Connettori e interfacce audio e video

Connettori audio e connettori video sono connettori elettrici (o connettori ottici) – spine e prese – per trasportare segnali audio e segnali video.

Le interfacce audio e le interfacce video definiscono i parametri fisici e l’interpretazione dei segnali.Per l’audio digitale e il video digitale, si può pensare a come definire il livello fisico, il livello di collegamento dati e la maggior parte o tutto il livello dell’applicazione. Per l’audio analogico e il video analogico, queste funzioni sono tutte rappresentate in una singola specifica del segnale come NTSC o il segnale di guida dell’altoparlante dell’audio analogico. Le caratteristiche fisiche delle apparecchiature elettriche o ottiche includono i tipi e i numeri di cavi richiesti, le tensioni, le frequenze, l’intensità ottica e il design fisico dei connettori. Tutti i dettagli del livello di collegamento dati definiscono il modo in cui i dati dell’applicazione sono incapsulati (ad esempio per la sincronizzazione o la correzione degli errori). I dettagli del livello applicazione definiscono il vero formato audio o video trasmesso, spesso incorporando un codec non specifico per l’interfaccia, come PCM, MPEG-2 o il codec DTS Coherent Acoustics. In alcuni casi, il livello dell’applicazione è lasciato aperto; ad esempio, HDMI contiene un canale Ethernet per la trasmissione generale dei dati.

Alcuni tipi di connettori sono utilizzati da più interfacce hardware; ad esempio, i connettori RCA sono definiti sia dal video composito sia dalle interfacce video componente, ma DVI è l’unica interfaccia che utilizza il connettore DVI. Ciò significa che in alcuni casi non tutti i componenti con connettori fisicamente compatibili funzioneranno effettivamente insieme.

Alcuni di questi connettori, e altri tipi di connettori, sono anche usati a radiofrequenza (RF) per collegare un ricevitore radio o televisivo ad un’antenna o ad un sistema via cavo; Le applicazioni di connettori RF non sono ulteriormente descritte qui. I connettori A / V analogici utilizzano spesso cavi schermati per inibire le interferenze a radiofrequenza (RFI) e il rumore.

Per efficienza e semplicità, lo stesso supporto di memorizzazione utilizza la stessa convenzione di codec o segnale. Ad esempio, i nastri VHS possono memorizzare una rappresentazione magnetica di un segnale NTSC e le specifiche per i dischi Blu-ray includono PCM, MPEG-2 e DTS. Alcuni dispositivi di riproduzione possono ricodificare audio o video in modo che il formato utilizzato per la memorizzazione non debba essere uguale al formato trasmesso tramite l’interfaccia A / V (utile se un proiettore o un monitor non sono in grado di gestire un codec più recente).

Segnali multipli
Alcuni connettori possono trasportare contemporaneamente segnali audio e video:

HDMI combina dati video non compressi conformi a DVI con audio compresso o non compresso e supporta altri protocolli.
FireWire viene utilizzato su videocamere, comunemente quelle che utilizzano nastri MiniDV e apparecchiature audio di fascia alta.
Digital Media Port un connettore proposto da Sony sui suoi prodotti audio / video
DisplayPort trasporta audio e video digitali e informazioni ausiliarie
Mini DisplayPort fattore di forma più piccolo della porta dello schermo che esegue la stessa funzione
Fulmine
UDI (Unified Display Interface)
Link ad alta definizione mobile (MHL)
I connettori F sono utilizzati con modulatori RF per televisori senza ingressi diretti
SCART, ora il più comune in Europa
Connettori telefonici TRS con più di un anello o RCA ibrido di Sony con un pin TRS
Cavo coassiale / RG-6 / RG-59 / TV via cavo (CATV)
Altri connettori compositi che trasportano video, audio, alimentazione e USB:

ADC, connettore per display Apple ora defunto
Connettore dock Apple a 30 pin, base docking per Apple iPod, iPhone e iPad
Portable Digital Media Interface (PDMI): include DisplayPort per video e audio digitale, audio analogico, USB 3.0 e alimentazione
USB-C – può includere USB 3.1, DisplayPort, Thunderbolt, superMHL, HDMI e alimentazione; così come l’audio analogico con un adattatore
S / PDIF
Il cavo elettrico coassiale (con prese RCA) o fibra ottica (TOSLINK).

Si noti che non ci sono differenze nei segnali trasmessi tramite connettori S / PDIF ottici o coassiali – entrambi portano esattamente le stesse informazioni. La selezione di uno sull’altro si basa principalmente sulla disponibilità di connettori appropriati sull’attrezzatura scelta e sulla preferenza e comodità dell’utente. Connessioni di lunghezza superiore a 6 metri o che richiedono curve strette, utilizzare un cavo coassiale, poiché l’elevata attenuazione del segnale luminoso dei cavi TOSLINK limita il suo raggio d’azione effettivo.

HDMI
L’interfaccia multimediale ad alta definizione (HDMI) è uno standard audio / video compatto per la trasmissione di dati digitali non compressi.

Esistono tre tipi di connettori HDMI. Tipo A e Tipo B sono stati definiti dalla specifica HDMI 1.0. Il tipo C era definito dalla specifica HDMI 1.3.

Il tipo A è elettricamente compatibile con il collegamento singolo DVI-D. Il tipo B è elettricamente compatibile con doppio collegamento DVI-D ma non è ancora stato utilizzato in alcun prodotto.

IEEE 1394 “FireWire”
IEEE 1394 FireWire è un protocollo di trasferimento dati digitale comunemente utilizzato per le fotocamere digitali (comune sulle videocamere a nastro MiniDV), ma anche utilizzato per i dati dei computer e i trasferimenti di dati audio. Negli Stati Uniti, i set top box del convertitore TV via cavo dispongono anche della connessione per il trasferimento dei contenuti direttamente su un televisore (se dotato di una porta) o un computer per la visualizzazione. 1394 può anche utilizzare il cavo coassiale come mezzo per corse più lunghe.

A differenza delle connessioni Point-to-Point elencate sopra, IEEE 1394 è in grado di ospitare diversi segnali sullo stesso filo, con i dati consegnati e visualizzati sul set di destinazione. È anche completamente bidirezionale, con la sua larghezza di banda piena utilizzata in una direzione o l’altra, o divisa in direzioni fino al massimo.

DisplayPort
DisplayPort è uno standard di interfaccia per display digitale (approvato nel maggio 2006, versione corrente 1.4 pubblicata il 1 ° marzo 2016). Definisce una nuova interconnessione audio / video digitale priva di licenza, esente da diritti, destinata principalmente all’utilizzo tra un computer e il suo monitor, oppure un computer e un sistema home theater.

Il segnale video non è compatibile con DVI o HDMI, ma un connettore DisplayPort può passare attraverso questi segnali. DisplayPort è un concorrente del connettore HDMI, la connessione digitale di fatto per dispositivi di elettronica di consumo ad alta definizione.

Connettori audio
I connettori audio sono usati per le frequenze audio. Possono essere analogici o digitali.

I connettori a filo singolo usati frequentemente per l’audio analogico includono:

Connettori a banana
Connettori a forcella
Pali di rilegatura a cinque vie e connettori a banana per altoparlanti
Clip Fahnestock su ricevitori radio primi breadboard.
Euroblock “Morsetto stile europeo” o “Connettori Phoenix”, connettori terminali a vite utilizzati per segnali audio e di controllo
Connettori multiconduttore:
DB25 è per la registrazione multitraccia e altri audio multicanale, analogici o digitali
Connettori DIN e connettori mini-DIN
Euroblock “Morsetto stile europeo” o “Connettori Phoenix”, connettori terminali a vite utilizzati per segnali audio e di controllo
Connettori RCA, noti anche come connettori phono o spinette phono, utilizzati per audio analogico o digitale o video analogico
Connettori Speakon di Neutrik per altoparlanti
Connettore telefonico noto anche come tip-ring-sleeve (TRS) o tip-sleeve plug, spina telefonica, jack plug, mini-jack e mini-stereo. Questo include il jack originale da 6,35 mm (quarto di pollice) e i jack più recenti e standard da 3,5 mm (miniatura o 1/8 di pollice) e da 2,5 mm (subminiatura), sia mono che stereo (bilanciati).
Connettori XLR, noti anche come plug-in Cannon, utilizzati per l’audio bilanciato analogico o digitale con una linea bilanciata.
Interfacce audio digitali e interconnessioni:
Interfaccia ADAT (DB25)
Interfaccia AES / EBU, normalmente con connettore XLR
S / PDIF, tramite cavo coassiale elettrico (con prese RCA) o fibra ottica (TOSLINK).

Connettore telefonico
Un connettore telefonico (tip, ring, sleeve) ha anche chiamato un jack audio, una spina telefonica, una spina jack, una spina stereo, mini-jack o mini-stereo. Questo include il jack originale da 6,35 mm (quarto di pollice) e i più recenti jack da 3,5 mm (miniatura o 1/8 di pollice) e da 2,5 mm (subminiatura), sia mono che stereo.

DIN
Un connettore DIN è un connettore originariamente standardizzato dal Deutsches Institut für Normung (DIN). Mini-DIN è una variazione.

BNC
Il connettore BNC (Bayonet Neill Concelman) è un tipo molto comune di connettore RF utilizzato per terminare il cavo coassiale.

TOSLINK
TOSLINK o cavo ottico è un sistema di connessione in fibra ottica standardizzato.

XLR
Le prese e le prese per connettori XLR sono utilizzate principalmente in applicazioni di cablaggio per audio e video professionali. I connettori XLR sono anche noti come connettori Cannon dopo il loro produttore originale. Sono utilizzati per l’audio bilanciato analogico o digitale con una linea bilanciata

Anche le interfacce audio digitali e le interconnessioni con l’interfaccia AES / EBU utilizzano normalmente un connettore XLR.

RCA
I connettori RCA, noti anche come connettori phono o spinette phono, vengono utilizzati per audio analogico o digitale o video analogico. Questi sono stati utilizzati per la prima volta all’interno dei radio-fonografi della Seconda Guerra Mondiale per collegare il pickup del giradischi al telaio della radio. Non erano intesi per essere scollegati e ricollegati frequentemente, e il loro mantenimento dell’attrito era abbastanza sufficiente per il loro scopo originale. Inoltre, il design di entrambi i connettori per cavi e chassis era a un costo minimo. Inizialmente inteso solo per le connessioni audio-frequenza, il plug RCA è stato utilizzato anche per video composito analogico e applicazioni di radiofrequenza non critica.

Connettori video
I connettori video trasportano solo segnali video. I connettori comuni solo video includono:

Componente video alias YPbPr (3 RCA o BNC o D-Terminal)
Video composito (1 RCA, presa antenna o BNC)
DB13W3 (connettore video per computer “13W3”)
DMS-59, connettore singolo con due DVI e due VGA
Musa, connettore britannico utilizzato nelle trasmissioni e nelle telecomunicazioni
Connettore PAL, comune in Europa come connettore per antenna
S-Video (1 Mini-DIN)
SDI – Interfaccia digitale di grado broadcast su cavi BNC
Connettore VGA Un tipo di connettore D-sub standard sulla maggior parte delle schede video
Mini-VGA Trovato su alcuni computer portatili
5 connettori BNC possono anche essere utilizzati per trasportare il segnale VGA come R, G, B, HSync, VSync
Digital Visual Interface (DVI) Un connettore ibrido analogico / digitale comunemente presente su schede grafiche PC e monitor LCD
Mini-DVI trovato su alcuni portatili Apple
Enhanced Graphics Adapter (EGA)
Interfaccia RGB
Interfaccia RGBI
VESA Digital Flat Panel

Mini-DIN
I connettori Mini-DIN sono una famiglia di connettori elettrici multi-pin utilizzati in una varietà di applicazioni. Il mini-DIN è simile al più grande, vecchio connettore DIN. Entrambi sono standard del Deutsches Institut für Normung, l’organismo tedesco per gli standard.

D-Sub
D-subminiature o D-sub è un tipo comune di connettore elettrico utilizzato in particolare nei computer. Chiamarli “sub-miniatura” era appropriato quando furono introdotti per la prima volta, ma oggi sono tra i più grandi connettori comuni usati nei computer. Il DB25 viene utilizzato per la registrazione multitraccia e altri audio multicanale, analogico o digitale (interfaccia ADAT (DB25)) ed era il connettore standard per la connessione PC IBM compatibile con la stampante prima che USB e altre connessioni diventassero popolari. Ha offerto 8 percorsi di dati simultanei alla stampante.

Video in uscita video
Video In Video Out, solitamente visto come l’acronimo VIVO (comunemente pronunciato vee-voh), è una porta per schede grafiche che consente ad alcune schede video di trasferire video bidirezionali (input e output) tramite un Mini-DIN, solitamente del 9- varietà pin e un cavo splitter specializzato (che a volte può anche trasferire suono).

