HDMI線纜

用於家庭電器和PC中的線纜

HDMI是一種在消費電子領域和PC領域同時使用的全數字化介面。它可以傳送無壓縮的音頻信號及視頻信號,由於音頻和視頻信號採用同一條線纜傳輸,因此大大簡化了介面線纜的數量,已經在家庭電器和PC中普及。

HDMI介紹


HDMI是隨著數字電視、高清電視和平板電視興起而出現的一種新型介面,完全是數字時代的產物。
兆龍HDMI
兆龍HDMI
HDMI,即High Definition Multimedia Interface的縮寫,也叫高清晰多媒體介面。2002年4月,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HDMI組織。HDMI能高品質地傳輸未經壓縮的高清視頻和多聲道音頻數據,最高數據傳輸速度為5Gbps。HDMI不僅可以滿足目前最高畫質1080P的解析度,還能支持DVD Audio等最先進的數字音頻格式,支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數碼音頻傳送,而且只用一條HDMI線連接,免除數字音頻接線。同時HDMI標準所具備的額外空間可以應用在日後升級的音視頻格式中。HDMI標準公布前,數字視頻和音頻介面是分開的,視頻介面DVI。與DVI相比HDMI介面的體積更小,而且可同時傳輸音頻及視頻信號。DVI的線纜長度不能超過8米,否則將影響畫面質量,而HDMI基本沒有線纜的長度限制。只要一條HDMI纜線,就可以取代最多13條模擬傳輸線,能有效解決家庭娛樂系統背後連線雜亂糾結的問題。
HDMI標準還在不斷發展中,HDMI1.2A版標準已經正式啟用,能支持到30/36/48 bit的顏色,達到真實的10億色表現能力,還支持最新的多聲道環繞聲伴音系統DTS HD和True HD。1.2A版HDMI還向下兼容現有的HDMI介面,並且開始向小型數碼設備、PC顯卡上發展,最新的具有HDMI介面的顯卡已上市。新一代高清光碟HD DVD和BD也採用HDMI作為法定高清輸出介面。

原理分析


HDMI介面從出現至今,已經有了多個版本的進化,從HDMI 1.1到HDMI 1.4,雖然介面的外觀沒有變化,但是功能和帶寬已經出現了質的提升。主流的HDMI介面版本為HDMI 1.3(a、b、c),但是隨著3D視頻的流行,HDMI 1.4版本的設備也大量上市,成為各家的重點推廣產品。HDMI 1.4帶來了幾項重大創新功能,包括HDMI乙太網路通道、音頻回傳通道、HDMI 3D視頻播放功能和4k×2k超高解析度的支持。
而在線纜方面,HDMI之前並沒有版本之分,比如HDMI 1.1和HDMI 1.3版本的線纜都是一樣的,不過在HDMI 1.4版本中,線纜出現了一些變化。HDMI 1.4版本中包含了5種類型的線纜,各有其不同的功能與效能特性。HDMI 1.4版本分為標準HDMI線纜、標準附乙太網路功能HDMI線纜、車用HDMI線纜、高速HDMI線纜、高速附乙太網路功能HDMI線纜五種。標準HDMI線纜是支持1080p,高速HDMI則支持包括4k×2k、3D視頻、Deep Color等先進顯示技術,這種線纜其實就是以前的HDMI 1.3版本,它們的帶寬需求都在HDMI 1.3版本所能提供的帶寬以內。而高速附乙太網路功能HDMI還有專用的數據通道,也就是提供設備間網路功能的HDMI乙太網路通道,線纜的構造就發生了變化,這點將在後面介紹。在HDMI的標準中,還詳細規定了這五類線纜的認證標籤。我們在本次的評測樣品中,也選擇了一些標稱為HDMI 1.4版本的線纜,但是都還沒有嚴格按照HDMI標準執行。
平時最常見的HDMI介面為TYPE A型,寬度為13.9mm,共有19根針腳,而還有一種雙鏈路的TYPE B型介面則很少見,寬度為21.2mm。HDMI採用并行的4條TMDS差分信號通道,傳輸鏈路由三條數據通道和一條時鐘通道組成。其中3個數據通道是用來傳輸紅、綠、藍三色數據信號的,第4個通道用來傳送時鐘,其時鐘頻率是數據速率的1/10。HDMI使用的TMDS技術,差分信號共模偏置電壓為+3.3V,埠阻抗為50歐姆,額定幅度跳變為500mV(+2.8V~+3.3V),電壓擺幅在150mV~800mV之間變化。除此以外,HDMI中還有DDC(顯示器數據通道)數據和時鐘線傳送雙向通信信號以及HDCP(高帶寬數字版權保護)信號的傳輸。DDC匯流排是HDMI兼容性的關鍵,如果任何設備不兼容HDMI 1.3,整個系統會通過DDC通道自動降低到HDMI 1.2或更低,以確保兼容性。DDC在HDMI線纜中是非常繁忙的,它們不僅攜帶握手通訊數據,也不斷傳遞HDCP加密密鑰。如果HDCP兼容,需要不斷地解碼鑰匙加密的數字信號。
HDMI線纜可以實現的最長信號傳輸距離依賴於整個系統:源設備的性能、顯示設備的性能、信號的數據傳輸率、線纜本身的性能和長度。在數字時代,我們使用數據速率來描述每秒的比特數據量。HDMI線纜的長度和最大數據傳輸速率息息相關,如果出現距離過長的問題,HDMI設備所接收到的信號則會出現沒有圖像、掉幀、雪花,或者沒有聲音的情況。HDMI線越短,能夠實現的最大數據傳輸率就越高。舉個例子,一根HDMI線在2m長度下的數據傳輸率為19Gb/s,可以滿足1080p、120Hz、48bit色深的視頻傳輸。但是如果長度到了6米之後,數據傳輸率就降到了10Gb/s,只能滿足1080p、120Hz、24bit色深的視頻傳輸了。所以說,這根線纜的長度增加之後,數據傳輸率也會降低。

差別


在模擬時代,線纜品質和信號品質息息相關,而且也和線纜的長度有關係。當模擬視頻電纜長度逐漸增加,視頻信號質量逐步下降。如右圖所示,圖像的質量逐漸呈一個線性的下降過程。在輸入信號Vi中,還可能因為線纜受到外界的干擾,而疊加干擾信號。信號在放大的過程中,干擾信號也被一併放大,在多級放大電路中,干擾信號就有可能影響到正常的輸出信號,從而導致畫面受到影響。模擬視頻信號有可能出現振幅、高頻信號或者低頻信號三種損失,畫面可能會變得暗淡,或者變得溫和。觀眾對比出現損失的畫面和完美的圖像后,將會看到兩者有明顯的區別。
HDMI線纜
HDMI線纜
模擬信號質量曲線
而在數字時代,數字信號的抗干擾能力優於模擬信號。不過並不是說數字信號就不會被干擾,數字信號上一樣的可能被疊加干擾信號。
數字信號是以“10”的方式進行傳播的,比如規定0.8V~1.3V之間的電平為高電平,雖然高電平被干擾信號疊加,但是仍然在這個門限以內,一樣會被識別為1,而不會被識別為0。在經過放大之後,干擾信號就會被剔除,信號會重新生成標準信號。所以,數字信號抗干擾能力更強。而數字信號的損失方式和模擬信號也完全不同。它的信號在一定長度內都基本保持完美,但是在到某個臨界長度后,信號品質會突然大幅度下降,或者消失。圖像品質的曲線就好像一個懸崖,俗稱“懸崖效應”。線纜的傳輸距離達到“懸崖效應”點之前,人眼並不能辨別出圖像發生了哪些變化,但是在傳輸過程中,劣質電纜線造成的數據錯誤實際上已經出現了。我們人眼是看不到因為這些錯誤造成的畫質改變的,是因為數字傳輸系統擁有糾錯技術。如果出現了誤碼,在門限規定範圍內,圖像質量就可以保持完美。但是當誤碼率超出了門限範圍之後,就會出現信號崩潰,出現“懸崖效應”。
HDMI線纜
HDMI線纜
數字信號質量曲線
在數字時代,數字信號在傳輸過程中的錯誤也是不可避免的,但是出錯的幾率很小,這個幾率用BER(Bit Error Rate,誤碼率)來衡量。一根HDMI線在10m以內時,可能一天才出一個錯誤。到17m左右,可能1小時出一個錯誤,19m左右可能1分鐘出一個錯誤。達到22m以上,就可能每秒產生一個錯誤,再長就可能超過門限導致信號崩潰。舉個例子,大家在看模擬信號的電視節目時,有可能看到色彩出現變化、噪點較多、出現干擾紋、鬼影等各種視頻質量下降的現象。但是在數字時代,只要信號本身沒有問題,家家戶戶的節目效果都是一樣的,如果誤碼過多,畫面就會出現馬賽克,或完全黑屏。

至上還是無用


由於HDMI介面所傳輸的圖像或音頻信號的數據量非常大,因此對線纜的要求也非常高,只有合格的線纜才能傳輸高帶寬的數據。但是,50元和500元的同規格HDMI線纜,在畫質表現上又有什麼區別呢?是不是500元的線能夠獲得更好的畫質效果呢?這是一個長時間存在並正在爭論的問題。
拜託有點常識好不好,HDMI是數字傳輸的,一條線要麼可用要麼不可用。只要可用的線,傳輸的信號都是完全相同的,根本不可能有任何畫質音質上的區別。如果線比較長,例如超過5米10米以上,那線的材質的確會影響信號傳輸的可靠性,因此長線的製造標準要更高一些,但只要質量過關,用起來就都是一樣的。
言之有理,本人涉足音視頻也算蠻久了,所謂的發燒線纜在模擬傳輸時代應該有一定的作用,但也決非傳言中的那樣,更多的是心理作用罷了。到數字時代傳輸的是非1即0的概念(信號),也就是通與斷,樓主講得沒錯。前提是合格的產品,標準就是這端傳輸到那一端發生錯誤的幾率低到可以忽略不計。
不敢苟同,樓主是否考慮過線纜的抗干擾能力對信號的影響進而對畫質的影響呢?如產生水波紋或音畫不同步以及手機信號的干擾音等等。一條過關的普通線纜和一條優質線纜乃至發燒線纜的區別就在於細節上的把握吧。但是在這些細節上的提升體現在價格上就是性價比的降低,而且給人的直觀感覺也極細微甚至需要精密的專業設備才能體現出來。
不同品牌型號的HDMI線在音畫細節上都會有點差別。怪獸、KIMBER、AQ、GOLDENSOUND四個品牌的畫面就有是四種風格。HDMI 1.3要傳輸音頻信號,這就跟玩數碼同軸線一樣,不同線的聲音也會有區別,尤其是對於自己熟悉的畫面,比分辨聲音更直觀容易得多。比如看維也納金色大廳場景,不同的線對大廳那種金碧輝煌的感覺的表現就各有差異。

知名線纜品牌


2)泰菱(Techlink)
3)索尼
4)怪獸