مشخصات فنی عمومی و اجرایی تاسیسات برقی ساختمان : ضابطه شماره 110 جلد 2 | 6-8- سیگنال های ویدیویی

در سالن های کنفرانس تجهیزات تصویری مختلفی جهت تصویر برداری ضبط و پخش تصاویر استفاده می شود. این تصاویر ممکن است نمایش تصویر سخنران در جلسه نمایش تصویر رایانه نمایش اطلاعات جلسه از قبیل اعلان حاضرین و غایبین نتیجه رأی گیری یا هر گونه اطلاعات تصویری دیگری باشد. برای این منظور جهت وجود دید کافی برای تمام اعضاء شرکت کننده در جلسه باید تعدادی نمایشگر در نقاط مورد نیاز و اندازه مناسب در نظر گرفته شود. 

۱-۶-۸- سیگنال های تصویر آنالوگ 

سیگنال تصویر آنالوگ در تلویزیون های سیاه و سفید شامل یک سیگنال آنالوگ است که فقط اطلاعات میزان روشنایی هر نقطه از تصویر با مرور صفحه به وسیله یک باریکه اشعه الکترونی به صورت خطوط افقی بدست می آید. 

سیگنال ویدیویی با افزودن پالس های هم زمانی افقی و عمودی به دست آمده و پس از انجام مدولاسیون، قابل ارسال و دریافت در گیرنده تلویزیونی CRT است. سیگنال ویدیویی رنگی با افزودن اجزای سیگنال های رنگ به سیگنال تصویر سیاه و سفید به دست آمد که دارای استانداردهای مختلفی از قبیل NTSC PAL و SECAM است. 

شکل (۸-۱۶) نمونه شکل موج سیگنال ویدیو سیاه و سفید و شکل (8-17) نمونه شکل موج سیگنال ویدیو رنگی را نشان می دهد. 

۱-۱-۶-۸- سیگنال تصویر رنگی آنالوگ PAL 

استاندارد PAL در کشورهایی از قبیل استرالیا ،چین، هند، اکثر کشورهای اروپایی و آفریقایی استفاده می شود. این استاندارد دارای ۶۲۵ خط تصویر، سرعت ۲۵ فریم بر ثانیه و پهنای باند ویدیو 4/5MHz بوده و سیگنال صوت بر روی حامل ۵/۵MHz مدوله می شود. 

۲-۱-۶-۸- سیگنال تصویر رنگی آنالوگ NTSC 

استاندارد NTSC در کشورهایی از قبیل کانادا، آمریکا، ژاپن و مکزیک استفاده می شود. این استاندارد دارای ۵۲۵ خط تصویر، سرعت ۲۹/۹۷ یا ۳۰ فریم بر ثانیه و پهنای باند ویدیویی 4MHz بوده و سیگنال صوت بر روی حامل 4/5MHz مدوله می شود. شکل (8-17) نمونه شکل موج سیگنال ویدیو رنگی سیستم NTSC را نشان می دهد. 

۳-۱-۶-۸- سیگنال تصویر آنالوگ SECAM 

استاندارد SECAM در کشورهایی از قبیل روسیه فرانسه و برخی کشورهای آفریقایی استفاده می شود. سیستم تصویر کشور ایران در ابتدا دارای سیستم SECAM بود ولی به PAL تغییر پیدا کرد. این استاندارد دارای ۶۲۵ خط تصویر سرعت ۲۵ فریم بر ثانیه و پهنای باند ویدیو 4/5MHz بوده و سیگنال صوت بر روی حامل 5/5MHz مدوله می شود. 

۲-۶-۸- سیگنال های تصویر دیجیتال 

تجهیزات و سیگنال های تصویر دیجیتال دارای مشخصات و استاندارهای مختلفی بر اساس مشخصه تفکیک پذیری، نسبت ابعاد تصویر و نرخ تازه سازی صفحه هستند که با عناوین اختصاری مختلفی شناسایی می شود. در ادامه مشخصات فنی سیگنال ها و سیستم های تصویری دیجیتال بیان می شود. 

1-2-6-8- تفکیک پذیری تصویر یا وضوح 

تفکیک پذیری با رزولوشن تصویر شامل تعداد پیکسل افقی و عمودی تصویر است که با دو عدد مشخص می شود. هر رزولوشن خاص اغلب با یک نام و نام اختصاری شناسایی میشود به عنوان مثال استاندارد XGA دارای تفکیک 1024x768 (۱۰۲۴ پیکسل افقی و ۷۶۸ پیکسل عمودی) است. پارامتر دیگری که جهت بیان وضوح تصویر به کار نقاط افقی در تعداد نقاط عمودی به دست می آید که بر حسب مگاپیکسل بیان می شود. هر چقدر مقدار وضوح تصویر بالاتر باشد کیفیت آن بالاتر خواهد بود. شکل (8-18) مقایسه استانداردهای مختلف با رزولوشن و نسبت ابعاد تصویر مختلف را نشان می دهد. 

۲-۲-۶-۸- نسبت ابعاد تصویر  

پارامتر نسبت ابعاد تصویر بیانگر نسبت پهنا به ارتفاع تصویر حاصل تقسیم تعداد نقاط افقی به تعداد نقاط عمودی) بوده با دو عدد بیان میشود به عنوان مثال استاندارد XGA دارای نسبت ابعاد ۴:۳ است. شکل (8-19) چند نمونه نسبت ابعاد مختلف تصویر و نام آنها را نشان می دهد. 

۳-۲-۶-۸- استانداردهای تصویر دیجیتال  

استانداردهای تصویر دیجیتال با نامهای مختلفی وجود دارد که هر کدام دارای تفکیک پذیری و نسبت ابعاد تصویر منحصر به خود است. جدول (8-1) مقایسه اسامی وضوح و نسبت ابعاد استانداردهای مختلف را نشان میدهد. 

۴-۲-۶-۸- شدت روشنایی 

شدت روشنایی یکی از اصلی ترین مشخصات دستگاههای پخش تصویر از جمله ویدیو پروژکتورها نمایش گرهای LED و LCD است واحد اندازه گیری شدت روشنایی در نمایشگرها با واحد نیت (NIT) بیان میشود که هر نیت برابر یک کاندلا بر متر مربع است. 

واحد اندازه گیری روشنایی در ویدیو پروژکتورها بر اساس استاندارد ANSI IT7.215 انسی لومن و بر اساس استاندارد ISO ایزولومن است که واحد انسی لومن بیشتر به کار میرود. انسی لومن یکی از معیارهای مهم انتخاب ویدیو پروژکتور است هر چه این عدد بالاتر باشد دستگاه از قدرت نوردهی بیشتری برخوردار بوده و میتوان از آن در محیط های پرنورتر یا پرده های بزرگ تری استفاده نمود. 

۵-۲-۶-۸- نسبت کنتراست 

نسبت کنتراست بیانگر تمایز روشنترین و تاریک ترین نقاط یک تصویر است و به صورت نسبت یک عدد بر یک نشان داده میشود مانند: ۱۰۰۰۰:۱ که بیانگر نسبت روشنایی یک نقطه سفید با نور حداکثری ۱۰۰۰۰ برابر به نقطه خاموش یا سیاه است. 

۶-۲-۶-۸- حداکثر زاویه دید 

این پارامتر نشان دهنده حداکثر زاویه افقی و عمودی نسبت به محور عمود به مرکز صفحه نمایش گر است که در محدوده بین این دو زاویه دید مناسب در نمایشگر وجود دارد. این پارامتر به وسیله دو زاویه دید افقی و عمودی بر حسب درجه بیان می شود. 

۷-۲-۶-۸- نرخ تازه سازی صفحه 

نرخ تازه سازی صفحه به صورت فرکانس بر حسب هرتز (Hz) بیان میشود و معمولا ۵۰، ۶۰ و ۱۲۰ هرتز و غیره است. 

۸-۲-۶-۸- روش های فشرده سازی 

به منظور انتقال و ضبط سیگنالهای تصویر از روشهای فشرده سازی سیگنال تصویر استفاده می شود. از جمله آنها می توان از فرمت های

CCIR601 ، MPEG-4، MPEG-2 ،MPEG-1 ،H.261 ،H.263 ، H.264، H.265

نام برد که هر یک دارای مشخصات و کاربرد خاص خود است. 