VIVO si trova prevalentemente su schede video ATI di fascia alta, sebbene alcune schede video NVIDIA di fascia alta abbiano questa porta. VIVO su queste schede grafiche generalmente supporta Composite, S-Video e Component come output e composito e S-Video come input. Molte altre schede video supportano solo le uscite Component e / o S-Video per integrare la matrice grafica video o DVI, in genere utilizzando un cavo breakout component e un cavo S-Video.

Connettore DVI
La Digital Visual Interface (DVI) è uno standard di interfaccia video progettato per massimizzare la qualità visiva dei dispositivi di visualizzazione digitale come display per computer LCD a schermo piatto e proiettori digitali. È progettato per trasportare dati video digitali non compressi su un display.

Ci sono quattro connettori di base:

DVI-D (solo digitale)
DVI-A (solo analogico)
DVI-I (integrato, digitale e analogico)
M1-DA (integrato, digitale, analogico e USB)
Il connettore include anche la possibilità di un secondo collegamento dati per display ad alta risoluzione, sebbene molti dispositivi non lo implementino. In quelli che fanno, a volte il connettore viene chiamato DVI-DL (dual link).

Quindi abbiamo bisogno di sapere due cose sul connettore:

Se trasporta analogico, digitale o entrambi; e
Per connettori che trasportano collegamenti digitali, se si tratta di collegamento singolo o doppio e se trasporta USB

Codici colore

Audio
audio analogico RCA / TS bianco, canale sinistro;
anche mono (RCA / TS), stereo (solo TRS),
o indefinito / altro
nero RCA / TS / TRS
grigio RCA / TS / TRS
audio analogico RCA / TS rosso, canale destro
audio digitale RCA S / PDIF arancione
Per i computer:

uscita stereo TRS 3,5 mm verde, canali frontali
uscita stereo TRS 3,5 mm nera, canali posteriori
uscita stereo TRS 3,5 mm grigia, canali laterali
doppia uscita TRS da 3,5 mm in oro, centrale e subwoofer
ingresso stereo TRS 3,5 mm blu, livello di linea
ingresso microfono mono TRS † 3,5 mm rosa
† Sebbene l’ingresso del microfono sia solitamente mono, l’ingresso è ancora una presa telefonica TRS. Molti microfoni mono “computer” sono dotati di connettori TRS. La punta è per il MIC e l’anello è per l’alimentazione (per alimentare un MIC a elettrete-condensatore).
Ci sono delle eccezioni a quanto sopra:

I cavi Hosa usano il grigio e l’arancione per i canali analogici sinistro e destro.
I cavi di RadioShack a volte usano grigio e nero per sinistra e destra.
Le vecchie schede audio avevano codici colore non standard fino a dopo PC 99, prima che non ci fossero colori. [Chiarimento necessario]

Audio Guida alla progettazione del sistema PC
Le vecchie schede audio non avevano codici colore standard comuni fino a dopo il PC 99. La PC Design Design Guide (nota anche come PC 97, PC 98, PC 99 o PC 2001) è una serie di requisiti di progettazione hardware e raccomandazioni per PC IBM personal computer compatibili, compilato da Microsoft e Intel Corporation nel periodo 1997-2001. PC 99 ha introdotto un codice colore per i vari tipi standard di spine e connettori utilizzati sui PC.

Seguono i codici colore per le spine audio:

Uscita arancione TRS da 3,5 mm, subwoofer
Ingresso TRS blu da 3,5 mm, livello di linea
Ingresso microfono rosa TRS † 3,5 mm
Uscita Lime TRS da 3,5 mm, canali frontali
Uscita marrone TRS da 3,5 mm, ‘Altoparlante da destra a sinistra’
MIDI TRS da 3,5 mm in oro
† Sebbene l’ingresso sia spesso mono, il connettore effettivo è in genere un minijack TRS per telefono a 3 conduttori. Molti microfoni per computer mono hanno connettori TRS a 3 conduttori.

video
video composito RCA / BNC giallo
rosso RCA / BNC rosso o crominanza Pr / Cr
verde RCA / BNC verde o luminanza
crominanza blu RCA / BNC blu o Pb / Cb
sincronizzazione orizzontale BNC bianca
sincronizzazione verticale BNC nera
I connettori più recenti sono identificati dalla loro forma e non dal loro colore.