Как работает vga интерфейс

Обновлено: 02.07.2024

Привет, Geektimes! Совсем недавно мы рассказывали вам об интерфейсе нового поколения — USB Type-C — который помимо прочего умеет передавать и видеосигналы.

Но пока мониторов, поддерживающих этот интерфейс, на рынке попросту нет. А что же есть? В этой статье будет рассказано о основных современных интерфейсах для подключения мониторов и ТВ-панелей, их особенностях и отличиях, а также даны советы, как выбрать интерфейс подключения под конкретные нужды и не прогадать.

Примечание: на картинке до ката – панель подключения монстро-монитора Dell UltraSharp U2711.

Краткий ликбез

Все существующие интерфейсы отличаются друг от друга тремя основными параметрами: типом передаваемого сигнала (аналоговый или цифровой), максимальным поддерживаемым разрешением и пропускной способностью. Конечно, всего параметров гораздо больше, но именно эти три дают базовое понимание, что умеет тот или иной интерфейс.

В соревновании аналоговых интерфейсов и цифровых вторые давно одержали убедительную победу. Цифровой сигнал доходит до выводящего устройства без особых искажений, что позволяет получать качественную картинку без помех. К тому же любая современная видеокарта выдаёт изначально только цифровой сигнал, и его преобразование в аналоговый — а на мониторе, если, конечно, речь не идёт о электронно-лучевом антиквариате, снова в цифровой — ведёт к значительной потере качества. Впрочем, аналоговое подключение на сегодняшний день всё ещё занимает своё место под солнцем.

Что касается пропускной способности и разрешения, то эти два параметра тесно взаимосвязаны. Чем больше пропускная способность, обеспечиваемая интерфейсом, тем больше и максимальное разрешение изображения. Если кто-то не понимает, что мы сейчас имеем в виду под термином «пропускная способность», то поясняем: это количество байт информации, которое интерфейс за секунду после получения сигнала способен передать на монитор. Очевидно, что интерфейсы, рассчитанные на обеспечение работы широкоформатных мониторов и ЖК/плазменных телевизоров с их большими разрешениями, обязаны иметь высокую пропускную способность.

4K2K, 3D-контент и способы его воспроизведения

Прежде чем мы начнём разговор о, собственно, способах подключения мониторов и телевизоров, хочется затронуть модную и актуальную тему: сверхвысокие разрешения и 3D в потребительской электронике.

4K2K — это современный стандарт, подразумевающий разрешение 3880×2160 точек — четыре кадра 1920×1080, стандарта, который долгое время правил бал среди видео высокой чёткости. Соответственно, каждый кадр в несжатом виде требует вчетверо более высокую пропускную способность видеоинтерфейса. А если учесть моду на 48 FPS и 3D-видео… (умножьте на два и ещё на два, если хотите по 48 кадров для каждого глаза, да ещё и в 3D).

Во-первых, 4K2K контента сейчас — кот наплакал. Поэтому наслаждаться в нативном разрешенении чем-либо кроме демороликов, идущих в комплект к вашему дорогущему телевизору, будет затруднительно. Для этого многие производители ставят специальный чип, позволяющий растягивать FullHD-контент до 4K2K по специальным алгоритмам: быть может, не так круто, как прямая трансляция 4K2K, но очень и очень хорошо для апскейла. Спросите у любого пользователя GT, кто имеет такой телевизор – соврать не дадут.

Во-вторых, 3D бывает двух разных видов — с пассивными и активными очками. В первом случае контент получает чересстрочную развёртку, а поляризационные очки, инерция, яркая картинка и интересное кино заставляет вас забыть о том, что полукадры идут с «нечестным» разрешением. Во втором же случае используется удвоенная частота кадров, и вот тут нас поджидает главная проблема: не все видеоинтерфейсы способны передать FullHD-картинку с 48 кадрами в секунду.

Современные способы подключения

Это единственный аналоговый интерфейс, всё ещё активно применяемый сегодня — его «коллеги» S-Video, YP_bP_r и цифро-аналоговый SCARТ уже не встречаются в новых современных устройствах. Почти все крупные производители компьютеров планируют полностью отказаться от VGA уже в этом году. В сущности, плюсов по сравнению с другими типами у него просто нет — это морально и технически устаревший стандарт, который вот-вот исчезнет с рынка. Максимальное поддерживаемое разрешение — 1280×1024 пикселей. Чаще всего встречается в офисных мониторах и разных проекторах.

