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VGA接口功能详解

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发表于 2017-10-19 11:54:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 向荣向好 于 2017-10-19 14:24 编辑

      如果要问你:VGA接口是怎么用的,接口定义是什么?估计大家都能说出个一二。那么,VGA为什么需要这些接口,为什么缺一不可,它是怎么分工的呢,在具体电路中起什么作用的?估计就没有多少人具体研究过。            
      图片我就不发了哈,大家都知道。我就从具体理论上来说吧。

      1、VGA插座为什么是这个形状,接口为什么按照这样的排列顺序?为什么要煞费苦心的用了好几个地线?
      首先,1/2/3脚是隔针排列的,那是因为这三个脚都是输出的R/G/B三基色模拟信号的,信号之间为了避免干扰而引起失真,所以把这三个脚分开布局。
      6/7/8脚都是地,为什么要单独引出来?不要简单地认为这就只是接地的,可以直接用一个脚来代替嘛。那你就错了。这三个脚分别表示的是红地、绿地和蓝地,所以它们是紧跟着三基色的针脚排列的,各自单独跟三基色形成回路。任何一个地线断开,就会缺失相应的颜色。
      12/13/14/15脚分布在接口另一侧,是为了跟模拟部分分开,除了便于辨认外,也是避免交叉干扰的意思,这就形成了一边是模拟,另一边是数字的排列形式。
      在这里不得不提到I2C电路,这样大家可以更容易理解。我简要说一下哈!IC电路属于是第一代电路,它输入输出的信号全是模拟信号,是根据信号的频率和幅度而不断变化的;I2C电路属于数模结合电路,也就是数字电路和模拟电路相结合的电路,因为电路中有数字电路参与,所以在抗干扰方面要比IC电路要好一些,人机互动方面也要先进一些。但是因为它要经过数/模转换,所以它只算是数字电路的雏形,实际上还属于模拟电路。VGA线输出到显示器的信号还是模拟信号。
      VGA插座的形状和插针排列是各国约定俗成的标准,最后统一定下来的。

      2、为什么采用VGA的传输方式?
      那是没办法的事请。早期的显示器都是CRT的,它的设计制造决定了它只能接受模拟信号,这种传输方式一直沿用到现在,虽然后来出现了液晶显示器,但是那时候的液晶屏的刷新率达不到数显的效果,直接输入数字信号的话,因为显示器与显卡不匹配,所以无法显示出图像而导致黑屏。

      3、VGA的行场同步信号(VGA插座的13/14脚的HS和VS)。
      这是很多初学者很疑惑的问题:大屁股需要行场同步信号,这个可以理解,液晶电视跟CRT的显示方式完全不是一回事,干嘛需要行场同步信号?
      我现在从电影胶片开始吧。电影胶片是由一张张静止的图片组合起来的,一秒钟放映24张胶片,在人眼中的成像就形成了连续的画面,它的放映速率要和拍摄速率保持一致,这是人眼最基本的适应方式,如果帧速率不一致,画面就会出现跳动;同样,如果拍摄的帧速率是1000张每秒,播放的时候也得是1000张每秒(如果你的摄影机足够快,10000帧每秒也行,帧数越多清晰度越高,播放越流畅),这是与CRT扫描方式最大的区别,场扫描是50HZ,一帧等于两场,这个是把回扫算进来的。高清电视只不过采用中间加帧的方式实现的,但是你要想把帧速率升到1000,那是不可能的,到了终端还得吧它的帧速率降下来(相邻的几帧按规律抽取一帧,其它的不要,凑够25帧),这就是CRT扫描方式的局限性。      
      液晶电视的行扫描也是从左往右扫描来的,虽然它的显示方式是点阵式的,但还得遵循最经典的扫描原则,这个跟CRT有点相似,都是由像素点组成,区别是液晶显示不存在回扫。
      简单点说,行场同步信号是电视信号发送端为了使接收端的行扫描与场扫描规律与其同步,在行(场)扫描正常结束后,向接收机发出一个脉冲信号,表示这一行(场)已经结束,这个脉冲信号就是行(场)同步信号。

      4、串行数据线和时钟线(SDA和SCL)。
      这是数字电路和模拟电路的根本区别。我以前在东莞打工的时候,曾经代表公司面试过前来求职修理工岗位的人员,当我问起时钟线、数据线、地址线的定义的时候,几乎所有的面试者都说不清楚其中的原理来,估计论坛里面也有很多知其然不知其所以然的。
      举一个简单例子吧:闹钟,大家都知道。时钟线,顾名思义,就是与时钟有关系的。秒针每咔嚓一声,你知道这是一秒钟,咔嚓六十次,你知道一分钟过去了。时钟必须一秒一秒不差地走,否则就会影响精度;数据线呢?顾名思义,就是传输数据的。数据线受到时钟线制约,每到一个时间点,就会传输相应的一串数据,分秒不能差,输出终端的数据速率和串码必须与输入端相一致,说穿了就是把你相应的一串串数据给牢牢地钳位住,不能有丝毫偏差,就算是中途出现了错误,也能寻根究源,并且给与纠正。时钟线跟数据线是管理和被管理,并且互相监督的关系,这样才能保证信号合理有序的传输,所以时钟线和数据线就像一整套流水线一样,缺一不可。

      最后说一说VGA插座上的一大堆NC是做什么的吧!
      NC,字面意义就是不连接,一般是空脚不用,但它不是多余的。显示器的接口虽然一致,但是一些特殊的显示器,根据不同使用方式,线路板的设计也会有所不同,有时候需要另外增加数据线和时钟线接口,来满足特殊显示的作用(有的用于多路显示),这在科研研究、医疗方面使用的比较多。

      附资料:显示器的 VGA、HDMI、DVI 和DisplayPort接口区别(摘自网络)
      事实上很多专业显示器,特别是CRT专业显示器,都是VGA接口的。这不是因为VGA老旧,而是VGA实际上可以实现非常出色的效果,甚至比起DVI,还能实现10bit输出,这是DVI做不到的,也是HDMI在近期才实现的。
      VGA的带宽确实比较小,但如果用料够好,做工过关,VGA是可以支撑到2560*1600这样的分辨率的。HDMI主要是将模拟信号传输变为了数字信号传输,加入了HDCP版权保护机制,同时解决了DVI传输距离过短,容易受干扰的缺点,同时加入了对音频信号的传输支持。
      DP从设计之初的目标就是取代HDMI,拥有HDMI有的几乎全部特性,不过目前的普及率还是比较低。但DP相对于HDMI的优势在于带宽大很多,同时传输距离更长,传输质量更好,最关键的是支持Daisy Chain方式的多显示器链接,这是其他接口做不到的。
      



发表于 2017-10-19 13:54:22 | 显示全部楼层
谢谢你的分享
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发表于 2017-10-20 06:08:27 | 显示全部楼层
本文没有配图是很大的缺憾
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发表于 2017-10-20 08:26:19 | 显示全部楼层
谢谢你的分享   
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 楼主| 发表于 2017-10-20 10:21:32 | 显示全部楼层
巴比特罗尼 发表于 2017-10-20 06:08
本文没有配图是很大的缺憾

VGA线因为大家都用到,所以没配图。你可以看下这个链接:VGA 接口引脚功能和电路图
http://www.xjdwx.com/forum.php?m ... 241&fromuid=109
(出处: 家电维修技术论坛)




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发表于 2017-10-20 13:46:42 | 显示全部楼层
好久没来这破论坛,兄弟在这里混得不错哈
升官发财了,改天请喝酒。
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发表于 2017-10-20 14:46:57 | 显示全部楼层
学习学习,。。。。。
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发表于 2017-10-20 21:45:07 | 显示全部楼层
   建议楼主,把自己的VGA 线 VGA 接头的 第6,7,8PIN,其中任意1或2PIN 剪掉,看看显示器会不会缺少颜色???
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发表于 2017-10-21 08:30:04 | 显示全部楼层
学习了,原来1跟简单的VGA线还有这样的原理
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 楼主| 发表于 2017-10-21 09:10:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 向荣向好 于 2017-10-21 09:12 编辑
RANDY 发表于 2017-10-20 21:45
建议楼主,把自己的VGA 线 VGA 接头的 第6,7,8PIN,其中任意1或2PIN 剪掉,看看显示器会不会缺少颜色 ...

这个你问设计这个插头的工程师去,为什么要多出这几根地线出来,那不是浪费物料增加成本吗?
我没有试过,我只是知道,我一个群友戴尔显示器缺色,后来查明VGA线有跟地线插针断在了插孔里,据此估计有的线路板地线是连接在一起的,剪掉一个插针可能不会缺色,有的线路板地线是分别布线的,目的是为了防止相互干扰。
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