November 2020 – Page 7

DIGITALES FERNSEHEN: WAS IST DAS?

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DIGITALES FERNSEHEN: WAS IST DAS?

Digital Television

Der Unterschied in den Ausbreitungsbedingungen der Signale entsprechend ihrem Pfad (terrestrisch, Kabel oder Satellit) ist nicht nur physikalisch. Die Art und Weise, den Frequenzbereich zu verwenden, ist ebenfalls unterschiedlich.

DIGITAL TELEVISION

Es ist an der Zeit, den Leser daran zu erinnern, dass Informationen über einen Funkkanal (dh nicht über Kabel) unter Verwendung eines Hochfrequenzsignals übertragen werden können. Hierzu werden die zu übertragenden Informationen in Form eines Niederfrequenzsignals dargestellt und mit ihrer Hilfe tritt eine Änderung in einer beliebigen Eigenschaft des Hochfrequenzsignals auf. Somit ergibt sich das zu übertragende nützliche (informative) Signal sozusagen in einem Hochfrequenzsignal, das leicht übertragen werden kann. Dieser Vorgang wird als Modulation bezeichnet, das Hochfrequenzsignal (Informationsträger) wird als Träger bezeichnet, und das nach der Modulation empfangene Signal wird als modulierter Träger bezeichnet. Der umgekehrte Vorgang des Wiederherstellens des modulierten Trägerinformationssignals am Empfänger wird Demodulation genannt.

Wenn bei einem Landweg Signale über eine Entfernung von mehreren Kilometern durch die Luft übertragen werden, wird ihre Qualität durch Verschmutzung in den unteren Schichten der Atmosphäre, Reflexionen von verschiedenen Landformen und Strukturen usw. beeinträchtigt. Obwohl sich die Signale in den dedizierten Frequenzbereichen VHF (VHF) und UHF (UHF) nahezu linear ausbreiten, werden sie von verschiedenen Hindernissen gut reflektiert, daher selbst wenn sich der Sender in Sichtweite befindet, die Antenne empfängt nicht nur direkte Wellen, sondern wird von verschiedenen Hindernissen sowie von Wellen anderer Sender auf derselben Frequenz reflektiert. All dies führt zu Verzerrungen, wenn nicht zum Verschwinden des Signals. Um dies zu vermeiden, wird bei der terrestrischen Methode die Übertragung gleichzeitig bei verschiedenen Trägerfrequenzen durchgeführt. Fast mehrere tausend Trägerfrequenzen werden zu einer Mehrträgerwellenform kombiniert, die als orthogonales Multiplexen (Frequenzmultiplexen) von COFDM-Kanälen (codiertes orthogonales Frequenzmultiplexen) bezeichnet wird. Die Vollversion dieses Systems ermöglicht die Verwendung von 6785 individuell modulierten Trägern.

Für Kabelnetzwerke mit guten dielektrischen und elektromagnetischen Eigenschaften und nahezu ohne Interferenz wird das Quadraturamplitudenmodulationsverfahren QAM (Quadraturamplitudenmodulation) verwendet. Verdoppeln Sie Ihre Bandbreiteneffizienz, indem Sie zwei Signale gleichzeitig auf demselben Träger übertragen. Diese Art der Modulation wird im Kabelübertragungsstandard ETS 400429 verwendet.

Beim Senden von Satelliten ist der Signalweg durch geringe Interferenzen und gute Empfangsbedingungen gekennzeichnet, die sich jedoch bei schlechtem Wetter, beispielsweise Regen, Nebel, Schneefall sowie unter dem Einfluss starker Winde, verschlechtern können. die die korrekte Ausrichtung der Antenne stören. Die Besonderheit dieses Verfahrens ist die geringe Leistung des empfangenen Signals. Daher muss die Antenne in ausreichender Höhe installiert sein und einen ausreichenden Parabeldurchmesser haben, und der Wandler (Verstärker und Frequenzumrichter) muss die erforderliche Verstärkung und einen geringen Rauschfaktor aufweisen. Für die Satellitenübertragung wurde die QPSK-Methode (Quadrature Phase Shift Keying) erfunden, die zwei Bits pro Symbol überträgt und es Ihnen somit ermöglicht, die Bandbreite zu verdoppeln.

Signalcodierung
Bei der digitalen Fernsehübertragung werden digitale Signale, die Encoder durchlaufen haben, zuerst in einen einzelnen Elementarstrom eines Programms und dann in die Elementarströme gemultiplext (mehrere Eingangsströme werden zu einem einzigen Ausgangsstrom kombiniert) aller Programme werden zu einem einzigen elementaren Transportstrom (auch Transportmultiplex genannt) gemultiplext.

Dann wird das digitale Signal während der Kanalcodierung durch einen Sicherheitscode ergänzt, der vor Übertragungsfehlern schützt, moduliert und über den entsprechenden Kanal (terrestrisch – terrestrisch, Satellit oder Kabel) an den Betrachter übertragen wird.

Vor dem Codieren werden die Komponentensignale für Luma (Y), Chrominanz (CR und CB) sowie den linken und rechten Audiokanal (R bzw. L) auf einem ADC abgetastet. Die Abtastrate gemäß dem einheitlichen digitalen Fernsehstandard CCIR 601 beträgt 13,5 MHz, die Bitrate für die Acht-Bit-Quantisierung beträgt 216 Mbit / s und für die Zehn-Bit-Quantisierung 270 Mbit / s.

Bei der Codierung von Tonsignalen werden hauptsächlich die psychoakustischen Eigenschaften einer Person verwendet, beispielsweise ein Maskierungseffekt, bei dem laute Töne stille Töne anderer Frequenzteilbänder gleichzeitig mit ihnen unhörbar machen.

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Wie ein digitales Signal über Funk übertragen wird.

Wie ein digitales Signal über Funk übertragen wird.

Digital Signal

Jedes analoge oder digitale Signal ist eine elektromagnetische Schwingung, die sich mit einer bestimmten Frequenz ausbreitet, je nachdem, welches Signal gesendet wird. Das Gerät, das dieses Signal empfängt, übersetzt es in Text-, Grafik- oder Toninformationen, die für den Benutzer oder sich selbst bequem sind. Gerät. Beispielsweise kann ein Fernseh- oder Radiosignal, ein Turm oder ein Radiosender sowohl analoge als auch momentan digitale Signale übertragen. Das Empfangsgerät wandelt es beim Empfang dieses Signals in Bild oder Ton um und ergänzt es mit Textinformationen (moderne Funkempfänger).

Digital Signal

Schall wird in analoger Form übertragen und bereits über das Empfangsgerät in elektromagnetische Schwingungen umgewandelt, und wie bereits erwähnt, breiten sich die Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz aus. Je höher die Frequenz des Tons ist, desto höher ist die Vibration, was bedeutet, dass der ausgegebene Ton lauter ist. Im Allgemeinen breitet sich das analoge Signal kontinuierlich aus, das digitale Signal diskontinuierlich (diskret).

Da sich das analoge Signal ständig ausbreitet, addieren sich die Schwingungen und es erscheint eine Trägerfrequenz am Ausgang, die in diesem Fall die Hauptfrequenz ist, und der Empfänger ist abgestimmt. Im Empfänger selbst ist diese Frequenz von anderen Schwingungen getrennt, die bereits in Schall umgewandelt werden. Die offensichtlichen Nachteile der Übertragung unter Verwendung eines analogen Signals umfassen eine große Menge an Interferenzen, eine geringe Sicherheit des übertragenen Signals sowie eine große Menge an übertragenen Informationen, von denen einige nicht erforderlich sind.

Wenn wir von einem digitalen Signal sprechen, bei dem Daten diskret übertragen werden, sollten seine offensichtlichen Vorteile hervorgehoben werden:

– hohes Schutzniveau der übertragenen Informationen aufgrund ihrer Verschlüsselung;
– Erleichterung des Empfangs digitaler Signale;
– Mangel an seltsamem “Lärm”;
– Der digitale Rundfunk kann eine große Anzahl von Kanälen bereitstellen.
– Hohe Übertragungsqualität: Das digitale Signal filtert die empfangenen Daten.

Um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln und umgekehrt, werden spezielle Geräte verwendet: ein Analog-Digital-Wandler (ADC) und ein Digital-Analog-Wandler (DAC). Der ADC ist im Sender installiert, der DAC ist im Empfänger installiert und wandelt das diskrete Signal in ein analoges um.

Warum ist das digitale Signal in Bezug auf die Sicherheit sicherer als das analoge? Das digitale Signal wird verschlüsselt übertragen und das Gerät, das das Signal empfängt, muss einen Code zum Decodieren des Signals haben. Es ist auch erwähnenswert, dass der ADC auch die digitale Adresse des Empfängers senden kann. Wenn das Signal abgefangen wird, ist es unmöglich, es vollständig zu entschlüsseln, da ein Teil des Codes fehlt. Dieser Ansatz ist in der Mobilkommunikation weit verbreitet.

Kurz gesagt, der Hauptunterschied zwischen analogem und digitalem Signal ist die Struktur des übertragenen Signals. Analoge Signale sind ein kontinuierlicher Schwingungsfluss mit variabler Amplitude und Frequenz. Das digitale Signal ist eine diskrete Schwingung, deren Werte vom Übertragungsmedium abhängen.

Digitalsignal

Ein digitales Signal ist ein Datensignal, in dem jeder der repräsentativen Parameter durch eine Funktion der diskreten Zeit und einen endlichen Satz möglicher Werte beschrieben wird.

Die Signale sind diskrete Licht- oder elektrische Impulse. Bei diesem Verfahren wird die volle Kapazität des Kommunikationskanals verwendet, um ein Signal zu übertragen. Das digitale Signal nutzt die gesamte Bandbreite des Kabels. Die Bandbreite ist die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Frequenz, die über das Kabel übertragen werden können. Jedes Gerät in solchen Netzwerken sendet Daten in beide Richtungen, und einige können gleichzeitig empfangen und senden. Basisbandsysteme übertragen Daten als digitales Einzelfrequenzsignal.

Ein diskretes digitales Signal ist über große Entfernungen schwieriger zu übertragen als ein analoges Signal, daher wird es auf der Senderseite vormoduliert und auf der Seite des Informationsempfängers demoduliert. Die Verwendung von Algorithmen zum Überprüfen und Wiederherstellen digitaler Informationen in digitalen Systemen kann die Zuverlässigkeit der Informationsübertragung erheblich erhöhen.

Kommentar. Denken Sie daran, dass ein echtes digitales Signal von Natur aus analog ist. Aufgrund von Rauschen und Änderungen der Parameter der Übertragungsleitungen treten Schwankungen in Amplitude, Phase / Frequenz (Jitter) und Polarisation auf. Dieses analoge Signal (Impuls und diskret) ist jedoch mit den Eigenschaften einer Zahl ausgestattet. Infolgedessen ist es möglich, numerische Methoden für seine Verarbeitung (Computerverarbeitung) zu verwenden.

So wählen Sie ein HDMI-Kabel zum Anschließen digitaler Geräte

So wählen Sie ein HDMI-Kabel zum Anschließen digitaler Geräte

HDMI

In der Welt der Informationstechnologie steht die Zeit nicht still, sondern spult schnell vor, und es ist nicht verwunderlich, dass sich viele Benutzer für die Frage interessieren: Wie wählt man ein HDMI-Kabel zum Anschließen eines Geräts (Smart-TV, Laptop)? , Tablette …)?

HDMI

Manchmal ist es für den Käufer sehr schwierig, in der Vielzahl und den zahlreichen Versionen des HDMI-Kabels richtig zu navigieren. Welches HDMI-Kabel für den Anschluss verschiedener Geräte besser geeignet ist, möchte ich Ihnen in diesem Artikel auf einfache Weise erläutern. Trotz der Tatsache, dass die HDMI-Schnittstelle bereits fest in unserem Leben verankert ist, stellen einige Benutzer immer noch eine ähnliche Frage: Wofür ist ein HDMI-Kabel und was ist unter dieser Abkürzung verborgen? HDMI (High Definition Multimedia Interface) – Ermöglicht die Übertragung von hochauflösendem digitalem Video und digitalem Mehrkanal-Audio, das gegen Kopieren geschützt ist.

Es muss gesagt werden, dass HDMI mehrere wichtige Vorteile gegenüber der digitalen DVI-Videoschnittstelle hat. Erstens ist die HDMI-Schnittstelle kleiner und zweitens ist die Schnittstelle durch Kopierschutztechnologie geschützt. Verwenden Sie ein HDMI-Kabel, um den Computer an Monitor, Fernseher und Projektor anzuschließen. digitale Videokamera an einen Computer, Fernseher; DVD-Player an den Fernseher sowie zum Anschließen von Blu-ray-Playern, Spielekonsolen (PlayStation, Xbox) und anderen digitalen Geräten.

HDMI-Kabellänge. Ich denke, viele von Ihnen haben sich gefragt: Wie lang sind HDMI-Kabel? HDMI-Standard, die maximale Kabellänge beträgt zehn Meter. In der Spezifikation zur maximalen Größe des HDMI “Kabel” wurden keine Informationen gefunden, aber die Länge der Standardgrößen kann 0,75, 0,8, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 5 und betragen 10 Meter. Die Länge des Kabels, die 10 Meter überschreitet, ist nicht durch die Vorschriften geregelt. Wenn Sie sich also für die Länge des HDMI-Kabels entscheiden, müssen Sie die Regel nicht immer mit einem Rand befolgen. Beispielsweise ist bei einem Kabel, das länger als 10 Meter ist, eine Signalverzerrung und -dämpfung möglich, die letztendlich die Bildqualität beeinträchtigt. Die Qualität der Signalübertragung hängt jedoch nicht nur von der Größe ab, sondern auch vom Material, aus dem das Kabel besteht.

Beispielsweise besteht ein Standard-HDMI-Kabel (v1.4, 720 x 1080p, 75 MHz) aus sauerstofffreiem Kupfer mit 24 AWG (0,205 mm2) und einem Hochgeschwindigkeitskabel (v1.4, 1080 x 2160p, 340 MHz). ) besteht aus Kupfer mit 28 AWG (0,081 mm pro Quadrat).

Diese Zahlen zeigen, dass die Qualität der Datenübertragung stark von dem Material abhängt, aus dem die Leiter bestehen. Es ist zu beachten, dass das HDMI-Kabel der Kategorie “Standard” in hoher Qualität ein Signal von bis zu 15 Metern innerhalb der Grenzen seines Typs übertragen kann. Wenn die Kabellänge 15 Meter überschreitet oder nach dem Anschließen digitaler Geräte die Bildqualität beeinträchtigt wird, wird die Verwendung von Signalverstärkern empfohlen.

Wie Sie sich vorstellen können, besteht die Aufgabe eines hochauflösenden Kabels darin, alle erforderlichen Informationen ohne Signalverzerrung von der Quelle zum Empfänger zu übertragen. Laut einigen Herstellern weist ein HDMI-Kabel, das teure Metalle enthält, eine höhere Datenübertragungsrate und weniger Interferenzen auf. Das Vorhandensein teurer Metalle und die Qualität der Verarbeitung im Allgemeinen wirken sich jedoch auf die Endkosten aus.

Daher müssen Sie bei der Auswahl eines HDMI-Kabels von den Ihnen zugewiesenen Verpflichtungen ausgehen, um einen bestimmten Geldbetrag zu sparen. Wenn Sie Daten per Kabel von Geräten (DVD, Satellitenempfänger) übertragen möchten, bei denen der Informationsfluss nicht groß ist, reicht ein billiges HDMI-Kabel aus. Für die Anzeige von volumetrischen (3D) Videos, bei denen der Informationsfluss sehr hoch ist, empfehlen die Hersteller die Verwendung eines HDMI-Kabels aus teuren, hochwertigen Materialien. Es lohnt sich, ein Kabel aus teuren Metallen zu kaufen oder nicht, wir werden es im letzten Teil des Artikels analysieren.

HDMI-Kabelversionen. Mehrere bekannte Unternehmen (Thomson, Philips, Hitachi, Sony, Philips, Silicon Image) waren an der Entwicklung der HDMI-Schnittstelle beteiligt. Das Ergebnis ihrer gemeinsamen Arbeit war der erste vollständige Standard im Jahr 2002. Seitdem hat sich die HDMI-Schnittstelle zu einem Standard entwickelt Loch in der digitalen Welt und ist Teil unseres Lebens geworden. Wie Sie verstehen, wird diese Benutzeroberfläche ständig weiterentwickelt und mit jeder nächsten Version verbessern sich die Entwickler. Informationen über die Spezifikation, der diese oder jene Version des HDMI-Kabels unterzogen wurde, erhalten Sie aus einer Art Mini-Überprüfung.

Bildunterschied beim Anschluss über VGA, DVI und HDMI

Bildunterschied beim Anschluss über VGA, DVI und HDMI

HDMI.

VGA, DVI und HDMI sind Videoschnittstellen zum Übertragen von Videosignalen von einer Quelle zu einem Bildausgabegerät. Sie unterscheiden sich in der Übertragungs- und Signalverarbeitungsmethode sowie im Anschluss.

HDMI vs. DVI vs. VGA

VGA wurde 1987 entwickelt und sollte ein analoges Signal an Kathodenstrahlröhrenmonitore übertragen. Zehn Jahre später dominierten LCD-Monitore den Markt.

Über VGA wurde der Prozess der Übertragung eines Videosignals durchgeführt, indem ein digitales Signal in ein analoges umgewandelt wurde, das dann übertragen und auf einem CRT-Monitor angezeigt wurde. Mit dem Aufkommen von LCD-Monitoren ist das Design komplexer geworden. Jetzt war es notwendig, das Signal von digital in analog umzuwandeln, es an den LCD-Monitor zu übertragen und es wieder in digital umzuwandeln. Es wurde offensichtlich, dass das analoge Signal aus der Kette entfernt werden konnte, und 1999 erschien die DVI-Videoschnittstelle.

VGA, DVI, HDMI und MiniHDMI
In den frühen 2000er Jahren wurde HDMI entwickelt. Es unterscheidet sich von DVI durch einen kompakteren Anschluss und durch die Fähigkeit, digitale Audiosignale zu übertragen (seit 2008 hat DVI auch gelernt, Ton zu übertragen). Die Vorteile der neuen Benutzeroberfläche waren offensichtlich und werden derzeit weiterentwickelt. Seine Popularität hat zum Auftreten von Sorten wie miniHDMI und microHDMI geführt. Ihr Unterschied besteht nur in der Größe der Steckverbinder.

Sind DVI und HDMI besser als VGA?

Das Hauptargument für digitale Schnittstellen ist, dass das analoge Signal während der Übertragung externen elektromagnetischen Feldern ausgesetzt ist und dies zu seiner Verzerrung führt. Das stimmt, aber zu Hause gibt es keine ernsthaften Störungen, die zu merklichen Verzerrungen führen können, selbst wenn über große Entfernungen gesendet wird. Es wird auch angenommen, dass DVI und HDMI das Signal aufgrund der Nachfehlerkorrektur so genau wie möglich übertragen, was bei VGA nicht der Fall ist. Dies ist wahr, aber dies ist nur bei einem hochwertigen Kabel von kurzer Länge (bis zu 5 Metern) von Vorteil.

Ein weiterer Grund für digitale Videoschnittstellen ist das Fehlen unnötiger Signalumwandlungen von digital zu analog und umgekehrt. Es scheint, dass HDMI und DVI in dieser Hinsicht besser als VGA sein sollten. In der Praxis ist es manchmal umgekehrt, da Sie auf keinen Fall auf Transformationen verzichten können. Digitale Signale werden verschlüsselt und müssen dekodiert und verarbeitet werden, bevor sie auf dem Bildschirm angezeigt werden. Für diesen Prozess sind separate Module von Bildausgabegeräten verantwortlich, und ihre Transcodierungsalgorithmen sind nicht immer ideal. Es ist richtig, dass sie sich im Laufe der Zeit verbessern und selbst auf billigen Monitoren und Fernsehgeräten derzeit auf einem guten Niveau sind.

VGA-, DVI- und HDMI-Anschlüsse
Die Kabelqualität ist ein weiterer Knackpunkt. Das analoge Signal ist weniger anspruchsvoll, während das digitale Signal einen guten Leiter benötigt. Dies gilt insbesondere bei einer Kabellänge von mehr als fünf Metern. In diesem Fall funktioniert die Fehlerkorrektur mit einem Bitverlust nicht immer, und in der Ausgabe können wir ein um ein Vielfaches schlechteres Bild erhalten, als wenn eine VGA-Verbindung verwendet würde.

zusammenfassend
Obwohl ich die Vorzüge von DVI / HDMI heruntergespielt habe, ist in einigen Fällen das durch sie übertragene Bild besser. Sie können dies jedoch nur feststellen, wenn Sie über ein hochwertiges Kabel, eine zuverlässige Verbindung zwischen den Anschlüssen und ein gutes Ausgabegerät verfügen – einen Monitor oder einen HD-Fernseher.

Wenn Ihr Monitor über VGA ein gutes Bild bietet, sollten Sie nicht erwarten, dass das Bild bei Anschluss über eine digitale Videoschnittstelle in neuen Farben leuchtet. In meiner Praxis habe ich nur einmal eine signifikante Verbesserung festgestellt, wenn ich Monitore der Firma “AOC” angeschlossen habe. Sie arbeiteten widerlich über VGA – das Bild war verschwommen, verschwommen. In diesem Fall ist nur der Hersteller schuld.