Самые популярные цифровые интерфейсы на сегодняшний день — это DVI и HDMI .

DVI существует в трёх разновидностях: DVI-D (только цифровой сигнал), DVI-A (только аналоговый) и DVI-I (оба типа сигнала). Данный интерфейс обеспечивает хорошее качество изображения, встроен практически во все современные мониторы и видеокарты. Его недостаток — сильная зависимость качества сигнала от длины кабеля.

Оптимальную передачу данных по DVI обеспечивают кабели длиной до 10 метров, чего иногда недостаточно (впрочем, для использования в станционарных домашних компьютерах обычно этого хватает с головой). Максимальное поддерживаемое разрешение — 1920×1080 для одноканальных и 2560×1600 для двухканальных моделей.

HDMI — более современная и развитая альтернатива DVI. В отличие от «младшего брата», умеет передавать не только видео, но и звуковые сигналы, поэтому разъёмы этого типа есть на всех широкоформатных мониторах со встроенными колонками, проекторах, плазмах. Учтите, что при «стыковке» разных версий HDMI итоговый набор функционала будет соответствовать более старой.

Здесь, кстати, кроется серьёзный минус HDMI — многие кабели старого производства никак не промаркированы, и многие возможности (в частности, поддержка 3D) HDMI версий 1.4 и старше просто не заработают, так как кабель запросто может оказаться устаревшим. Для корректной работы интерфейса необходимо совмещение версий всех трёх элементов подключения (вход, кабель, выход), в противном случае пропускная способность самого «младшего» элемента будет аналогична бутылочному горлышку. В заключение заметим, что, как и DVI, HDMI страдает от недостаточной рекомендуемой длины кабеля (до 5 метров).

Из более современных интерфейсов в первую очередь обращает на себя внимает DisplayPort. Этот вид подключения был разработан в 2006 году и планировался как замена DVI (но не HDMI, так как эти интерфейсы ориентированы на разные сегменты рынка).

Разрешение подключаемого дисплея (при стандартных 60 Гц развёртки)	Максимальное число подключаемых мониторов через MultiStream (для DP версии 1.2)
1680×1050	5
1920×1080	4
2560×1440 (×1600)	2
3840×2160 (×2400), 4096×2160	1

Максимальная длина кабеля ограничена тремя метрами для полного разрешения и 10–15 метрами для FullHD.

VGA, DVI, HDMI и теперь уже и DisplayPort — база интерфейсов для подключения мониторов и телевизоров на сегодняшний день. Однако есть и менее распространённые варианты, среди которых в первую очередь следует отметить продукт Apple и Intel — универсальный порт Thunderbolt и последнюю высокоскоростную версию USB — 3.1 с разъёмами Type-C.

Thunderbolt — интерфейс подключения, объединяющий в рамках одного коннектора разъёмы DisplayPort и PCI-Express. Скорости передачи данных очень высокие — 10 гигабит/сек для первого поколения и 20 гигабит/сек для второго. Видеосигнал передаётся по TB с использованием протоколов DP — соответственно, как и DisplayPort, Thunderbolt способен обеспечить разрешение 4K2K (в MacPro при помощи TB можно подключить сразу три монитора с таким разрешением), поддержку 3D и вообще всё, что умеют последние версии DP. Кстати, анонсированные не так давно мониторы с разрешением до 5120×2880 планируется оснащать именно Thunderbolt. Оба поколения интерфейса полностью совместимы друг с другом и с другими интерфейсами с помощью переходников.

Вообще, Thunderbolt выглядит крайне перспективным универсальным периферийным интерфейсом, по своим характеристикам способным обеспечить все потребности топовых мониторов и новейших телевизоров. Пока что, правда, его распространенность в гаджетах оставляет желать лучшего.

Максимальная длина кабеля — 20 метров, правда, стоит такой провод около пятисот долларов, поддерживает только вторую версию протокола и содержит в себе как медные линии, так и оптоволокно. Кабели более стандартных размеров — двух и трёхметровые стоят вполне разумных денег.

Экран без проводов

Современные технологии позволяют обеспечить великолепную картинку на мониторе или телевизоре и без проводного подключения. Если ваш монитор или ТВ поддерживают беспроводную передачу данных, вы можете рассмотреть для себя и такой вариант. Из софта, обеспечивающего работу монитора по беспроводной сети, обычно на слуху у рядовых юзеров три стандарта — Miracast, DLNA и WiDi. Что и немудрено, они самые популярные на текущий момент. По ним сейчас и пробежимся.

