Преобразователь оптического сигнала в hdmi
Обновлено: 04.07.2024
Разработка волоконно-оптического удлинителя HDMI на 300 метров. Отказ от обратного канала (передача данных по одному волоконно-оптическому кабелю). Клонирование EDID с монитора.
Стандарт HDMI широко применяется во многих сферах, где требуется вывод изображения на экран. Лично мне удавалось передавать сигнал по HDMI кабелю на расстояние до 10 метров (больше просто не требовалось). Думаю, что без потери качества, можно передать картинку на расстояние до 30-40м. Основные минусы в случае протяжки такого кабеля – это его диаметр и размер, непосредственно, разъемов. Самый простой способ исключить кабель – это использовать беспроводной удлинитель, думаю получится достигнуть 100-150 метров, но точно не скажу. К сожалению, не все объекты, по тем или иным причинам, разрешают использование беспроводных сетей. А если нужно еще дальше?
Рис.1. Разъем HDMI кабеля и оптики (LC)
Конечно, оптика, наверное, не лучший вариант для передачи видео, но при использовании стационарных ПК и мониторов – очень даже ничего. Первый тезис – это диаметр оптического кабеля (в моем случае, это 2-3мм) и диаметр коннектора волоконно-оптического кабеля. Второе – это, безусловно, расстояние. Забегая вперед, скажу, что тесты проводились на кабеле 300м, диаметр (внешний) – 3мм.
Элементная база
При проработке элементной базы, выбор, неожиданно, пал на китайскую компанию SiFotonics, которая специализируется на такого рода оборудовании. Для начала, мы изучили их продукцию и получили две отладки, которые соединили трехсотметровым оптическим кабелем и убедились, что все работает без нареканий. В их ассортименте есть и SFP оптические приемники/передатчики (ROSA/TOSA), сериалайзеры/десериалайзеры, драйверы и т.д.
Принцип работы
Для соединения и работы устройств необходимо подключить два оптических кабеля и подать питания (кабель microUSB). Если приводить аналогию с обычным кабелем HDMI, в котором для обмена таблицей EDID есть I2C, то тут все тоже самое – один канал для передачи данных, второй – для передачи EDID от монитора к видеокарте. Данные передаются со скоростью 10Gbps. Отрывая кабель обратного канала, картинка неизменно пропадает. В этот момент закрались некоторые сомнения, а не передаются ли какие-нибудь служебные данные или метки синхронизации в обратном канале, или может устройства мониторят подключения друг к другу…
Рис.2. Состав модулей
Первая итерация платы, она же макет, получилась размерами 20Х45мм. С разъемом питания «вбок», чтобы было удобнее разводить шины питания в полигонах. Итого получилось 4 слоя. Чем плоха данная конфигурация печатной платы, я напишу позже. Хитрые разработчики на отладке использовали пассив размерами 0201, что мне делать категорически не хотелось, поэтому я использовал 0402 и под чипом каша из конденсаторов.
Рис.3. 3D модель макета платы модуля источника
Как я писал выше, моей задачей было не только сделать пару с рабочим расстоянием 300 метров, но еще и убрать обратный канал оптики. Еще на этапе проработки мы решили не ввязываться в доработку китайского софта (хотя, нам любезно были предоставлены все исходники), так как, во-первых, это куча строк непонятного кода в непонятном компиляторе, во-вторых, SiFotonics может поставлять прошитые чипы, что очень удобно, так как прошивать устройства в рамках производства весьма не просто. Чтобы читатель не подумал, что я преувеличиваю, говоря о сложностях, я приведу фото стенда для программирования.
Рис.4. Стенд для программирования и диагностики
Да-да, как вы уже, наверное, догадались, контакты JTAG для программирования выведены на контакты microUSB, и на некоторые контакты HDMI, которые раньше были GND. Сразу оговорюсь, что на качество работы это не повлияло. Итак, стенд. Чтобы запрограммировать чип, нужно сначала собрать одну схему стенда и перевести микросхему в режим программирования с помощью специализированного ПО. Далее необходимо собрать другую схему и с помощью другого ПО прошить плату. После этого она автоматически переходит в рабочий режим.
