Физические интерфейсы мультимедийных систем
Любая мультимедийная система состоит из нескольких компонентов,
коммутируемых с помощью физических интерфейсов. Иными словами, телевизоры, акустические
системы, усилители, прочие приборы и их источники питания соединяются кабелями
через разъемы или клеммы различных конструкций. Являясь, на первый взгляд,
столь незначительной деталью, соединения играют большую роль в передаче
сигналов. В настоящее время существует огромное множество разновидностей
интерфейсов, кабелей и разъемов, некоторые из них применяются вот уже не один
десяток лет.
Кабель
Кабель может быть как элементом физического интерфейса, так и
самостоятельным соединением, подключаемым к клеммам прибора. Конструкция всех
кабелей, как правило, схожа, все их компоненты можно разглядеть в поперечном
сечении. Внутри кабеля под слоями изоляции находятся один или несколько
изолированных проводов, упрочняющие шнуры, прокладка из текстильных материалов
и экран.
Экран кабеля представляет собой проводящую поверхность поверх сигнальных
проводов, защищающую их от электромагнитного излучения. Чем качественнее
кабель, тем надежней материал экрана и
тем большую площадь проводов он покрывает. К примеру, фольга полностью
обволакивает внутренние компоненты кабеля, но обладает минимальной механической
надежностью, в то время как сетчатая оплетка наименее подвержена механическим
воздействиям, но с ней довольно сложно добиться максимального покрытия.
Решающую роль в качестве кабеля играет материал, из которого изготовлены
его провода. Самым дешевым материалом является медь, в более дорогих
конструкциях используется медь бескислородная. Если требуется наивысшее
качество передачи сигнала, то применяются провода из карбона, серебра и золота.
По назначению кабели можно
разделить на акустические, видео, межблочные, оптические и силовые. Самыми
простыми по конструкции являются силовые кабели, соединяющие приборы с
источником электропитания.
Акустические кабели передают высокоуровневый аудиосигнал от устройств
воспроизведения или усилителей к акустическим системам. Основной
характеристикой такого кабеля является сопротивление, зависящее от длины, толщины проводников и
материала, из которого они изготовлены. Чем ниже сопротивление, тем качественней
будет звук. Также, акустические кабели подразделяются в зависимости от
конструкции проводников. Бывают витые (провода переплетены, хорошо защищены от
помех), коаксиальные (один проводник находится внутри другого, отделенного
изоляцией, максимально защищены от помех) и параллельные кабели (провода
расположены параллельно, обеспечивают наилучшее качество передачи звука).
Межблочные кабели используются для передачи цифровых и аналоговых аудио
и видеосигналов между компонентами мультимедийной системы. Цифровые межблочные кабели, в свою очередь, бывают
оптическими и электрическими. Оптические кабели передают данные не с помощью
электрических сигналов, а с помощью света, отражающегося внутри пластикового
или стеклянного волокон. Такой тип кабелей имеет значительные преимущества
перед своими предшественниками – он дешевле, затрачивает меньше электроэнергии,
обладает большей пропускной способностью и меньшим затуханием сигнала.
Разъемы
За всю историю современного развития аудио и видеоаппаратуры, было создано
большое число различных стандартов передачи сигналов между устройствами. Но,
несмотря на то, что новые форматы, как правило, способны передавать сигнал боле
высокого объема и качества, их предшественники далеко не сразу выходят из
применения и продолжают пользоваться популярностью у киноманов, аудиолюбителей
и производителей аппаратуры. Именно поэтому современные мультимедийные
устройства наделяются возможностями приема, передачи и конвертирования сигналов
сразу нескольких форматов. Поддерживаемые стандарты легко определить по наличию
на корпусе устройства тех или иных разъемов, от чего также зависит совместимость
компонентов мультимедийной системы. Все разъемы мультимедийной техники можно
разделить по их назначению на аудио, видео, питание, интернет и прочие, мы
рассмотрим наиболее распространенные типы коннекторов.
Наиболее популярным разъемом для подключения аудиоаппаратуры являются
разъемы типа TRS (Jack), представляющие собой
штырек с двумя кольцами и характерным наконечником. TRS 1/4” диаметром 6,35 мм и TRS старого
образца - BPO 316 и Tini-Telephone Jack (4,4 мм) применяются в профессиональной
музыкальной технике, музыкальных инструментах, микрофонах и акустических
системах высокого класса. 3,5 мм TRS (mini-jack) используется в аппаратуре потребительского
уровня, 2,5 мм TRS
(micro-jack) – в портативных устройствах. Предшественником TRS является DIN – цилиндрический разъем
со штырьками, количество которых может быть от трех до восьми. Для передачи
цифрового аудиопотока существуют оптоволоконные форматы TOSLINK и S/PDIF,
позволяющие передавать цифровой сигнал между устройствами без преобразования
его в аналоговый, тем самым избегая ухудшения звука.
Для передачи аналогового видеосигнала используются композитные и компонентные
разъемы. В отличие от компонентного сигнала, где составляющие потока передаются
по отдельным линиям, композитный передает яркость и цветность совместно.
Естественно, такая технология не лучшим образом сказывается на качестве
сигнала, но делает такие форматы более удобными для рядового пользователя. Самым
распространенным композитным разъемом является RCA jack с
коннектором – колокольчиком, используемым уже более полувека, а также нашедший
применение в промышленной и профессиональной среде стандарт BNC.
Компонентные стандарты передают составляющие сигнала по отдельным
каналам, что существенно повышает качество воспроизведения, это такие разъемы
как YPbPr, S-Video и SCART. Стоит также отметить разъем VGA, активно применяемый при подключении
видеокарт компьютеров к ТВ и мониторам, но в последнее время вытесняемый
цифровыми форматами DVI, DisplayPort и HDMI. Без сомнения, HDMI является
наилучшим решением в условиях современных требований к передаче сигнала. Он
позволяет передавать видеосигнал высокого разрешения и многоканальный
аудиопоток большого объема. Также, устройства могут быть оснащены множеством
дополнительных разъемов, к примеру, LAN и USB. Первый используется для подключения оборудования к локальной
и сети интернету, USB – для вспомогательного оборудования, внешних накопителей и
других устройств, не требующих высокой пропускной способности.