Miracast — самый распространённый стандарт передачи данных по беспроводной сети, использующий Wi-Fi. В отличие от многих конкурентов, не требует буферного устройства — передача осуществляется напрямую, что крайне удобно. Другое важное преимущество заключается в том, что передача идёт не файлами, а пакетами сырых данных. Miracast сравнительно «молод», но его уже внедряют в свои девайсы более 500 компаний-производителей, что даёт право считать его практически универсальным. Максимальное поддерживаемое разрешение — 1920×1200 пикселей. Конечно, по современным меркам это немного, но для беспроводной передачи — оптимальный вариант.

DLNA (Digital Living Network Alliance) — очень широко распространённая технология передачи данных по беспроводной сети. Она интегрирована во многие смартфоны, современные телевизоры, ноутбуки и даже в игровые приставки. Позволяет свободно осуществлять передачу данных между устройствами, подключёнными в единую сеть, в том числе и, конечно же, передавать видео с устройств на экраны. Серьёзным минусом DLNA являются специфические поддерживаемые стандарты кодировки — почти всегда программа запускает перекодирование перед воспроизведением, что тратит время и ресурсы устройств.

WiDi (Intel Wireless Display) — разработка Intel, по возможностям представляет собой аналог DLNA. Очень простой в настройке продукт, что делает его идеальным вариантом для создания домашнего кинотеатра или хранения коллекции фильмов. Основной минус — многие отмечают ощутимое время задержки сигнала, что делает WiDi неудачным выбором для игр на большом экране.

Как выбирать интерфейс для подключения

Выбор интерфейса для подключения монитора или ТВ к компьютеру всегда должен исходить из ваших потребностей и целей — впрочем, как и выбор вообще любого аксессуара и комплектующих для цифровой техники. Спросите себя, что вам требуется. Вы намерены смотреть с широкоформатного монитора фильмы в высоком качестве? Работать с 3D-графикой? Или вы вообще не запускаете на компьютере ничего тяжелее Word'а, и вам от картинки на мониторе нужно только одно — чтобы она была?

Понятное дело, даже если у вас на видеокарте и мониторе/телевизоре есть разъёмы VGA по соседству с каким-нибудь цифровым интерфейсом — брать кабели под аналоговый стандарт не надо. VGA — уже почти история, оставьте его доживать там, где он пока существует: в проекторах и самых плохеньких моделях мониторов. Ориентируйтесь только на цифровые интерфейсы.

Абсолютное большинство нынешних девайсов имеют разъёмы под DVI и HDMI, а топовые модели — и DisplayPort, поэтому выбирать придётся в первую очередь из этой троицы. Базовый совет такой — для вывода сигнала на настольные мониторы не в ультравысоком разрешении достаточно DVI, а для воспроизведения на плазму, проектор, Blu-Ray-проигрыватель и т.д. стоит использовать HDMI, так как кроме видео он может передавать и другие данные (звук, специальные субтитры и так далее). DisplayPort по возможностям передачи картинки кладёт на обе лопатки что DVI, что HDMI, но пока остаётся уделом профессиональной и околопрофессиональной техники. Кроме того, с выводом звука бывают проблемы: не вся техника поддерживает технологию audio/video interconnect. Его ближайший родственник Thunderbolt может ещё больше: прокинуть не только картинку, но и, скажем, USB-хаб.

Краткая памятка

VGA: поддерживает максимальное разрешение 1280×1024 пикселей, не умеет в Full HD, не говоря уж про 3D, годится только для использования на простейшем офисном компьютере или проекторе. И да, морально устарел.

DVI: встроен буквально в каждую современную видеокарту и монитор, что является его огромным плюсом. Существует в одно- и двухканальном вариантах, отличающихся по максимальному разрешению (1920×1080 и 2560×1600 соответственно). Поддерживает цифровой и аналоговый сигналы в зависимости от разновидности (DVI-A для аналога, DVI-D для цифры и DVI-I для того и другого). Подойдёт, если вы хотите играть и смотреть фильмы на большом хорошем мониторе. Существуют технологии подключения 4K2K экранов двумя кабелями, так что выбрасывать DVI на свалку истории рано.

HDMI: Идеальный выбор для подключения ТВ к ресиверу, компьютеру или ноутбуку, так как передаёт также аудиосигналы и некоторые виды субтитров. Имеется почти в любой современной воспроизводящей технике. Поддерживает FullHD 3D, максимальное разрешение 3840×2160 (4K2K), до 32 каналов аудио. Актуальная версия – 2.0. Для создания домашнего кинотеатра смело выбирайте HDMI.

DisplayPort: Данный стандарт почти во всём превосходит «потребительский» HDMI, но пока остаётся уделом профессионалов и гиков. Недорогих моделей мониторов с DisplayPort попросту не существует. Если вы дизайнер или моделлер, то это ваш выбор, так как данный интерфейс не только обладает высокой пропускной способностью и поддерживает 4K2K и Full HD 3D, но и позволяет без потери качества подключать в единую цепочку несколько мониторов, что удобно, если у вас ноутбук, и дополнительных разъёмов на него не поставить. Последняя на текущий момент версия DP – 1.3, но наиболее часто встречаются разъёмы и провода версии 1.2.

Thunderbolt: На данный момент это скорее также профессиональный интерфейс, чем массовый. Важнейший плюс – полная совместимость с DP и передача данных его же протоколом. Thunderbolt можно порекомендовать в первую очередь пользователям яблочной продукции: на ноутбуках есть, поддерживается любой профессиональный монитор с DP или Tb-разъёмом, не требует лишних телодвижений. Можно зацепить фирменный монитор и получить три дополнительных USB-порта, используя всего один Tb-кабель.

Что касается беспроводных технологий подключения, то их выбирать следует скорее исходя из их поддержки вашими устройствами и простоты обращения с ними. Спасибо за внимание, пишите вопросы в комментариях.

UPD: Как справедливо замечают в комментариях, в некоторых случаях VGA может передавать картинку и 1920×1080, и даже 2048×1536. Беда в том, что производительность VGA-канала напрямую зависит от производительности ЦАП видеокарты и АЦП монитора. Когда VGA был популярен и считался достаточно современным, производители не экономили на данных элементах и ставили 400 МГц преобразователи. Сейчас же можно наткнуться и на дешёвые чипы, которые не способны выводить высокое разрешение. Учитывая распространение цифровых стандартов, ориентацию на освещение актуальных технологий и постепенный вывод VGA из эксплуатации было решено не указывать более высокие разрешения, с которыми VGA может работать, а может и не работать, в зависимости от оборудования, которое почти нигде и никак не маркируется.

Отбросим I2C и остаётся всего несколько выводов. Все земли можно соединить вместе, в итоге будет 3 цвета RGB, на эти выводы подаётся аналоговое напряжение от 0 до 0.7 В, чем больше напряжение на цветовом входе тем "насыщеннее" данный цвет. 0.7 В на всех 3 выводах дадут самый яркий белый цвет на который способен монитор. Таким образом можно получить практически любой цвет смешиванием 3-ёх составляющих. Для простоты я буду подавать на каждый из выводов либо 0 либо 0.7 В. Если хочется большого разнообразия цветов, нужно использовать преобразователи из цифрового кода в аналоговое напряжение ЦАП. Его можно составить самому с помощью резисторной матрицы. Либо достать специальную микросхему, к примеру: AD664

На выводах вертикальной и горизонтальной синхронизации действуют уровни ТТЛ сигналов.
- Уровень логического нуля, не более +0,8 В
- Уровень логической единицы, не менее +2,4 В
Вообщем они стабильно работают с МК при 3.3 В и 5 В.

Остаётся узнать в какие моменты подавать единички и нолики на эти выводы.

Разрешение изображения и частота обновления определяется интервалами импульсов синхронизации. Во время синхроимпульсов на RGB выводах, должно быть 0 В.

Видео данные 1 строки - горизонтальный синхро импульс - видео данные 2-ой строки - горизонтальный синхро импульс - видео данные 3-ей строки - ********************* - рисуем последнюю строку - большой вертикальный синхроимпульс (вместе с горизонтальным) - Всё по новой.

Рис. 6 Временные диаграммы сигналов

Рис.7 Отображение синхроимпульсов

Рассмотрим параметры для разрешения 640 x 480 @ 60 Гц

Частота обновления кадров	60 Гц
Вертикальное обновление	31.469 кГц
Частота пикселей	25.175 МГц

Таблица 3 временные параметры для горизонтальной линии

Не обязательно использовать точно такие же значения как в таблице, лишь бы они были достаточно близкими. Для данного разрешения используются отрицательные вертикальный и горизонтальный синхроимпульсы, для других разрешений это может не совпадать.

Из таблиц видно что есть время когда на экран ничего не выводится, это сделано для синхронизации, это можно представить будто наш рисующий луч (раньше изображение отобрадалось электронным лучём) уходит за границы экрана. Также нужно подождать несколько пустых линий, которые уходят под эвидимый экран.

Рис. 8 Экран с зонами синхронизации (Blanking Time)

Легче рассчитать и реализовать время 1 пикселя и затем всё подстраивать под него, иногда указывается просто частота пикселей и остальные значения в пикселях.

В принципе это всё что ннеобходимо знать чтобы рисовать на VGA мониторе, осталось запрограммировать (или любым другим способом) цифровое устройство и попытаться вывести изображение.

Телевизор работает почти также, но там только "1 провод", значит все сигналы соединены вместе, если цвет не так важен, то принцип тот же.

Попробуем вывести изображение и посмотреть на осцилограмму сигнала.
У меня есть готовая тестовая программа для ПЛИС отсюда которая выводит данное изображение:

Рис,9 Полученное изображение на мониторе

Рассмотрим осцилограмму. Сверху вниз по порядку идут: Красный, Зелёный, Синий, Горизонтальная синхронизация, Вертикальная синхронизация.

Рис. 10 Осцилограмма сигналов полученного изображения

Здесь отображен 1 кадр, можно догадаться как будет выглядеть изображение, т.к. каждая полоса состоит из имульсов (если приблизить там есть зоны где постоянно 1, но не длинной во всю линию), то не будет одноцветных линий. Если разбить сигналы на столбцы, видно что есть линии на которых промежутки только красного либо зелёного цветов.

Используемые мной значения:
Весь кадр (O) - 16.69284 мс
Ширина вертикального синхроимпульса (P) - 64.08 мкс
1 строка (A) - 31.9176 мкс
Ширина горизонтального синхроимпульса (B) - 3.84 мкс
Частота пикселей - 25 МГц

D-Sub (D-subminiature) представляет собой аналоговый пятнадцатиконтактный разъем. Как правило, он используется для подключения компьютера или ноутбука к монитору.

В VGA (Video Graphics Array) используется построчная передача видеосигнала. Когда происходит изменение уровня яркости, то одновременно осуществляется снижение или повышение напряжения. Причем сигнальное напряжение может варьироваться от 0,7 до 1 В. Если рассматривать ЭЛТ-мониторы, в которых чаще всего размещаются разъемы VGA, то в них меняется показатель интенсивности луча, создаваемого электронной пушкой. В результате таких действий на дисплее происходит изменение яркости.

Что можно подключить через VGA-разъем?

Сегодня VGA уже не считается распространенным разъемом для техники. Но за годы своего существования такой стандарт получили самые разные приборы. Например, этот интерфейс присутствует в определенных моделях жидкокристаллических и плазменных телевизоров. Его зачастую устанавливали и в DVD-проигрывателях. Но особенно часто VGA-разъем встречается в мониторах с электронно-лучевыми трубками. Практически все ЭЛТ-мониторы оснащались именно таким интерфейсом для подключения к источникам сигнала. Даже в ранних моделях ЖК-дисплеев имеется этот стандарт, который постепенно был заменен на DVI и HDMI.

История VGA интерфейса

Разъем VGA был анонсирован в 1987 году всемирно известной компанией IBM. Он был специально разработан для качественной передачи видеосигнала на экраны, использующие электронно-лучевые трубки. Поэтому все актуальные на тот момент компьютеры работали с мониторами, которые оснащались данным интерфейсом. Нужно отметить, что до этого момента существовали разъемы DE-9, которые зачастую использовались для подключения джойстиков к игровым приставкам и ПК. При этом VGA (DE-15) получал уже не 9, а сразу 15 контактов. Это позволяло наслаждаться цветным изображением, которое отображалось на ЭЛТ-мониторах.

В 90-х годах прошлого века многие производители техники также начали применять такой стандарт. Стали выпускаться телевизоры и DVD-проигрыватели с VGA на борту. D-Sub сохранял свою популярность до момента, пока не получил широкое распространение цифровой стандарт DVI. Причем официальная презентация DVI состоялась в 1999 году. Но постепенно вытеснять с рынка морально и физически устаревший интерфейс VGA он начал только в 2000-х годах, когда цифровые технологии и соответствующий контент оказались востребованными и доступными среди пользователей. Более того, в 2015 году AMD, Intel и многие другие крупнейшие корпорации решили полностью отказаться от использования в своих новых продуктах стандарта VGA.