В общем, как мне кажется, это нецелесообразно даже на 1000 штуках.
Вернемся к обратному каналу. Для хранения EDID таблиц нам необходима EEPROM, и понадобится налету менять ее адрес. Взял N24C02UDTG в миниатюрном корпусе US-8. Для ее программирования использую микроконтроллер STM32F031G4U6, тоже в самом маленьком корпусе, который можно найти в свободном доступе — UFQFPN-28. Также я взял свитч питания TPS27081ADDCR. И вот что у меня получилось:
Рис.5. Схема реализации клонирования EDID
Идея в следующем. Эта схема реализуется на передающем модуле (тот, что подключается к ПК). Для клонирования EDID монитора устройство подключается к монитору. По умолчанию адрес EEPROM на нашем модуле не должен совпадать с адресом EEPROM в мониторе (во время чтения), то есть он может быть любым другим, я, например, сделал ножку A0 управляемой. В момент подключения к монитору питание на EEPROM подается, а нога А0 подтянута к логическому «0» резистором. На шине i2c висят два EEPROM с одинаковыми адресами, но это не критично, так как мы с ними еще не работаем. В моей схеме есть еще кнопка и светодиод индикации питания/прошивки EDID/ошибок. Кратковременное нажатие кнопки приводит к смене адреса и разрешению микроконтроллеру начинать чтение/запись EDID. Ресетим EEPROM питанием (на всякий случай) когда получили сигнал от кнопки, читаем EDID монитора и сразу пишем его в нашу микросхему. Мигаем 3 раза светодиодом и отключаем питание EEPROM. Чтение/запись происходит мгновенно, поэтому для мигания сделана принудительная задержка, чтобы пользователь понимал, что что-то происходит. То есть мигать начинаем тогда, когда уже можно отпускать. Если что-то не так, то не зажигаем светодиод.
Далее подключаем модуль к ПК и сразу видим новый монитор в настройках. Задача решена.
Для программирования микроконтроллера вывел SWD шину.
Рис.6. Обратная сторона платы модуля
Особенности
После всей проделанной работы с клонированием EDID я убрал обратный оптический канал, и все работало без нареканий. При данных опытах питание происходило от USB ПК. Во время загрузки компьютер (во всяком случае мой) на мгновение выключает питание USB и картинка с BIOS мигает на мониторе – это не критично. Затем я выпаял модули обратного канала с устройств и после этого мигания картинка перестала восстанавливаться. И происходило это именно из-за отсутствия модуля TOSA на мониторном устройстве. Я попытался эмулировать наличие лазера, но все безуспешно. Я почти уверен, что эту проблему можно решить прошивкой, но мы решили в нее не лезть. Чудо произошло, когда я подключил оба устройства (приемник и передатчик) к блокам питания (как, кстати, было указано в ТЗ). Картинка перестала моргать, а соответственно и пропадать. Если во время работы передергивать питания устройств, то картинка восстанавливается без проблем.
Рис.7. Схема включения передающего модуля (лазера)
Теперь вернемся к конфигурации печатной платы и разъему питания «вбок». Эта реализация была изначально неудобна и подходила только для макета. В релизном устройстве я уменьшил ширину платы до 16,3мм и вынес разъем питания на место оптического модуля обратного канала – это позволит включить несколько устройств в одну видеокарту. В противном случае мне мешал разъем питания и плата была очень широкой.
Рис.8. Узкие платы приемника и передатчика
Тут, конечно, было много переразводки и перестановок компонентов. Полигоны питания были переделаны полностью для оптимизации под эти размеры и переноса разъема microUSB. Как можно догадаться, корпуса для обоих устройств идентичны, поэтому конфигурация платы, разъемы и оптический модуль расположены одинаково. Корпус фрезеруется из алюминия и является теплоотводом, для процессора и драйвера. На внутренней стороне фрезеруются выступы под эти компоненты, поэтому они тоже располагаются одинаково.
Заключение
На данный момент спаяно четыре пары устройств, проводятся тесты на длинном кабеле на разных мониторах и ТВ. Нареканий по работе нет никаких. Проверяем только на fullHD и ниже.
HDMI конвертер сегодня является основным стандартом для передачи как видео, так и аудиосигналов, и поэтому он был реализован в различных устройствах, от HDMI-коммутаторов и разветвителей до HDMI-преобразователей. Последний применяется для преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот, и позволяет использовать современные устройства наряду с устаревшими.
7 лучших HDMI конвертеров в 2020 году: любой на выбор
Эти устройства обычно очень дискретны и незаметны, но очень важны, если вы, например, ностальгируете по старым консольным играм и хотите попробовать поиграть в них еще раз.
Здесь вы найдете всю необходимую вам информацию, а также поймете, какие продукты дадут вам больше всего пользы за ваши деньги. Поэтому откиньтесь на спинку кресла и получайте удовольствие от поиска лучшего HDMI конвертера.
Как выбрать лучший HDMI конвертер
Лучшие преобразователи RCA в HDMI, преобразователи HDMI в RCA, а также другие типы конвертеров HDMI, как правило, являются довольно простыми устройствами, и в результате этого имеют только несколько характеристик, которые имеют большое значение, и они включают в себя следующее:
Простота использования
Никому не нужно устройство, которое требует от вас тратить много времени, пытаясь выяснить, как оно работает, или заставить его работать. Мы правы или неправы?
Поскольку эти устройства, как правило, доступны по цене, было бы жаль, что вы можете потратить кучу денег на то, что вы можете найти гораздо дешевле. Поэтому, не спешите и будьте уверены в том, что вы получаете максимум за свои деньги.
Совместимость
Одной из самых важных, если не самой важной характеристикой любого конвертера HDMI является его совместимость. Поддерживает ли он стандарты PAL, NTSC и SECAM? Будет ли он работать с PS3, Xbox, Blu-ray и DVD-плеерами и аналогичными устройствами?
Другими словами, это важный аспект преобразователей HDMI, который отделяет хорошее от плохого и в основном определяет, покупаете ли вы мусор или устройство, которое вас вполне устроит и сделает то, что от него требуется.
7 Best HDMI Converters
GANA RCA to HDMI
Идеальный конвертер RCA в HDMI для устаревших игровых систем
Если вы владелец более старой игровой консоли или системы, например, SEGA, и ищете качественный вариант для преобразования и воспроизведения его сигнала на современных телевизорах или мониторах, конвертер GANA RCA в HDMI является отличным вариант для вас.
Это устройство, которое доступно и компактно; он предлагает функциональность «включай и работай» и, что более важно, он обеспечивает изображение высочайшего качества, полностью избавленное от артефактов и подобных проблем.
Конвертер GANA RCA в HDMI выполнен из глянцевого черного АБС-пластика, поддерживает PAL, NTSC, SECAM и многие другие стандарты. Он поставляется с одним набором входов RCA и одним выходом HDMI и способен выдавать видеосигнал 60 Гц 1080p или 720p.
В целом, конвертер RCA в HDMI GANA имеет очень хорошую цену и, безусловно, представляет собой один из лучших конвертеров RCA в HDMI, который вы можете найти за доступную цену. Другими словами, вы наверняка не ошибетесь с этим.
Плюсы:
Минусы:
- Не самый лучший контроль качества
- Растягивает оригинальное изображение 4:3 до 16:9
Wonlyus HDMI to RCA Converter
Простой, но эффективный конвертер HDMI в RCA
Хотя большинство пользователей требует преобразования старого аналогового сигнала в цифровой, существуют также ситуации, когда вам нужен обратный порядок, и в таких ситуациях единственным вариантом является устройство, например Wonlyus HDMI в RCA конвертер.
Это дешевое, простое, компактное устройство и, прежде всего, эффективное в своей работе. Он поддерживает стандарты PAL и NTSC, а также различные входные разрешения от 480i до 1080p. Кроме того, он совместим со стандартом HDMI1.3 и может работать с телевизионными флешками, такими как Fire TV, Roku, Apple TV и т.д.
Плюсы:
Минусы:
- Нет поддержки 3D
- Не совместимо с смартфонами
Rasfox AV/RCA to HDMI Converter
Очень прочный и эффективный конвертер RCA в HDMI
Конвертер Rasfox Powered AV/RCA в HDMI оснащен светодиодным индикатором, а также селектором, который позволяет выбрать разрешение выходного сигнала, которое может быть 1080p или 720p. Кроме того, это устройство поддерживает стандарты PAL, SECAM и NTSC и оснащено одним набором входов RCA и одним выходом HDMI, который, к сожалению, преобразует аналоговый вход 4:3 в цифровой сигнал 16:9, что делает изображение растянутым, поэтому требуются дополнительные настройки телевизора.
Плюсы:
- Компактный
- Отличное качество изображения
- Долговечный
Минусы:
Tendak 3RCA CVBsConverter
Конвертер RCA в HDMI, который обеспечивает только чистое качество
Более того, Tendak 1080P HDMI to AV 3RCA CVBsConverter предлагает отличную совместимость и работает с Xbox, Fire TV Stick, Apple TV и многими другими подобными устройствами. Он совместим со стандартами PAL и NTSC и оснащен специальным переключателем, который позволяет выбрать, какой из них должен быть активным.
Плюсы:
Минусы:
- Нет поддержки 3D
- Не самый лучший контроль качества
- Короткий шнур питания
RuiPuo RCA to HDMI Converter
Для своей цены очень хороший конвертер RCA в HDMI
Когда пользователи покупают конвертер HDMI, они ожидают, что он будет доступным и, прежде всего, функциональным, а конвертер RuiPuo RCA в HDMI как раз то устройство, которое идеально подходит для этой роли.
Он может работать с различными девайсами, включая Blu-Ray-плееры, DVD-плееры, Nintendo 64, устройства Play Station и многие другие. Кроме того, он поддерживает стандарты PAL, NTSC и SECAM и, в отличие от большинства преобразователей, которые обеспечивают выходы 4:3, предоставляет 16:9.
Конвертер RuiPuo RCA в HDMI поставляется с одним входом RCA и одним выходом HDMI и преобразует аналоговый сигнал в цифровой с разрешением 720p или 1080p. Что еще более важно, это устройство простое в использовании и настройке, оно очень компактно и представляет собой полный пакет, который включает в себя кабель HDMI длиной 1 м и кабель питания USB.
Плюсы:
Минусы:
Wonlyus HDMI to VGA Converter
Дискретный вариант для вашей видео конвертации
В отличие от большинства других преобразователей, этот аксессуар представляет собой не компактную коробку, а кабель HDMI-VGA длиной 1,8 м или 3 м, который может работать с разрешением Full HD 60 Гц. Кроме того, этот кабель совместим со стандартами HDMI1.4 и HDCP1.3 и может работать с множеством устройств, таких как Chromebook, Roku, Xbox One, PS3 и многими другими. Однако его отличная совместимость не включает в себя проигрыватели PS4, MacBook и Blu-ray, которые несколько непригодны для этого конвертера.
Конвертер Wonlyus HDMI в VGA обладает большой универсальностью и может успешно использоваться как для личной, так и для профессиональной работы, например, для презентаций.
Плюсы:
Минусы:
- Не работает с PS4, проигрывателями Blu-ray и MacBook
- Не самый лучший контроль качества
PORTHOLIC Wii to HDMI Converter
Конвертер для геймеров
Этот конвертер поддерживает стандарты PAL и NTSC, но, что более важно, обеспечивает отличное качество изображения. Основным аспектом этого является встроенная микросхема декодера 2G, которая обеспечивает видеосигнал без деформаций и задержек, с точными цветами и превосходной стабильностью. Другими словами, лучший конвертер Wii в HDMI перед вами.
PORTHOLIC Wii to HDMI Converter является доступным и простым в использовании, поддерживает разрешение 1080p. Кроме того, хотя он уже передает звук через преобразование сигнала Wii в HDMI, это устройство оснащено дополнительным разъемом 3,5 мм, который позволяет напрямую подключать его к гарнитуре, что делает его еще более удобным, или, лучше сказать, чертовски выгодным для ностальгирующих Wii-геймеров.
Плюсы:
Минусы:
- Выглядит немного дешево
- Не самый лучший контроль качества
Заключение
Читайте также: