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DVI信号及其应用 


    随着显示技术的发展,尤其是数字LCD、DLP及PDP等产品的广泛应用,传统的VGA模拟信号不适应发展的需要,很多应用中会被DVI数字信号(Digital visual interface)所取代。在模拟显示方式中,R.G..B信号在显卡中经过D/A转换成模拟信号,传输后进入显示器,经处理后驱动R.G..B电子枪,显示到荧光屏上,整个过程是模拟的。而数字显示方式不同,模拟的R.G.B信号到达显示设备后(LCD 或DLP,PDP等)经过A/D处理,转换为数字信号,随后由数字信号控制液晶板透射或反射光线或DMD晶片反射光线或由等离子体反光,达到显示的效果。在这个过程中明显地存在一个由数字→模拟→数字的转换过程,信号损失较大,并且会存在诸如拖尾,模糊,重影等问题。而当今的设备中,带有数字接口的计算机显卡已经相当普遍,甚至笔记本电脑也配备了DVI接口,而且大部分显示图形处理器上都带有甚至只带有数字信号接口,显示设备中也是越来越多的设备带有数字信号接口,因此数字→数字方式的应用已经成熟。DVI信号作为一种新的媒体,其应用越来越广,本文主要介绍DVI及其相关的应用。
  
DVI的接口定义如下图:

    DVI有DVI1.0和DVI2.0两种标准,其中DVI1.0仅用了其中的一组信号传输信道,传输图像的最高像素时钟为165M,信道中的最高信号传输码流为1.65GHz。DVI2.0则用了全部的两组信号传输信道,传输图像的最高像素时钟为330M,每组信道中的最高信号传输码流也为1.65GHz。在显示设备中,目前还没有DVI2.0的应用,因此本文所说的DVI都是指DVI1.0标准。
 
    DVI定义了DVI-I(Integrated)和DVI-D(Digital)两种接口,从接口定义上可以看出,DVI-I实际上是在DVI-D的基础上增加了模拟接口。有一种观点认为DVI-I只是一种过渡型的接口,最终会发展成DVI-D与VGA分别存在的情况,这里我们不妄加评测。我们主要介绍DVI-D接口。DVI原理上是将经过处理的待显示R.G.B数字信号与H.V信号进行组合编码,每个像素点按10hit的数字信号进行并→串转换,把编码后的R.G..B数字流与像素时钟等4个信号按照T.M.D.S.方式进行传输,其每路码流速率为原像素点时钟的10倍,以1024×768×70的分辨率为例,码流时钟为70MHz×10,折合为0.7GHZ。一般DVI1.0的码流在0.24GHZ到1.65GHZ之间。既然DVI作为一种新的媒体存在,在与传统媒体间的关系及相关应用中提出了诸如以下几方面的新问题。
 
    1.VGA与DVI之间的互换:对于DVI-I接口的模拟部分到VGA接口的转换不过是一种接口的转换,很容易完成,市面上有这种接口,这里不予讨论。但对于DVI-I接口的数字部分或DVI-D接口与VGA接口之间的转换就必须经过DVI解码和D/A转换,以北京利国公司的DVIT系列产品而言,DVIT-DG是由DVI-D接口到VGA接口的转换,它通过DVI1.0信号的解码和数字RGB到的D/A变换,从而完成了DVI1.0到模拟RGB信号的转换。
 
    DVIT-GD是由VGA到DVI-D的转换,它通过模拟R.G.B信号的A/D变换、数字R.G.B信号的DVI1.0编码和T.M.D.S.信号的发送,从而完成模拟R.G.B信号到DVI1.0信号的转换。
 
    2.DVI信号的分配与切换:对DVI信号而言,分配与切换的概念依旧存在,北京利国公司的DVID系列分配器与DVIS系列切换器可完成这些功能,只是以目前而言,DVI切换器由于器件的限制,规模尚不太大。
 
    3.DVI信号的传输,由于DVI信号的码流(信号带宽)很高,传输过程中会遇到很大问题,就是传输距离的限制。以正常的1.65GHZ信号而言,目前的DVI传输线的有效传输距离是5米,超过这个距离就必须加中继或驱动;这种中继不是简单地对信号进行放大,单纯地提高驱动能力,而是要进行串并转换,对并行信号进行整型后再进行并串转换,以消除传输中的波形失真;这给DVI信号的长线传输造成了极大的麻烦。在电缆传输方式中,利国公司的DVID系列分配/驱动器能完成1.65GHZ信号7米定制线的驱动。再长距离的传输,只好一级接一级地加中继。从传输原理讲,中继可多级联用,不会造成信号失真(利用利国的分配器做过16级的中继实验),但价格不菲,同时DVI的专用电缆价格也令人不好接受;就其它传输方式而言,目前有两种解决方案,一是通过网线传输,这个想法极具吸引力。目前已有这方面的专业芯片,通过这种器件,把DVI信号进行转换和驱动后,在6类线上的传输距离可以达到50米左右,这个距离可以满足会议室或图形控制器与大屏之间的传输;另外一种方案是利用光纤来传输,在多模传输方式下传输距离可达到公里级,单模方式可传输几十公里。这就为DVI信号的远距离传输提供了可能,且价格与电缆相比,有较大的优势,北京利国公司已在进行这类产品的开发,具体情况另文介绍。北京利国公司已有的DVI相关设备如下:
 
DVIT-DG:DVI到VGA的转换;
DVIT-GD:VGA到DVI的转换;
DVIS系列:DVI信号系列切换器和矩阵切换器;
DVID:DVI信号的分配器和中继驱动;
LGF光纤系列:
包括:VGA信号(模拟信号)单模/多模传输;
DVI信号(数字信号)单模/多模传输;
 
    随着DVI信号的转换、切换、传输等问题的逐步解决,DVI应用将为图形应用系统实现真正的全数字方式,极大地提高信号质量,改善显示效果。这必将给大屏显示领域带来革命性的变化。 

问 题 解 答

>> 多媒体中的地线保护 
 
  在多媒体系统工程中,会用到多种设备,如投影机、计算机、矩阵切换器、分配器、CD、DVD和中控系统等。
  由于设备中大多使用开关电源,信号中的地线实际是漂浮的,造成各信号之间的地线不在同一电位上,存在电位差,严重时可能达到一百多伏电压。当所有信号连接使用时,由于地线电位不一致,就会造成图像上有网纹、低频滚动等干扰现象产生,或造成控制失误,面板失灵,严重时甚至会直接击穿集成电路等元件。因此,在两相三线制的电源系统中,系统设计时,电源线应遵守左零,右火,中心保护地的规则;在三相四线制的电源系统中,应尽可能使用相同的两相。特别指出的是保护地一定是同一地线,并确保其连通,以保证所有设备有一个相同的地线参考。这样就会防止各种干扰现象的产生。 
 
>> RS232接口不通问题的解决 
 
  切换设备与计算机RS-232接口连接,在进行远程控制时,若连接不通,请利用随机附带的接口检测程序,并按以下步骤逐步检查(如现场无检测程序,请由利国公司网站www.liguo.com.cn或www.liguo.net下载):
 
1 请仔细查阅产品说明书。 
2 有些机型有LOCK键,检查其是否按下; 
3 主机RS232接口与计算机接口定义相同: 
2—收,3---发,5---地线,因此要求主机与计算机之间的连线2,3对调,并检查其是否连通; 
4 计算机波特率设置是否正确 ; 
5 计算机COM口设置是否正确; 
6 设备地址设置是否正确; 
7 RS232 是否有回读,有回读,并按通讯协议核对回读内容。 
 

 
资料来源: 北京市利国电子技术有限公司
 

   

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