Виды D-Sub выхода

Интерфейс VGA с момента своего запуска использует 15 контактов. Через них передается построчный сигнал с нестабильной амплитудой напряжения. При этом на сегодня известно о существовании двух видов данного разъема, которые почти не отличаются друг от друга:

Стандартный VGA. Такой интерфейс применяется во многих видеокартах и мониторах, а также некоторых DVD-проигрывателях и телевизорах.
Mini-VGA. Данный разъем можно встретить в ноутбуках, а также определенных портативных устройствах. В плане внешнего вида он больше напоминает USB-порт. Но по своим возможностям ничем не отличается от стандартного разъема.

Технические характеристики, особенности и распиновка VGA Разъема

Как уже отмечалось, VGA (D-Sub) был разработан для удобной передачи аналогового сигнала. Здесь используются 15 контактов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Максимальное разрешение VGA (d sub)

Технология VGA официально способна передавать видеосигнал в разрешении 1280 на 1024 точки, но не более. В действительности же разрешение может достигать формата 1920×1080 (Full HD) и в некоторых случаях даже 2048×1536. До определенного времени этого было вполне достаточно, чтобы наслаждаться качественным изображением. Но чем выше будет разрешение передаваемого сигнала, тем больше шанс получить неожиданные дефекты в виде размытия картинки и прочего. Поэтому специалисты рекомендуют использовать для FHD-мониторов более прогрессивные интерфейсы.

Плюсы и минусы VGA интерфейса

Главные преимущества :

Огромное количество выпущенных за 30 лет устройств.
Большой выбор разнообразных переходников.
Идеальный вариант для ЭЛТ-мониторов и передачи аналогового сигнала.
Единственный аналоговый интерфейс, который может передавать видео в высоком разрешении.

Недостатки разъема :

Типы преобразователей и конвертеров для VGA

Если у вас есть, например, старая видеокарта с VGA-разъемом, но вы решили купить новый монитор с цифровыми интерфейсами, то подключить их просто так нельзя. В таких случаях нужно дополнительно менять источник видео сигнала, либо же приобретать специальный конвертор. В последнем случае нет необходимости покупать дорогостоящие комплектующие. Достаточно найти (купить) преобразователь сигнала VGA на HDMI или DVI, чтобы новый монитор смог радовать вас четкой и красочной картинкой без необходимости менять видеокарту.

Сегодня в свободной продаже можно отыскать огромное количество всевозможных переходников. С их помощью можно преобразовать сигнал с VGA на DVI, Display Port, HDMI и так далее. Многие конвертеры комплектуются кабелем USB, через который возможна передача не только видео, но и звука. Совершенно не исключается и обратная совместимость, когда на монитор с VGA-интерфейсом передается сигнал с цифрового стандарта.

Актуальность VGA на сегодня, что лучше vga или hdmi?

Малогабаритный VGA разъем, предусмотренный на графических адаптерах, предназначен для подключения проекторов или аналоговых мониторов. Стандарт разработали в 80-е годы прошлого столетия. Он учитывал конструктивные особенности оборудования с электронно-лучевой трубкой. По мере разработки усовершенствованных мониторов на видеокартах появились другие штекеры, но продолжается выпуск переходников.

Что такое VGA

Аналоговый порт VGA представляет собой разъем трапециевидной формы с закругленными углами, в котором находятся 15 контактов. Колодка используется для подключения оборудования (например, мониторов) к видеокарте. Круглые штекеры разделяются между собой пластиковым изолятором. По бокам от колодки располагаются винты для фиксации ответной части шнура монитора. На ноутбуках и планшетах компании Apple встречается разъем Mini VGA, модернизированная колодка встречается на некоторых изделиях компании Samsung.

История появления стандарта

Интерфейс Video Graphics Array был представлен компанией IBM в 1987 г. на стационарных компьютерах серии PS/2. Разработчики использовали для трансляции цветовой информации аналоговый канал. Этот канал позволил сократить количество проводников в коммутационном кабеле. Создатели частично использовали наработки американской компании ITT, которая с 1952 г. использовала для коммутации графического интерфейса коннекторы с металлическими контактами. Интерфейс Video Graphics Array предусматривает использование разъема стандарта DB-15 с 15 контактами.

Новый стандарт поддерживал максимальное разрешение экрана 640х480 точек и позволял отображать 16 цветов. По мере появления новых мониторов появился модернизированный протокол SVGA. А он уже поддерживает вывод изображения разрешением 800х600 точек с использованием до 16 млн цветов. Дальнейшее развитие техники позволило наращивать разрешение, но название формата осталось неизменным. Развитие интерфейса прекратилось в 2010 г., когда консорциум крупных производителей электроники постановил полностью перейти на цифровые разъемы к началу 2015 г.

Основные характеристики

Официальная спецификация предусматривает передачу изображения разрешением до 1280х1024 точки. Но неофициальные релизы поддерживают формат Full HD (1980х1080) или 2048х1536 точек. Но по мере роста разрешения увеличивается нагрузка на порты. А это приводит к появлению артефактов. Например, искаженных или размытых участков изображения. Протокол поддерживает частоту обновления картинки до 70 кадров в секунду, возможна реализация разделенного экрана.

Пятнадцать важных контактов

Схема разъема предусматривает 15 выводов. При этом колодка стоит меньшей гранью вниз, контакты перечислены слева направо и вниз по рядам:

Развитие разъема

Распиновка VGA разъема со временем практически не изменилась, с появлением протоколов E-DDC и DDC2 немного скорректировали распайку выводов, переведя часть штекеров в резервные. Колодка усовершенствованного стандарта Super Video Graphics Array сохранила 15 выводов и конфигурацию предшественника. В графических адаптерах установлена микросхема, в которой записан VGA Bios, содержащий информацию о поддерживаемых разрешениях (с учетом частоты обновления) и совместимых мониторах.

Протокол DDC или Display Data Channel предусматривает опрос монитора компьютером. На основании полученной информации определяется модель подключенного устройства. А также назначается оптимальное разрешение (с соблюдением формата изображения). Информация программируется производителем дисплея в специальную ячейку памяти. Помимо поддерживаемых разрешений, имеются данные о дате выпуска. А также приводятся серийный и идентификационный номера. При отключении DDC сигнал разъема VGA соответствует компонентному потоку формата RGBHV.

В профессиональном оборудовании вместо стандартного 15-контактного штекера VGA применяются кабели, состоящие из 5 шнуров с разъемами BNC. Выведение цветовых каналов и линий синхронизации в отдельные кабели позволяет повысить качество транслируемого изображения. Стандарт позволяет передавать информацию на увеличенное расстояние без появления помех или снижения разрешения. Реализована поддержка нестандартных разрешений (например, 1152х970 точек, что соответствует соотношению сторон 6:5).

Разъем с большим потенциалом

Изначально стандарт предусматривал использование мониторов с электронно-лучевой трубкой. Доработки позволили коммутировать жидкокристаллические дисплеи с увеличенным разрешением и повышенной частотой обновления. Для снижения помех стала использоваться экранирующая оплетка. Но при подключении устройств ЖК не рекомендуется использовать длинные шнуры. Потому что с ростом расстояния между компьютером и экраном качество изображения ухудшается.

Ступени развития стандарта:

Кроме того, разъем используется в промышленном оборудовании и в системах видеонаблюдения. Например, существуют разветвители сигнала, позволяющие подключать к одному аналоговому порту 2 монитора. Созданы специальные переходники и конвертеры сигнала, позволяющие совместить устройства с цифровым и аналоговым выходами. Стандарт поддерживается операционными системами Windows вплоть до версии 10. Но при загрузке возможны проблемы с отображением изображения. В этом случае требуется скорректировать разрешение в сторону снижения в параметрах запуска.

Технические характеристики VGA

Колодка на графическом адаптере работает совместно с буфером, имеющим объем 256 кБ. Память позволяет сглаживать изображение и поддерживать стабильность трансляции видео. Колодка порта состоит из 15 контактов, расположенных в 3 ряда со смещением в шахматном порядке. Поскольку корпус разъема трапециевидной конфигурации, то ошибочное подключение штекера исключено. При подключении круглые контакты соединяются с пружинными ответными элементами, а винты повышают надежность коммутации.

Основные преимущества технологии:

широкое распространение (большинство видеокарт и мониторов, выпущенных до 2010 г. оснащено таким портом);
возможно подключение к аналоговому разъему цифрового оборудования с помощью конвертеров сигнала или переходников;
допускается передача видеосигнала в высоком разрешении.

невозможна одновременная трансляция звука и видео;
ограниченное максимальное разрешение;
появление помех при использовании кабеля с плохой экранировкой;
нет поддержки цифрового оборудования.

VGA контакты

Расположенные в колодке контакты позволяют передавать сигнал, разделенный по 3 цветам (синий, зеленый и красный). Предусмотрены выходы управления синхронизацией в вертикальном и горизонтальном направлении. Колодка содержит контакты, позволяющие идентифицировать монитор. А информация считывается графическим адаптером, который не позволит выбрать не поддерживаемые режимы работы (или повышенную частоту обновления).

Папа и мама VGA соединения

Разделяют штекеры нескольких категорий:

Преобразователи VGA, HDMI и DVI

Для коммутации мониторов и иного периферийного оборудования используется штекер VGA или VGA переходник, позволяющий подсоединить устройства с портами HDMI или DVI. В зависимости от типа цифрового разъема в составе переходника могут использоваться электронные контроллеры. Например, при конвертации сигнала VGA или DVI в формат HDMI. Пользователь подбирает узел с учетом портов, используемых на графической карте. При этом следует учитывать, что стандарт HDMI обладает электрической совместимостью с DVI-D и DVI-I, что упрощает конструкцию адаптера.

Преобразователи VGA и HDMI

Конвертер используется для коммутации жидкокристаллического монитора или телевизора, имеющего цифровой разъем HDMI, к видеокарте старого образца. Интерфейсы отличаются форматом сигнала, цифровой стандарт поддерживает трансляцию видео и звукового сопровождения. Кроме того, протоколы обеспечивают вывод изображения с различным разрешением. Для коммутации используется специальный HDMI-VGA адаптер со встроенным электронным конвертером сигналов.

Устройство вставляется в разъем графического адаптера. И одновременно подключается звуковая карта компьютера (через стандартный штекер 3,5 мм Jack). Сигнал обрабатывается контроллером. А для работы устройства необходимо подать питание от внешнего блока или через разъем USB. На телевизионный приемник или монитор подается цифровой сигнал, который содержит видео и параллельное звуковое сопровождение. Устройства не требуют установку драйверов и позволяют вывести изображение стандарта 1080р. В этом случае максимальное разрешение на входе составляет 1920х1200 точек.

Встречается оборудование, оснащенное акустическими разъемами типа 2хRCA. При этом на корпусе предусматривается кнопка включения или отключения протокола HDCP, обеспечивающего защиту контента. Существуют обратные конвертеры, позволяющие подключить к цифровому порту видеокарты монитор старого образца. В конструкции устройства предусмотрен акустический вывод (3,5 мм Jack) для коммутации колонок или наушников. Питание осуществляется от цифрового разъема, дополнительные провода в конструкции отсутствуют.

Преобразователи VGA и DVI

Компактный переходник DVI-VGA позволяет коммутировать жидкокристаллические мониторы к графическим адаптерам старого образца. Конвертер также может работать в обратную сторону. Электроника внутри блока не предусмотрена, что обуславливает низкую стоимость изделий. Переходник оснащен пластиковым корпусом, на котором предусмотрены винты крепления к видеокарте и шнуру монитора.

При покупке преобразователя следует учитывать стандарт разъема DVI. Эти стандарты отличаются по формату сигнала и направляющему ключу в колодке. Например, преимуществом цифрового формата DVI-D является повышенное до 2560х1600 точек разрешение картинки. Кроме того, существуют аналоговый интерфейс DVI-A. А также комбинированный разъем DVI-I, позволяющий передавать аналоговый или цифровой сигнал. На видеокартах встречается колодка формата DVI-D. Изредка встречается порт DVI-A, в котором предусмотрены дополнительные 4 контакта для аналогового сигнала.

Если планируется подключить монитор к разъему DVI-A, то переходник не содержит электронику и не требует питания. Конвертер для DVI-D оборудован микропроцессором, который требует дополнительное питание (адаптер входит в комплект поставки). Устройства могут оборудоваться удлинительным шнуром длиной до 1800 мм. Следует учитывать, что преобразователь может перерабатывать сигнал только в одном направлении, универсальные устройства не выпускаются.

Подробнее о конвертерах VGA

Другие разновидности преобразователей сигнала:

Подробнее о кабельных преобразователях

Наиболее распространенные версии кабельных преобразователей:

VGA и Mini VGA

На компьютерах Apple Mac или ноутбуках ряда производителей встречается колодка аналогового формата Mini с 14 контактами. Она не смогла набрать популярность среди пользователей. А затем ее вытеснили разъемы цифрового стандарта. При этом монитор подключается с помощью шнура, оснащенного малогабаритным разъемом. К тому же существуют адаптеры, позволяющие коммутировать оборудование со стандартной колодкой. Конвертеры рассчитаны на максимальное разрешение 1920х1080 точек при частоте обновления кадров до 60 FPS.

Читайте также: