會有限制,例如EPSON的EB-C1915,EB-C1925W只能播放JPEG格式的圖片,而對於最常用的PowerPoint簡報則需要用專用的軟體進行格式轉換,轉換成PowerPoint Converted Scenario檔案後才能播放。雖然有限制,但是脫離電腦,只用一張儲存卡或者一個U盤,加上一臺投影機就可以投影,這對於那些要經常攜帶膝上型電腦和行動式投影機出差的使用者,無疑是最大的福音。

　　2 網路介面

　　***1***網路監控

　　標稱是“教育專用”的投影機,往往會配置一個RJ45乙太網絡介面,通過區域網或者網際網路可以對投影機進行監測和控制。使用者可以為每一臺投影機設定IP地址,可以通過網頁瀏覽器監測投影機狀態和更改設定;投影機也可以用***的方式報告燈泡和風扇的使用狀態,使用者可以隨時隨地瞭解投影機情況,更能及時獲知出錯故障資訊;投影機上的網路介面一般會遵循SNMP***簡單網路管理協議***,也會符合PJLink的監控統一標準,可以對多臺不同的投影機進行中央控制和集中管理,這樣學校內的管理人員就可以在電腦螢幕前對幾十臺、幾百臺投影機進行監控和管理了。

　　PJLink是由JBMIA***Japan Business Machine and Information System Industries Association日本商業機器和資訊系統工業協會***制定的,是操作和控制資料投影機的一個統一標準,用來保證不同廠商生產的投影機的中央控制器遵循統一的介面和協議,能被一個控制器來集中管理。[6]

　　***2***網路投影

　　網路投影就是利用有線或者無線網路來把電腦上的影象和聲音傳輸至投影機投射出來。

　　為了控制成本,有的投影機僅配置了有線網路介面,有的投影機僅配置了無線網路介面。但兩者可以方便地進行轉換。例如,EPSON的EB-C1910,EB-C1830投影機可以通過加配無線路由器,將有線網路投影升級為無線網路投影。EPSON的EMP-1715投影機,在不能或不宜使用無線連線的情況下,可以通過加裝一個乙太網卡模組將無線連線方式轉換成有線連線。

　　美國電氣與電子工程師協會***Institute of Electrical and Electronics Engineers***IEEE802委員會制訂了一系列的WLAN無線區域網標準。802.11g提供54Mbps的傳輸速率,而802.11n可以提供300Mbps,甚至高達600Mbps。無線網路投影不僅可以使投影擺脫線纜的束縛,部署更加便捷,使用更加靈活,而且可以衍生出一些新的應用模式。

　　一對多模式:即一臺電腦連線多臺投影機。例如,EPSON的EB-C1910,C-1830投影機,使用網路連線方式,一臺電腦可以同時控制四臺投影機,並可同時投射出四個相同或者不同的畫面,或者橫向拼接成寬屏影象,滿足使用者的特殊應用。

　　多對一模式:即多臺電腦連線一臺投影機,可以隨意切換來自不同電腦的影象投射到螢幕上。Panasonic 的PT-BW10NT投影機,可以工作在多現場模式下。其中的四視窗模式可以把四臺電腦的影象同時投射到螢幕上;擴充套件索引模式可以把多達16臺電腦的影象同時投射到螢幕上;索引模式可以投射出一個主屏影象和4個副屏影象。

　　松下公司的該款投影機,可以實現選擇性區域傳輸,通過切換顯示影象各區域,可以指定需要放大的內容並將該區域顯示於投影螢幕上。該款機器還設計了一個模擬遙控器,遙控器圖示顯示在電腦螢幕上,坐在電腦前面就可以輕鬆地操作投影機,而且在真的遙控器丟失損壞後也不用著急了。

　　為了解決無線連線設定複雜的問題,有的產品也進行了貼心的設計,一切為使用者考慮。EPSON的EB-C1915,EB-C1925W兩款投影機,就可以選配一個類似U盤的Quick Wireless Connection Key***快速無線連線鑰匙***, 先將其插入投影機,然後拔出再插入PC,即完成了無線連線的全部設定,投影機會在幾秒後自動識別PC資訊開始投放。

　　當把具有網路功能的投影機接入到Internet時,可以在相距甚遠的不同會議室之間進行投影畫面共享。例如,Sony的VPL-CX125/155/CW125等機型就為遠端會議等應用提供了支援。

　　Windows Vista 作業系統中的“附件”中有一個“Connect to a Network Projector wizard,網路投影機連線嚮導”,運用這一向導,可以搜尋到網路上的投影機,在建立起網路投影演示後,會出現一個“Network Presentation dialog box***網路演示對話方塊***”,提供Pause/Resume, Disconnect等按鈕,供使用者來操作。[7]將網路投影機應用軟體整合到作業系統中,極大地方便了使用者,很利於網路投影技術的推廣。

　　3 HDMI

　　HDMI***High Definition Multimedia Interface*** 即高清多媒體介面,由日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯合組成的HDMI組織研製。HDMI介面是為高清而生的,HDMI 1.2a的頻寬為4.95Gb/s,HDMI 1.3提供的頻寬達10.2Gb/s,最遠可傳輸15米,可以傳送無壓縮的8聲道數字音訊訊號及1080p的高解析度數字視訊訊號。2009年6月由HDMI規範授權機構HDMI Licensing,LLC官方釋出了HDMI 1.4的規範。HDMI 1.4 集成了高速乙太網功能,還增加了一個音訊通道ARC,這個新通道能讓高清電視通過HDMI線把音訊直接傳送到A/V功放接收機上,無需另外一條線。HDMI 1.4支援更高的色彩空間。HDMI 1.4支援3D顯示器,並支援高清1080p的解析度,同時還支援多種3D技術。而對於顯示器,其支援4K x 2K解析度,支援30Hz重新整理頻率下的 3840 x 2160和4096 x 2160解析度。 NVIDIA的3D Vision Surround技術就是用HDMI1.4連線三臺顯示器,以全立體3D顯示的方式呈現身臨其境的視覺效果。

　　HDMI支援HDCP***High Definition Copyright Protection,高清版權保護協議***,HDMI還具有“即插即用”的特點,訊號源和顯示裝置之間會自動進行“協商”,自動選擇最合適的視訊、音訊格式。HDMI介面中有一條熱拔插探測線,因而可以支援熱拔插。HDMI在針腳上和DVI相容,只是採用了不同的封裝,使得介面更小,線纜更細。[8]

　　HDMI介面有三種型號,A型為19個針腳;B型為29個針腳,可傳輸HDMI A type兩倍的TMDS資料量, 相當於DVI Dual-Link傳輸, 用於傳輸高解析度影象***WQXGA 2560x1600以上***;C型總共有19pin, 可以說是縮小版的HDMI A type, 但腳位定義有所改變, 主要是用在行動式裝置上。

　　4 DisplayPort介面

　　DisplayPort 是VESA釋出的標準,這是一種針對所有顯示裝置***包括內部和外部介面***的開放標準。Display Port問世之初提供的頻寬就高達10.8Gb/s,而且為以後的提升預留了空間,即使DisplayPort採用新的2X速率標準***21.6Gbps***,接頭和接線也不必重新進行設計。

　　和HDMI一樣,Display Port也允許音訊與視訊訊號共用一條線纜傳輸,支援多種高質量數字音訊。在四條主傳輸通道之外,Display Port還提供了一條功能強大的輔助通道。該輔助通道的傳輸頻寬為1Mbps,最高延遲僅為500μs,可以直接作為語音、視訊等低頻寬資料的傳輸通道,另外也可用於無延遲的遊戲控制。

　　DisplayPort具備高度的可擴充套件特性,要讓它同時傳輸多條視訊或音訊流也並非難事。畫中畫、分屏顯示功能對於DisplayPort而言就是“小菜一碟”,一條Display Port連線線最高可支援6條1080i或3條1080p視訊流。AMD的單GPU多顯示輸出技術ATI Eyefinity的實現就是得益於DisplayPort介面:AMD在GPU內集成了六條DisplayPort輸出通道,每條通道連線一臺顯示器,全部由一個顯示引擎驅動,可以輕鬆地搭建6螢幕顯示牆。

　　DisplayPort使用Philips為DisplayPort制訂的一套內容防拷協議,版權保護技術比HDMI的HDCP更加可靠。當然,DisplayPort的架構更富彈性,廠商也可根據需要選擇其他內容保護協議。[9]

　　顯而易見,DisplayPort介面相比HDMI介面而言,有過之而無不及。更重要的是DisplayPort實行免費政策,不像HDMI那樣徵收授權費,因而更受青睞。

　　5 電視射頻輸入埠***RF, Radio Frequency,無線電射頻***

　　在投影機內加入一個電視節目接收模組,投影機就搖身一變,成為一臺大螢幕電視機。在投影機上就多了一個電視射頻輸入介面,插上天線就可收看電視節目。如紐曼這樣的新興廠商,就把投影電視機作為賣點,並且以1000-3000元的低價銷售,有力地增加了投影機在普通百姓中的知曉度和認可度。

　　RF的成像原理是將視訊訊號***CVBS, Composite Video Broadcast Signal,複合視訊廣播訊號***和音訊訊號***Audio***相混合編碼後輸出, 然後在顯示裝置內部進行一系列分離/ 解碼的過程輸出成像。

　　六 投影機介面的發展特徵

　　隨著投影機的發展,投影機的介面也在不斷髮展。當前投影機介面的發展呈現出了數字化、高速化、整合化、輕便化等顯著特點。

　　數字化是大勢所趨,介面提供的頻寬、速率也越來越高,唯有如此,才能對方興未艾的高清視訊,3D立體視訊等提供支援。但是數字介面全面替代模擬介面絕非一蹴而就的事情,模擬介面表現出了頑強的生命力,淘而不汰,滿足使用者的多樣化需要,保證已有裝置的繼續使用。

　　使用者總是希望產品易用好用。投影機的介面發展呈現出整合化的特點,一個介面既可以傳輸視訊,也可以傳輸音訊,還可以傳輸控制訊號,真正實現“一線通”,甚至是“無線通”,避免繁瑣的線纜連線。而且介面和線纜的設計也追求輕便小巧,粗大笨重自然不為人所愛。

　　窺一斑而知全豹,透過投影機的介面我們可以瞭解投影機技術的不斷改進,使用者體驗的不斷改善。不斷創新並且體貼使用者,這就是投影機的發展之道。

　　參考文獻

　　[1] PConline數字家庭什麼是色差分量介面?[EB/OL].

　　[2][3][8] 電腦報. 液晶顯示器維修手冊[M].重慶:電腦報電子音像出版社, 2009:86-88.

　　[4] 蔡皖東.計算機網路***第3版***[M].西安:西安電子科技大學出版社,2007:29.

　　[5] 阿勻.光影魔術師――熱門投影技術與功能解析[N].電腦報,2009-11-16***20***.

　　[6] JBMIA .What’s PJLink ? [EB/OL].

　　[7] Microsoft. Giving a presentation over a network[EB/OL].

　　[9] 百度百科. DisplayPort介面[EB/OL].
 

　　""的人還看: