1、HDMI 资料 Agenda: 1.HDMI cable Pin Define 2.HDMI cable vs. Length 3.HDMI cable vs. Resolution 4.HDMI cable vs.Machine 5.HDMI cable Trouble shootingSURE-FIRE ELECTRICAL CORP.今天的主要内容有下列 5 项 : 1. HDMI CABLE 各个脚位的定义介绍,着重在各个脚位的功能 介绍,希望让各位能对 HDMI 的传输及原理有进一步的认识 2. 介绍 HDMI CABLE 在使用上和长度的关系,在使用 HDMI CABLE时常因不同
2、的长度造成影像品质的问题,因此有必要去了解讯号传输和成品线长度的关系 3. 介绍 HDMI CABLE 在使用上和分辨率的关系 4. 当使用 HDMI CABLE 在不同机器或 不同品牌,由于机器不同或品牌不同而造成很大的差异 5. 讨论在使用 HDMI 时可能会遇到的问题,以及可能发生的原因和可能的解决方法 1.HDMI cable Pin Define :PIN Signal Assignment PIN Signal Assignment1TMDS Data2+ 2TMDS Data2 Shield3TMDS Data2- 4TMDS Data1+5 TMDS Data1 Shield
3、6 TMDS Data1-7TMDS Data0+ 8TMDS Data0 Shield9TMDS Data0- 10TMDS Clock+11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock-13 CEC 14 Reserved (N.C. on device)15 SCL 16 SDA17 DDC/CEC Ground 18 +5V Power19 Hot Plug DetectHighFrequencyLowFrequencySURE-FIRE ELECTRICAL CORP.HDMI 成品线的 PIN 脚总共有 19PIN,其中定义可大致分成两个群组,其中上面黄色的部份
4、是高频,而下面蓝色部份是低频部份 其中高频部份主要是负责影像及声音资料的传输,分为:红,蓝,绿,及时钟讯号(CLOCK)共四对, 由于高频讯号是以 diferential的方式传输,因此毎一种颜色有三个PIN脚,如 TMDS Data2 是传红色讯号,其中 2+是 differential 的正讯号,2-是differential 的负讯号,2 shield 是这一对的地(ground),其它对亦相同,另外低频部份是负责使用时source(DVD) 和 display (TV)之间的沟通,稍后会作详细的介绍，而整个 HDMI 成品线的结构可说是由低频的脚位负责 source(DVD) 和 di
5、splay (TV)之间的沟通,确认 source(DVD) 和 di splay (TV)之间没有问题后source(DVD)再从高频的脚位分别发送出红,蓝,绿的影像及声音 1.HDMI cable Pin Define :SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.High Frequency:TMDS Data 0 Blue and Packet HeaderTMDS Data 1 Green and AudioTMDS Data 2 Red and AudioTMDS ClockDVDTVHDMI cable assemblyHDMI成品线的PIN脚的高频部份中的 TMDS D
6、ata0是传输蓝色及资料封包, TMDS Data1是传输绿色及声音, TMDS Data2是传输红色资料及声音,clock是负责时钟讯号 三种颜色在display (TV)上再合成完整的影像,而这个影像传输的资料量及速度和TV的分辨率成正比 1.HDMI cable Pin Define :SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.Low Frequency:CEC : Consumer Electronics ControlSCL :Display Data Channel (DDC) - SCLSDA :Display Data Channel (DDC) - SDA5V :
7、Power 5VGND: GroundHPD: Hot Plug DetectTVDDCHDMI 成品线中低频部份的的脚位的定义及功能如下: (1)CEC:Consumer Electronics Control 消费性电子控制,是用来让使用者可透过一个摇控器来控制所有透过 HDMI 相连的电子设备,例如一台DVD连接一台HDMI扩大机再连接一台HDMI电视, 如果有 CEC 时使用者只要用 DVD 的摇控器 Power on 则三台设备会一起 Power on 而不需分别 Power on 三台,增加使用的便利性 (2) SCL,SDA:这两支脚位是用来让source(DVD) 和 disp
8、lay (TV)作沟通,在电视内部都有一个记忆体,内部存放了有关这台电视所支持的分辨率,例如:720P 或 1080P,如果 source(DVD)不知道 目前所连接的电视所支持的电视分辨率是多少时,source(DVD) 就不知道要放送出什么分辨率的讯号,因此在一开始source(DVD) 会透过这两支脚位去读取电视所支持的分辨率,当 source(DVD) 知道后 source(DVD) 才放送出符合电视分辨率的影像画面 其中SCL 是时钟(CLOCK)脚位,SDA 是资料脚位 (3)+5V:HDMI 的这一支脚位是由 source(DVD) 提供+5V 的电压给display (TV)端
9、,其主要的用意是要避免 source(DVD)在开机时而 display (TV)没有开机或根本没有插电时, source(DVD)透过SCL, SDA 脚位去读取电视的内存时而电视没电而读不到,因此由source(DVD) 来供电,这一脚位平常是用不到的 (4)GND:这一支脚位是+5V 的地线(Ground) (5)HPD:Hot plug detect 这一支脚位在 display (TV)端是高电位(大约是+5V),当用 HDMI 连接 source(DVD)和 display (TV)时,source(DVD)会侦测这一支脚是高电位或低电位,去确认是否有连到电视或已拔除,来决定发送讯
10、号或不发送讯号 SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.2.HDMI cable vs. Length:5m10mNetwork Analyzer : Signal strength1.5m100%10 %1 %线材在使用时是用来传输讯号的,而当讯号在线材中传输时会因为衰减的关系而使得讯号减弱,再加上线材的衰减除了和线材的品质有关外,在实际应用上和长度有绝对的关系,也就是不论线材的品质好与坏讯号的衰减都会随着线材的长度增长而衰减变大讯号变弱 如这三个图是 网络分析仪的图形(网络分析仪是用来测试高频的测试仪器,可说是用来测试 讯号的强度的仪器,可用来测试各种不同频率的衰减)如图一是用
11、网络分析仪测试一条 1.5M 的 HDMI线材,在图的左边是低频的部份,往右则是高频的部份,所以最右边是最高频的衰减最大 图形最上面是讯号强度没有衰减(100%),往下则讯号变小,图中往下第四格的讯号是原来的 10% ,第八格只有原来的 1%而已,另外两张则分别是 5 米和 10 米的衰减图形 由这三个图形可看出讯号的衰减和长度呈现绝对的比例,10米的线材衰减是 5 米的两倍,因此长线材的讯号被衰减得很弱使得在使用上常常会出问题 现在我们用现场的 Denon DVD 和 Panasonic PDP 播放 720P的影片,首先透过一条15米的HDMI线材,影像是ok的,接着换成一条22米长的hd
12、mi线材,影面会跳动且有噪声 这就是线材的长度已经太长,使得讯号太弱了。 SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.3.HDMI cable vs. Resolution720 X 480P 60Hz-252Mbps1280 X 720P 60Hz-742.5Mbps1920 X 1080i 60Hz-742.5Mbps1920 X 1080P 60Hz-1485Mbps42“ PDP-480P-252Mbps-35m50” PDP-720P-742.5Mbps-18m32” LCD-720P-742.5Mbps-18m37” LCD-1080P-1485Mbps-10m42” LC
13、D-1080P-1485Mbps-10m100%10 %1 %上一张投影片提到了网络分析仪的图形,在左边是低频的部份而在右边是高频的部份,为什么在测试上要测试高频以及低频呢?这是因为在使用上 HDMI 所使用的讯号频率有很大的不同,如使用的是 720P 的电视及 720P 的讯号时,在线材的讯号传输频率是742.5Mbps,而如果是使用 1080P 的电视及 1080P 的讯号时,传输频率则是1485Mbps,因为使用者所使用的频率不一定所以在测试上便测试从很低频到很高频 如图我们将 480P,720P,1080P 所使用的频率标示在图上可以发现衰减和频率的高低的关系,频率愈高衰减愈大,因此我
14、们可以预想如果用品质一样的线用在不同分辨率的地方时,可用的长度也会有很大的不同 例如在 PDP 电浆电视因为其分辨率比较小,在 42“PDP 有些还是 480P 而此时的频率是 252Mbps, 线材可能可使用到 40M,在在 50“PDP 大部份是 720P ,而此时的频率是742.4Mbps,此时 线材可能可使用到 25M,而在 LCD 电视上因为其分辨率比较好, 32“就有 720P,而此时的频率是 742.4Mbps,此时 线材可能也可使用到 25M 左右,而在 37“及 42”LCD 电视的分辨率就可到 1080P ,而此时的频率是 1485Mbps,此时 线材可能只可使用到 15M
