高清数字电视和hdmi电缆大学论文.doc

高清数字电视和HDMI电缆【摘要】本文介绍高清数字电视HDTV的要求、分类及特点。高清电视使用HDMI高清多媒体接口是发展的需要和必然。HDMI接口的特点，其与现有几种接口性能的比较，表明HDMI接口的优越性和发展前景。介绍HDMI接口使用的HDMI电缆结构、性能要求及其解析。本文展望了HDMI2.0标准和Display Port的数字接口标准的兴起及挑战。【关键字】数字电视 高清电视 HDMI接口 HDMI电缆 Display Port数字接口标准。我国从1975年开始，采用PAL-D方式传送模拟彩色电视广播，到目前已经有30多年的历史。模拟电视给广大人民群众带来了全新的娱乐享受，看电视成为人们业余文化生活的主要方式。上世纪八十年代中期，数字技术标准（MPEG标准）发布以来，国外纷纷将电视节目的传送转换成数字，即模拟电视转换成数字电视，促进了电视技术的升级换代。2005年9月1日，央视高清影视频道开始在杭州有线系统试播，之后相继在上海、大连有线系统落地，2006年1月1日起正式运营，每天播出15个小时，每月收费120元，落地范围将扩大到成都、重庆、东莞、青岛、宁波、广州等大城市。高清平板电视都是16：9，这一比例的电视，挂在墙上，放在电视柜上，都比较新潮。但是，目前除了看DVD和刚开播的央视高清影视频道适合之外，其他节目并不适合。普通有线电视都是4：3的比例，即使是目前正在大规模推广的数字有线电视，也是4：3的比例。本来在平板电视上看电视画面，一个是不变形，能看到全部画面；可是用4：3模式，电视两边留两条黑边看不到全部画面，看不全全部画面，切去上下部分图像，但仍有些变形；如果要调整到看全画面，画面会严重变形，使16：9看起来有些中看不中用的感觉。国内的数字高清市场尽管才刚刚起步，但随着高清电视机价格的不断下滑，人们对高清数字节目的渴求不断增强，加上2008年北京奥运会将实现数字高清直播，以及国家准备在2015年全面普及数字电视、停播模拟信号等多种促进因素的存在，整个高清电视产业的蓬勃发展已是指日可待。一，高清数字电视高清晰度电视HDTV（High-Definition Television）是数字电视。数字电视是一个复杂的系统，也就是电视广播从节目的摄像、编辑、传送、接收全部采用数字技术的系统称为数字电视，因此，数字电视是一个系统的概念。1，数字电视的好处和优点：数字信号不同于模拟信号，它是一种把图像和声音信息数字化处理、编码、压缩、加密的信号，具有带宽容量高、不易失真、保密性好等优点。（1），数字电视可以大量节省频率资源。目前的一套模拟节目（4.2MHz带宽）；而同样的频带宽度数字电视可以传送五至六套与DVD同等质量的电视节目，因此，在不多占用频率资源的情况下电视节目的内容可以得到极大的丰富；（2），数字电视克服了模拟电视很多缺点，如重影、雪花等不良因素，使得图像更清晰流畅，声音更清晰并富有立体感；（3），数字电视可以播出比DVD更清晰的电视效果，就这是高清晰度电视；（4），数字电视还可以进一步提供如点播、游戏、浏览照片、视频聊天、互联网业务等众多的内容，使得电视服务更个性化，更能满足不同人群的需要。2，高清数字电视的分类我国数字电视广播确定有两种主要的传送图像格式，一种是标准清晰度，它的图像效果与目前DVD相同，采用720x576i的图像格式，电视屏幕的宽度与高度之比为4：3；另一种是高清晰度，它的图像格式是1920x1080i，电视屏幕的宽度与高度之比为16：9，观看电视的视野更宽，更便于人们享受到电影院的效果。在相当长一段时间里，标准清晰度将是我国数字电视的主要播出内容。标清和高清同样重要，它可以以满足不同消费群体的需要。目前由于高清节目制作成本较高，高清节目源是一个较大的瓶颈，可收看的节目内容有限，目前仅有中央电视台和上海文广试播少量的高清节目。根据美国消费电子协会公布的数字电视的详细定义，数字电视分为高清晰度电视(HDTV)、增强清晰度电视(EDTV)和标准清晰度电视(SDTV)三大类。其中高清晰度数字电视至少720线逐行(p)或1080线隔行（i）扫描、屏幕宽高比应为16:9、采用杜比数字音响，能将高清晰格式转化为其它格式，并能接收和显示较低格式的信号，这样的电视才是真正的高清晰数字电视。另外，HDTV或HDTV-ready是全球数字高清彩电的统一标志。我国刚颁布的数字电视接收设备术语标准中，对数字电视产品进行了详细的定义，按照国际上的产品分类惯例，分为数字电视接收机、数字电视机顶盒、数字电视显示器；按照清晰度，分为高清晰度、标准清晰度。高清晰度电视接收机（HDTV receiver）是指能接收、解调由高清晰度电视信号调制的射频信号，解码、显示数字电视视频信号，并能解码、输出数字电视声音信号的设备，其显示的图像宽高比、图像清晰度要满足高清要求。高清晰度电视机顶盒（HDTV STB）只能接收、解调由高清晰度电视信号调制的射频信号，解码、输出数字电视视频信号，并能解码、输出数字电视声音信号的设备，不具备显示功能。 高清晰度电视显示器（HDTV displays）是接收输入的高清晰度电视视频信号，经过处理后显示出来真正的电视节目，其显示的图像宽高比、图像清晰度要满足高清要求。高清接收机是将高清显示器和高清机顶盒的功能组合成一体，是真正意义上的高清电视机。目前颁布的标准主要是为支持数字电视显示用的各类显示器标准。真正的高清电视需要内置高清数字调谐器，不过目前国内由于相关标准还没有确定，不能对此提出要求，市场上的高清电视产品还无法内置高清数字调谐器。高清电视要显示高清内容必须配备DVI（数字显示接口 Digital Visual Interface）或者HDMI（高清多媒体接口 High Definition Multimedia Interface），才能接驳高清视频播放设备。电视配有HDMI全数字的消费电子产品接口标准，能把数字电视与未来几年中的数码设备，比如DC、DV、电脑、DVD录放机通过一根电缆相联。真正实现在具有46英寸超大屏幕的液晶电视上玩PC游戏、欣赏DV拍摄的影像、甚至用电视的大屏幕进行视频聊天，对于画质非常出色的现代电视来说，这些功能无疑是锦上添花。3，高清电视机的分类和特点高清电视HDTV目前可以分为三大类：液晶电视(LCD TV)、等离子电视(PDP TV)以及背投电视(PJTV)三种，其中背投电视又包括LCD、DLP及LCOS三种技术的背投电视。三大类高清电视机性能特点比较如下表1：电视机类别特点等离子电视l具有大屏幕超薄的特点，符合现代时尚家庭的简约品味并可以在墙壁、桌面、地板、天花板上安装，使得空间得到最大的利用；l它拥有超大的可视角度（170度以上）；l等离子电视辐射很小；l不受电磁干扰。具有超薄、超轻的特点，放置方式也灵活多样，同液晶电视相比，它又可以做到很大的尺寸，并且亮度和清晰度都远远超过了背投；相同规格尺寸屏幕的等离子价格要比液晶低。液晶电视具有超薄、超轻的特点，占地面积小，放置位置随意性强；无辐射，这对于青少年与孕妇来说非常合适，长时间观看也不会出现视觉疲劳的现象；耗电量非常小，与等离子电视动辄300W的耗电量相比，液晶电视耗电量显得非常小，这在能源紧张的今日是非常重要的；画面清晰度高，大多数产品是HD级的画质；它拥有超大的可视角度（170度以上）；液晶电视低辐射、低功耗和环保节能吸，受到了关注健康的现代人的钟爱；大尺寸的液晶电视与同样尺寸的等离子相比，价格要贵许多。背投产品它的亮度和清晰度不高，体积庞大；它最大的优点便是性价比相当的出色，无论是早期的CRT背投或是现在非常流行的DLP，LCD背投，都能以相对低廉的价格获得大屏幕的视觉冲击。目前，消费者要接收数字电视节目，可以采用两种方式，一种是现有模拟电视或数字电视显示器 +数字电视机顶盒；另一种是利用数字电视一体机直接接收。 根据需要，消费者可以自由选择高清晰度产品或标准清晰度产品，但是这两种接收方式接收的节目，在清晰度方面具有根本的差异。有人曾对两者做出形象的比喻：如果把标清形容为摩托或农用三轮车一类档次,那么高清则属于轿车类档次了。高清晰度HDTV电视的视频比例为16：9，垂直分辨率超过1080线隔行扫描，或720线逐行扫描，这与人眼视觉的“黄金分割法则”相符。如果视频低于这个分辨率，一般称为标清。高清电视是目前传统模拟电视画面清晰度的三倍。高清晰度电视要显示高清内容必须配备DVI或者HDMI数字多媒体接口，才能接驳高清视频播放设备。 HDMI接口是现在唯一的一种可以同时传输音频和视频信号的数字接口，它不但可以简化连接，减少连线负担，而且可以提供庞大的数字信号传输所需带宽，未来碟机、电脑、家庭影院等设备，都会积极采用这一接口，应用这一接口来与这些设备连接，可以获得最好的效果。高清是一个综合的概念，高清涉及到清晰度、亮度、对比度、色域覆盖率等大量技术指标以及支持的图象格式、接口要求，但其中最本质的就是清晰度指标。在发布的通用规范标准中，除了CRT显示器外，要求高清显示器的图像清晰度大于等于720电视线，CRT显示器规定为大于等于620电视线。电视线是人眼能主观察觉到的电视图像细节清晰程度。 高清电视的物理分辨率，即屏幕上象素点的数目，要达到或者超过显示内容的分辨率，电视机未来能不能支持高清数字信号的核心之一就是分辨率。目前高清标准中有720p和1080i两种，i代表隔行扫描，P代表逐行扫描，打个比方说，隔行就像百叶窗，是不完整的图像，逐行才是一次显示一幅完整的画面。要满足高清电视条件，高清数字电视至少得支持1080i数字信号输入，其垂直方向上的分辨率必须要超过720，因此无论是等离子电视、液晶电视还是微显背投，其垂直分辨率都要超过720 (例如1024*768、1280*768、1366*768、1920*1080等) 才能满足高清电视的要求。信息产业部数字电视领导小组办公室近日决定，将依据行业标准和国家有关规定，联合国家认证认可监督管理部门，支持中国电子技术标准化研究所（CESI）产品认证机构开展产品认证工作，即将推出“高清晰度”、“标准清晰度”、“机卡分离”等产品认证标志。二，HDMI接口接口是两个独立实体互连后相互通信的界面。接口可以是硬件也可以是软件。硬件接口，一般是通过电线电缆和连接器连接构成组件。接口，有功能特性、规程特性、电气特性和物理特性等要求。目前市场上销售的平板电视，一般都配备复合视频端子以及更高级的视频色差分量接口，国内一部分产品配备了高清HDMI接口或者DVI接口。1，HDMI接口：HDMI（High Definition Multimedia Interface）技术全称为高清晰度数字多媒体传输技术，其最大优点是既能以无压缩方式传输数字视频信号，又能同时传输数字音频信号。普通的数字高清晰电视只能做到图像是数字的，声音仍是模拟的，而拥有HDMI技术的数字电视只依靠一条HDMI线与高清晰数字电影播放机或者高清晰数字机顶盒接驳，就能同时欣赏到清晰细腻的画面和通透立体的声音。HDMI技术是为仅需要单一传输线，即可传送液晶数字音频信号的视频接口标准。HDMI（高清晰度多媒体接口High Definition Multimedia Interface）是目前国际最流行的高清接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数字/模拟（D/A）或者模拟/数字（A/D）的转换，可以保证最高质量的影音信号传送。HDMI可以传输数字音频信号，并能支持HDCP（高带宽数字内容保护High Bandwidth Digital Content Protection）技术，阻止高价值内容未经许可被复制和传送，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI还支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无需进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。在模拟传输中，每一次模拟-数字、数字-模拟的转换都将导致信号量的下降。同时在转换过程和传输过程中带来的同步信号和视频信号之间的时间特性的“抖晃”(Jitter)，“抖晃”导致图像的细微抖动和声音的变化问题难以解决。而在HDMI的数字传输过程中，彻底解决了这些问题。从而保证了“原始”图像和声音质量。2，电视接口的现状及比较（1），AV标准视频输入（RCA）接口：复合视频端子也称AV 接口或者Video端子，是目前最普遍的一种视频接口，几乎所有的电视机、影碟机类产品都有这个接口。它是声、画分离的视频端子，AV接口实现了音频和视频的分离传输，避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降。它一般由黄、白、红三个独立的RCA插头（又叫梅花接口RCA端子）组成。复合视频端子是一种混合视频信号，没有经过RF射频信号那些调制、放大、检波、解调等过程，信号保真度相对较好，分辨率一般可达350-450线。由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度（Y/C）混合的视频信号，仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。由于它是模拟接口，当用于数字显示设备时，需要一个模拟转数字的转换过程，从而会损失不少信噪比，所以一般数字显示设备不建议使用。由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合，如高清电视中使用。（2），S接口（端子）：S接口（端子）也是非常常见的接口（端子），其全称是Separate Video。S-Video接口是由日本人开发的一种规格，S指的是“SEPARATE（分离）”，它将亮度和色度分离输出，避免了混合视讯讯号输出时亮度和色度的相互干扰。S端子实际上是一种五芯接口，由两路视频亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成，同复合视频接口相比，由于它不再进行亮度/色度（Y/C）混合传输，因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度。但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真。（3），视频色差输入接口（端子）：视频色差接口（端子）是在S端子的基础上，把色度（C）信号里的蓝色差（b）、红色差（r）分开发送，其分辨率可达到600线以上。它通常采用YPbPr和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。现在很多电视类产品都是靠色差输入来提高输入讯号品质，而且透过色差端子，可以输入多种等级讯号，从最基本的480i到倍频扫描的480p，甚至720p、1080i等等，都是要通过色差输入才有办法将信号传送到电视当中，因此视频色差分量的接口方式是目前模拟的各种视频输出接口中较好的一种接口。图1，视频色差线、视频线和HDMI接口图示（4），DVI(数字显示接口Digital Visual Interface)DVI(数字显示接口)是1999年，由Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成数字显示工作组（Digital Display Working Group，DDWG）推出的数字显示接口（Digital Visual Interface，DVI）标准。数字显示工作组DDWG（Digital Display Working Group），于1994年4月正式推出DVI接口。它的基础是Silicon Image（晶像）公司的PanalLink接口技术。PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）作为基本电气连接。DVI的设计目的是用来传输无压缩高清晰实时数码图像。DVI接口的每一个通道中数据以差分信号方式传输，因此每一个通道需要2根传输线。所谓差分（模）信号方式传输是指一对导线上如有电流信号流过，则两根导线上的电流大小相等而方向相反。对于屏蔽对称电缆，即一根导线带正电流I，另一根带负电流I，电缆屏蔽不带电流。由于采用差分信号传输，数据发送和接收中识别的都是压差信号，因此传输线缆长度对信号影响较小，可以实现远距离的数据传输。在接收端对接收到的数据进行解码，并处理生成图像信息供数字显示设备显示。在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范。对于数字显示设备，由于没有数字/模拟（D/A）和模拟/数字（A/D）转换过程，避免了图像细节的丢失，从而保证了生成图像的完整再现。在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号，从而真正实现了即插即用。目前，中高档的PDP、LCD、DLP投影机上，超过60%的产品都具有DVI输入接口。但是随着时代的发展，DVI接口也显现以下弊端和问题： 1）,太“大”的接口，不适合装在便携设备上；2）,如果用在家用视频设备上，两路TMDS信号完全用不着。1路TMDS信号就可以传输720P、1080I、1080P的数字信号；3）,只能传输适用于PC领域的数字RGB信号，而不支持数字色差信号YcbCr；4）,支持8位(24位/3)的数字RGB传输，不支持具有更多细节的12位数字信号；5）,如果是数字传输，兼容“旧”的模拟设备而预留的模拟接口部份完全多余；6）,无法传输数字音频，这是最不适应高清电视需求之处。因此出现了更小型化的“真正”数字视频/音频传输接口HDMI高清晰度数字界面（接口）。HDVI具有一系列的特点：1），小型化接口;2），支持更高质量（10位/12位）数字视频信号;3），支持数字音频（包括DVD-AUDIO）。4），HDMI最高支持5GBPS的传输带宽，而HDTV仅需要2.2GBPS，还有很大的裕量留给将来可能的更高标准的数字视频信号；5），HDMI的设备具有“即插即用”的特点。信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。HDMI接口与USB接口、IEEE1394 接口以及一些数码相机的接口相仿，但是它内含全部Video视频，Audio 音频联接信号。HDMI 发扬光大了DVI的特点（数字视频信号TMDS传输），并融入了AUDIO （数字音频信号传输）。所以HDMIVIDEO+HDCP+AUDIO （数字视频，版权保护，数字音频）。HDMI支持标准、增强、以及高清晰数字电视视频、标准立体声、多声道环绕立体声数字音频格式。HDMI支持未经压缩的数字视频信号，“未经压缩”，意味着是“纯正”高保真！综上所述，目前最好的接口标准是HDMI。该接口是现在唯一的一种可以同时传输音频和视频信号的数字接口，它不但可以简化连接，减少连线负担，而且可以提供庞大的数字信号传输所需带宽，未来碟机、电脑、家庭影院等设备，都会积极采用这一接口，应用这一接口来与这些设备连接，可以获得最好的效果。为了对上述几种接口性能进行比较，有人对采用较多的复合视频、视频色差以及HDMI的使用效果进行了比较。由于采用S端子播放DVD的很少。因此，我们使用了一台配备了这三种端口并且具备1080i上变换功能的DVD机以及拥有高清认证的液晶电视作为测试样机，并使用了这三种连接方式对同一片源进行了播放比较。在对电视不进行任何调整的情况下，使用复合视频连接时播放的效果，如图2所示，画面颜色最为浓郁，色温较高，在一些细节表现上有些不尽如人意，人物特写画面感觉不够细致，皮肤质感也不是很好，图片的背景熔浆烈焰几乎混沌成了火红一片，播放效果只能说是中规中矩（图2）。图2，用视频线画面显示图3是使用逐行视频色差线连接时的画面，画面色彩变得清冽干净，清晰度有着相当的水准，人的皮肤质感也很好，画面背景的熔浆不再是火红一片，而是变得富有层次感。但画面有些过于锐利，有拖尾和毛边现象出现。图3，用视频色差线画面显示图4是用HDMI连接，把图像上转换到720p和1080i时画面质量最好，画面显得更为细腻，同时色彩介于前两者之间，比较中正自然，各种过渡色的表现也很细致。画面对比度很好，反差较大，层次感和纵深感都有不错的表现。图4，用HDMI线的画面显示在人物特写部分，复合视频在细节部分很有些混沌感，细微感觉偏于松软，不够细致，皮肤质感也不是很好，见图5所示。图5，用复合视频线显示出来的人物图6的视频色差线的清晰度具有相当水准，人的皮肤质感也很好，但色彩层次还不够细致。图6，用视频色差线显示的人物HDMI图7所示的画面无疑表现是最好的，色彩中正，细节表现也很细致，锯齿感也很少，其画质表现最好。图7，用HDMI线显示出来的人物在画质方面，HDMI接口表现最好是意料之中的，目前HDMI的唯一缺憾是价格较高，一根HDMI接口线需要300元左右，而视频色差接线则仅需要50元左右，要比HDMI便宜将近6倍。最便宜的是复合视频接线，只需要15到20元不等。但是，HDMI规格自2002年12月推出以来，已成为发展趋势。目前，国际上接受的公司已达到250多家，其中包括11家半导体厂商和35家连接器供应商，超过45家的整机制造商推出了450多种应用产品。2004年全球支持HDMI的整机出货量约为390万台，大部分销售到美国的平板电视和高端DVD播放机。2005年这一数字已增加到1220万台，2006年预计将达到3520万台。估计到2008年，支持HDMI的数字电视出货量将达到8710万台，占总体数字电视出货量的86。HDMI完全能够兼容DVI，还比DVI多了个支持音频数据传输的优势，HDMI蚕食DVI市场份额似乎只是时间问题。目前全世界都在接受HDMI，从HDMI出货量逐年来成倍增长，足以可见HDMI接口已成大势所趋，成为一种发展趋向。三，HDMI电缆图8所示是HDMI电缆组件外形图。图9是HDMI的应用和连接器接口图示。图8，HDMI电缆组件外形图。图9，HDMI的应用和连接器接口图示。1，HDMI电缆结构和性能：HDMI电缆结构(近似DVI Cable)主要有以下部分构成：1) ，4对影像传输线(由28AWG或者30AWG构成之对线)负责支持R、G、B及Clock（时钟）功能；2) ，4-6芯的控制线负责支持CEC/DDC，SDA，SCL，Power Hot Plug Detect功能；3) ，4对各自用AL/Mylar屏蔽加5-6芯单芯电子线，集合后加双层屏蔽组合而成；4) ，聚氯乙稀外护套。HDMI电缆的常见规格如下表2所示：表2，HDMI电缆规格AWG影像传输线(4对)信号控制线(5-6芯)总屏蔽外径绝缘外径个别屏蔽绝缘ID28FOAM-PE1.0mm28AWG地线Al/MylarPE或PP0.70mmAl/Mylar+编织85%以上6.0-7.3mm30FOAM-PE0.8mm30AWG地线Al/MylarPE或PP0.62mmAl/Mylar+编织85%以上5.5mmHDMI电缆的电气特性要求：1) ，特性阻抗(差分阻抗)：10010 (TDR)；2) ，远端（程）串音：-26dB以下/cable组件；3) ，传播延迟差：对内延迟差 151psec以下，对间延迟差2.42ns以下；4) ，衰减：频率(MHz)衰减量1-825-8Db/Ass825-2475-21Db/Ass2475-4125-30Db/AssHDMI电缆组件的应用领域：1)，数字电视；2)，等离子显示器；3)，液晶显示器；4)，机（置）顶盒；5)，DVD播放器/复读机；6)，音频/视频接收装置；7)，家用录象系统；8)，高清晰度显示器；9)，人造卫星系统。2，HDMI电缆性能要求解析：模拟电视的带宽是4.2MHz，此时它在空气中的波长为234英尺，而高清电视的典型频率是1485Gbit（750MHz），此时它在空气中的波长为1.3英尺。事实上一个没有压缩的高清电视信号，超过1500MHz带宽，比视频信号更是一个射频信号，因此HDMI电缆适合应用传输线理论来考虑和分析电缆的性能特点和要求。（1），电缆的特性阻抗特性阻抗定义为电缆处于匹配状态，即线路上无反射波时沿线电压和电流的比值，它代表了无限长线路始端所呈现的阻抗。电缆的特性阻抗和设备、连接器的匹配，至关重要。任何的不匹配都都会造成信号反射和传输能量的损耗，使传输效率降低、传输信号产生干扰和失真；电缆阻抗的不均匀或不匹配，会形成沿电缆线的传输反射，反射使电缆沿线存在驻波，有些地方会出现电压和电流的过载，甚至会造成电缆的电击穿或热击穿，影响电缆的正常使用。回波损耗RL（Return Loss）就是由于电缆结构或连接器部分的阻抗不均匀变化所引起的反射而增加的衰减。在低频这种变化所引起的影响是微小的，但是当频率超过50MHz，这种阻抗变化或说阻抗不均匀性就有较大的影响。高清晰度电视的带宽可达到1500MHz或更高频率，RL性能指标的高低、好坏会对高清电视系统性能具有严重影响。因此HDMI电缆组件的RL必须予以关键性考虑、测量和验证。回波损耗（Return Loss）主要用于标志传输链路或信道的性能。链路是系统中信号通过的所有器件如电缆、连接器、接线板等等。对于现代数字传输系统，电缆的两端必须同时传递和接受数字信号，作为传送端在传送数据的同时又在接受数据。回波损耗它的大小反映了系统或电缆、连接器等的阻抗失配程度（不匹配）。失配将会引起信号或能量的反射，反射造成信号的畸变、失真和衰减增大。图10中显示了反射所产生的回波，也就是反射信号将以噪声的形式在接受端出现的影响。电缆阻抗的不均匀会影响回波损耗，因此任何影响电缆阻抗变化的因素，都会影响回波损耗。这包括电缆的结构尺寸、形状和中心导体的位置；绝缘材料的选择和制造；屏蔽结构形式和材料的选择；护套印字方法等都会影响到回波损耗。图10，反射所产生的回波影响（2），串音（衰减）串音衰减是用来表示电磁波能量从一个主串线路串入到被串线路时衰减程度。串音衰减越大，表明在串音过程中能量衰减越大，也就是串音影响越小、被串音线路受到的干扰越小。串音可分为如图11所示的近端串音和图12所示的远端串音。图11，近端串音图示图 12，远端串音示图要提高电缆的串音衰减，必须合理组合电缆的对绞和成缆节距并保证电缆制造中的均匀性（包括节距、对绞张力等）。（3），传播延迟差（时延）电磁波沿电缆线路传输时，其单位长度传输电磁波所需要的时间T即是时延时间，电磁波的传输速度V是电磁波在一秒钟内所经过的路程。T 1/ V 1/f电磁波沿电缆传输时，由于受到介质的影响，电磁波的传输速度将小于光速。电磁波传输速度减小程度和绝缘介质的介电常数值大小成正比，介电常数值越小，电磁波传输速度减小越少，也就是越接近电磁波在自由空间的传输速度。传输时延差是电缆线对间的传输时间之差。时延差是指不同速度的信号传输同样的距离，所需要的时间不同即各个信号的时延不同，这种时间上的差别称为时延差。在数字传输中，一个数据流会分为多路，由多个线对平行传输，如果线对间时延差过大，会破坏数据帧结构。传输时延和传输时延差，它对于千兆比速率传输更是重要的指标要求。因为数据信号通过电缆线对发生了蜕变，信号到达接受端时信号需要重新组合，如果传输时延和传输时延差过大，超过规定指标要求，则将影响信号传输的准确性，产生扰码信号。图13显示了始端同时发送的信号，由于传输时延不等，信号抵达接受端时抵达时间不一，存在传输时延差的图形。图 13，传输时延差对于高速数字传输系统，希望信号传输的速度越快越好，线对间传输时延差越小越好，针对电缆来说就是要求电缆绝缘的相对介电常数越小越好；电缆的结构尺寸的均匀性和一致性越好越好，这样电缆线对的信号传输速度快，线对间传输时延差小。产生对内或对间时延差的原因，主要有以下方面：1），最通常的是各层电缆线芯的长度不等，信号传输时间不等；2），对绞对两根芯线的对绞张力不等，形成不良的对绞结果：一根芯线紧，一根芯线松，形成对内的时延差；3），对绞芯线绝缘介质变形，尤其是一根受压变形，形成对内的时延差；4），绝缘介质着色使绝缘介质介电常数发生变化形成对内或对间的时延差；5），使用了结构尺寸不匹配芯线对绞造成不均匀；6），绝缘和导体的附着力不好，形成气隙，使对绞的芯线不均匀。（4），衰减电缆的衰减，表示电缆在行波状态（匹配无反射）下工作时传输功率或电压的损耗程度，它反映了电信号沿电缆的传输效率，表明了电磁波沿电缆传输时的损耗大小。电缆的衰减越大，表明电信号损耗越严重，电缆的传输效率就越差。电缆的低衰减是确保接收机能接受到的信号有足够的强度来解释所传输的数字信号。衰减是决定电缆可以使用多长的主要因素。如果电缆的衰减达到3dB，则表明信号沿电缆传输后，电压或电流的幅度大约下降30，信号功率则下降50为了提高电缆的传输效率，希望电缆的衰减越小越好，但是这种考虑和要求，必须和其它因素结合起来考虑，如电缆的外径尺寸、电缆的柔软性、电缆的价格成本等等。四，HDMI的发展前景和挑战日立（Hitachi）、三菱电机（Mitsubishi）、飞利浦消费电子（Philips Consumer Electronic）、晶像（Silicon Image）、索尼（Sony）、汤姆逊（Thomson）和东芝（Toshiba）七家厂商，日前在CES展会上共同宣布：将于2006年上半年推出高分辨率多媒体接口（HDMI）最新规格HDMI2.0标准。HDMI2.0标准的新规格具备更高清晰度、更快传输速度以及能以简易方式连接个人计算机等优势。HDMI2.0版本标准将继续增加每条联机的带宽，提供更高的分辨率、清晰度与画面格数，并支持30位、36位及48位色彩深度。此外该标准可为低电压交流电之个人计算机绘图控制器提供高整合度，各家HDMI创始厂也将支持HDMI及统一显示接口（UDI）规格之间的兼容性。UDI规格为一种与HDMI兼容的计算机显示数字视频接口，它已有多家个人计算机大厂商共同发表。HDMI2.0将推出一种新型的Mini接头(连接器)，以提供高分辨率摄影机与照相机等小型便携式装置应用，并减少上述装置所需的接头数目。新版本HDMI还将加入新功能，使影音信息能更精确且自动地同步传输到消费性装置之中。新标准的HDMI产品仍能和原来的HDMI产品兼容。HDMI目前已可支持高频宽、未压缩的数字音频，以及Dolby Digital与DTS等市面上普遍使用的音频压缩格式；新版本标准将支持Dolby TrueHD与DTSHD等新型数字音频压缩格式，并向上兼容。HDMI已被应用在计算机媒体播放器（Media PC）、DVD播放机及刻录机、有线电视及卫星电视视频转换器、A/V接收器等装置中并将整合至游乐器与摄影机中。HDMI2.0的新性能包括：1），更高的传输速度；2），更高清晰度：将支持色彩深度达到30/36/48bit,实现10亿种颜色显示的需要；3），PC/CE的连接更容易：HDMI与低电压交流电PC的控制终端的连接将更加容易，这将使HDMI定位为标准数字多媒体接口，使PC与消费性电子产品能够实现真正意义上的融合；4），Mini（迷你）尺寸的接口：为了满足越来越多的小型便携设备（如高清晰数码摄像机和数码相机）对无缝HDMI连接的需求，HDMI将推出更小的接口；5），音视频同步传输；6），新的音频压缩格式：目前HDMI能够支持未压缩的高带宽音频以及所有目前可利用的压缩格式（如Dolby Digital和DTS），除此以外，HDMI还将为新的音频压缩格式（如Dolby TrueHD和DTSHD）提供额外支持。家庭娱乐设备之间的主流接口，正按部就班的向DVI或HDMI过渡，尤其是美国FCC（Federa Communications Commission）关于所有数字电视外围产品都必须集成DVI或HDMI的规定，使得DVI或HDMI的应用和发展前景一派光明。正当全世界都在接受HDMI，HDMI成为一种发展趋向，HDMI出货量以300以上速度逐年成倍增长之际。突然，视频电子标准协会（VESA）宣布计划为平板电视、投影仪、PC以及DVD等图像信号源设备开发一种新的，名为Display Port的数字接口标准。紧接着，显示控制芯片供应的大鳄Genesis Microchip,宣布支持该项开发计划，并将在2006年推出采用这一新技术的相关控制芯片。有人认为，HDMI已经能够满足消费电子设备的视频接口需求，何必还要另搞一套新标准？对此，Genesis的全球副总裁Robert Haefling回音道：“为了消费者的利益和推动技术发展，没有任何理由停止创新”。Display Port的远大目标：VESA执行总监Bill Lempesis介绍，Display Port将被发展成为一种可扩展的行业标准，不仅用于设备与设备之间的接口连接，还可成为设备内部的板间接口，甚至是芯片与芯片之间的数据接口。显然这是一个颇为宏大的目标，它的定位比HDMI更为宽广。从技术层面讲，Display Port不仅图谋取代DVI/HDMI，还意欲取代LVDS（Love Voltage Differential Signaling,低压差分信号），其它三种接口显然不能承担如上所述的重任。LVDS只是液晶面板与驱动板之间的主流接口，若要支持更高的分辨率和色彩深度，就需要增加LVDS的端口数量。例如，30bpp、19201200的液晶面板需要12对线（24根）。相比之下，Display Port可以大幅减少所需的连接线数量，只需要一对线就可支持高达SXGA（14001050）的分辨率，两对线就能支持30bpp、19201200的液晶面板。DVI和HDMI只是设备间的接口。DVI向上升级的可能性不大，要支持高于UXGA分辨率的图像传输，DVI需要两条通道，因此会增加体积和成本；而HDMI又只是AV设备间的接口，它无法把设备内部和设备外部的视频信号链路统一起来。就每对线的传输速率而言，拟议中的Display Port为1.6或2.7Gbit/s（固定时针频率），这与DVI和HDMI不相上下，但远高于LVDS；而就整个带宽而言，Display Port计划达到10.8Gbit/s,相比之下，DVI和HDMI为4.95Gbit/s(三对线)。虽然HDVI也在继续扩展，HDMI的1.1版本支持1.65Gbit/s的数据速率；1.2版本的数据速率已达到2.25Gbit/s；2.0版本的HDMI的数据速率将更进一步的大幅提高。