15、 左右 综合以上可以发现讯号的传输和线材的长度及讯号的频率有很大的关系,而讯号的频率 在 HDMI 上则和电视的分辨率有绝对的关系,因为电视的分辨率愈高代表电视的像素愈多,像素愈多代表所需的画面资料愈多,资料愈多则讯号的传输频率愈高,可使用的线材长度也愈短 现在我们要用刚刚那一条 22 米的 hdmi 线材放送 720p 的影像,影像会跳动且有噪声,但我们将解析 度调成 480p ,影像则会变成正常,这就是一样的线材但在不同的分辨率下使用时会有完全不同的结果 。 SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.4.HDMI cable vs.Machine:DisplayHitachi P
16、DP-15m-18mPioneer PDP-25m-30mSHARP LCD-20m-23mEPSON Projector-18m-21mPioneer 969 (720p) Denon 3910 (720p)1.Cable Quality 2.Cable Length 3.Resolution 4.Machine 4 Important Factors:在实际使用 HDMI 线材时除了会遇到长度和分辨率的问题之外,线材的使用和所使用的器材也有很大的关连性,而且和电视和讯号源(如 DVD)都有很大的关系,例如这些例子,用一样的线材在Hitachi PDP 和 Pioneer 969DVD 时可
17、能可用到 15 米而在同样的DVD 在 Pioneer 的 PDP 却可能可用到 30 米,这是因为各家厂商的设计不同,所使用的芯片也不同所造成的,常常在消费者使用时造成困扰,同样一条线在同一台讯号源(DVD)可能有问题画面有噪声但将这一条线用在另一台电视却可能没有问题,如果再加上不同的讯号源,情况会更复杂 在这里要强调的是所提到的测试的长度都是一个相对的测试所得的结果,而不是一个絶对的结果,讯号源(DVD),显示端(TV),不同型号也会有不同的结果. 综合以上我们可得到一个结论,当一个讯号源和电视以及线材组成一个传输系统时,决定画面传输主要有四个因素,一.线材的品质,二.线材的长度,三.讯号
18、的分辨率,四.使用的器材,常常有些厂商宣称他们的线材产品可使用的长度超过 40 米,50 米,60米.等等,但常没提到所使用的分 辨率是多少,所使用的器材是什么,这不代表他们所宣称的长度都适用在所有的情况,如果用在 1080P 通常是都不能用 SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.5.HDMI cable Trouble shooting:White dot Red dot Green dot Blue dot1.Noise dot:2. Color shift:No Green No Blue No Red当用 HDMI 线材连接一个讯号源(DVD)和电视组成一个 HDMI 的
19、系统时常会发生的问题常会有下列四个: (一) 画面会有不同颜色的杂点,常见的有白色的杂点,其它也会出现红色,绿色,或蓝色的杂点,如前面所述,HDMI 的传输分为高频及低频,只要在电视上有画面出现时 代表低频的部份已完成没有问题了,而有画面出现时代表开始高频讯号的传输了,通常有某一种颜色的杂点出现时代表负责那一种颜色的线材的品质出现问题,导致那一种颜色的传输有问题,或线材太长讯号太弱而某一种颜色先有传输的问题出现 而有白色的杂点出现时代表三种颜色的传输均有问题代表线材可 能太长了,讯号已被衰减得太弱了,才会有白色的杂点出现, 其时也会有黑色的杂点出现,只是黑色的杂点不明显,相较之下很难看出来 (
20、二)电视有画面出现但少了一种颜色,这个和上一个问题很类似,但这问题通常代表少了的那一种颜色的线材的品质有问题,且品质很差导致完全没有那一种颜色的讯号,而且比另两种颜色的品质差异很大,才会导致另两种颜色的传输没有问题但第三种颜色却完全传输不过去 SURE-FIRE ELECTRICAL CORP.5.HDMI cable Trouble shooting:3.No Picture:4. No Audio:(1)High frequency pin failure(2)Low frequency SDA,SCL,HPD failure(三)有时电视开机一直是黑色的画面,而一直没有影像画面,通常是低
21、频的讯号有问题,因为一开始讯号源(dvd)会去问电视有关分辨率的资料,但可能低频的传输有问题,讯号源就不会放送影像,也就没有划面,另一个可能是高频影像部份有问题,但可能性比较低 (四)HDMI 的讯号是包含 Audio 声音的部份,但有时在播放时却只有画面却没有声音,因为 HDMI 的 Audio 讯 号是和画面的高频讯号一起传输过去的,而画面没有问题但却没有声音,代表这时的讯号是很弱的,但Audio 的讯号已无法判读,而画面的讯号还是可以传输而没有问题,这通常代表线材有问题或线材太长,这时通常更换一条比较好或比较短的线材就可解决,但有时也会发生有些厂商的 hdmi 电视并无法支持 Audio,如果用短的线材时还没有声音出现通常代表是器材的问题,特别是电视是的问题