۳-۶-۸- انواع اتصالات سیگنال های تصویر 

در سالن های کنفرانس با همایش جهت نصب دستگاه های پخش تصویر از قبیل نمایشگر و ویدیو پروژکتور لازم است از محل اتاق فرمان با رک تصویر به محل نصب کابل های مورد نیاز در زیر ساختهای جریان ضعیف اجرا شود. هر یک از این کابل ها و سوکت های مخصوص به آنها در صورت نیاز باید به دستگاه ضبط و پخش تصویر متصل شود. 

۱-۳-۶-۸- اتصال سیگنال آنالوگ ویدیوی کامپوزیت 

در اتصال سیگنال ویدیو آنالوگ اغلب از کابل هم محور ۵۹-RG استفاده می شود و سوکت آن از نوع RCA یا BNC است. در این سیگنال اجزاء مختلف تصویر از قبیل سیگنالهای روشنایی و رنگ با هم ترکیب شده و سیگنال کامپوزیت بوجود می آید و در گیرنده سیگنالهای ترکیب شده به وسیله مدارهای تفکیک کننده از هم جدا شده و نمایش داده میشود. ترکیب و تجزیه سیگنالهای روشنایی و رنگ موجب کاهش کیفیت تصویر میشود ولی به دلیل سادگی کابل و اتصال آن از این سیگنال بیشتر در سیستمهای تصویری خانگی استفاده میشود برخی از کابلها به صورت سه تایی همراه با سیگنال صوت ارایه میشود و به منظور جلوگیری از اشتباه در اتصال سوکتها به صورت استاندارد از رنگ زرد برای سیگنال ویدیو رنگ سفید برای کانال چپ سیگنال صدا و رنگ قرمز جهت کانال راست سیگنال صدا استفاده می شود. در دستگاه های حرفه ای اغلب از کانکتورهای BNC جهت اتصال سیگنال ویدیو استفاده می شود. شکل (8-20) دو نمونه سوکت BNC و یک نمونه سوکت RCA مخصوص سیگنال ویدیو کامپوزیت را نشان می دهد. 

۲-۳-۶-۸- اتصال سیگنال ویدیو VGA 

رابط سیگنال VGA به دلیل جدا بودن سیگنالهای رنگ و هم زمانی دارای کیفیت تصویر و تفکیک رنگهای مناسبی بوده و در غالب کانکتورهای (۱۵pin) ساخته میشود. کابل ارتباطی آن اغلب به صورت پرسی در طول های کوتاه و بصورت کابل خام در طولهای بلند با اتصال سوکت مخصوص قابل لحیم کاری ارایه میشود سوکتهای VGA به دلیل وجود دو پیچ در دو طرف سوکت جهت محکم کردن اتصال از حفاظت مکانیکی بالایی برخوردار است. شکل (8-21) سوکت مخصوص اتصال VGA و جدول (8-2) نام و شماره پایه های سوکت VGA را نشان می دهد. 

۳-۳-۶-۸- اتصال سیگنال ویدیو کامپوننت  

در سیگنال کامپوننت (YPbPr) از سه کابل و سه کانکتور مجزا جهت ارسال سیگنال ویدیو استفاده می شود. جهت جلوگیری از اشتباه در اتصالات از سه رنگ مختلف برای هر سوکت استفاده میشود. رنگ سبز جهت سیگنال روشنایی رنگ آبی جهت سیگنال Pb/Cb که سیگنال اختلاف روشنایی و رنگ آبی است (Y-B) و سوکت قرمز جهت سیگنال Pr/Cr که سیگنال اختلاف روشنایی و رنگ قرمز (Y-R) است استفاده می شود. هنگام استفاده از سیگنال کامپوننت جهت انتقال سیگنال صوت باید از کابل و سوکتهای مجزا استفاده شود. این نوع سیگنال در دستگاه های خانگی با کیفیت بالا و دستگاه های حرفه ای استفاده می شود. معمولا سوکت های RCA برای دستگاه های خانگی و سوکت های BNC در دستگاه های حرفه ای به کار می رود. شکل (8-22) چند نمونه سوکت BNC و RCA مخصوص سیگنال ویدیو  کامپوننت را نشان می دهد.

۴-۳-۶-۸- اتصال سیگنال ویدیو DVT 

اتصال سیگنال DVI جهت ارتباط سیگنال های آنالوگ و دیجیتال توسعه پیدا کرده و دارای نسخه های مختلفی است. مدل DVI-A جهت ارتباط سیگنال ویدیوی آنالوگ مانند VGA استفاده می شود. مدل DVI-D جهت ارتباط سیگنال ویدیوی دیجیتال و مدل DVI که کاربرد بیشتر دارد امکان انتقال سیگنال ویدیوی آنالوگ و دیجیتال را دارد. شکل (۲۳-۸) نمونه سوکت DVI و شکل (۸-۲۴) پایه های مختلف چند نمونه سوکت DVI و جدول (۸-۳) نام و کاربری پایه های سوکت DVI-H را نشان می دهد. 

۵-۳-۶-۸- اتصال سیگنال تصویر HDMI 

اتصالات سیگنال HDMI هر چند بیشتر برای انتقال سیگنال ویدیو دیجیتال با کیفیت بالا به کار می رود ولی با توجه به ارسال سیگنال صدا و اطلاعات اضافی بیش تر به عنوان یک ارتباط چند رسانه ای شناخته میشود. این نوع ارتباط که با سیگنال DVI سازگار است با استاندارد 861-EIA CEA تعریف شده است. معمولا سوکت متصل به کابل به صورت  پرس شده عرضه میشود. این نوع اتصال با پیشرفت سیگنالهای دیجیتال دارای نسخه های مختلف و به روزتری است. 

متناسب با کاربردهای مختلف انواع سوکتهای مختلفی برای ارتباط HDMI به وجود آمده است. اولین مدل مدل ۸ دارای سه زوج هادی تابیده شده است و با یک درگاه DVI-D سازگار است. مدل B به جای سه زوج هادی تابیده شده دارای شش زوج هادی تابیده شده است و جهت صفحات نمایش با کیفیت بسیار بالا WQUXGA استفاده می شود و با دو دو درگاه DVI-D سازگار است. مدل C دارای کانکتور کوچک تری نسبت به نوع A است مدل D در اندازه خیلی کوچک و هم اندازه کانکتورهای micro-USB ساخته میشود. سوکت های HDMI مدلهای C و D به دلیل کوچک بودن اندازه آنها بیشتر در دستگاههای قابل حمل و پرتابل از قبیل گوشی موبایل دوربینهای عکاسی و فیلم برداری استفاده می شود. مدل E جهت استفاده در خودرو طراحی شده و دارای قفل جهت جلوگیری از قطع شدن در اثر لرزش بوده و در برابر رطوبت و گرد و غبار مقاوم است. جدول (8-4) نام ابعاد و تعداد پایه های مدلهای مختلف درگاه HDMI و شکل (8-27) انواع مختلف کانکتورهای HDMI شکل (۸-۲۸) شماره پایه های کانکتور HDMI و جدول (8-5) نام و کاربرد پایه های اتصال HDMI را نشان می دهد. 

با افزایش کیفیت تجهیزات و سیگنال های تصویری نسخه های جدیدتری وجود دارد. نسخه ۱/۰ HDMI تا ۱/۲ با استاندارد 3-861-EIACEA ، نسخه ۱/۳ HDMI با استاندارد CEA-861-D و ۱/۴ HDMI با استاندارد CEA-861-E کار می کنند. کابل HDMI امکان انتقال سیگنال صوتی دیجیتال PCM را با رزولوشن ۱۶، ۲۰ و ۲۴ بیت و فرکانس نمونه برداری 32KHz ،44/1 kHz،48kHz ،88/2kHz ،96kHz ،176kHz ،4kHz و 192KHz را دارد. 

در نسخه های ۱/۴ و بعد از آن امکان برگشت صدا ARC را نیز دارند که امکان برگرداندن صدا از مانیتور به منبع سیگنال مانند گیرنده صدا و تصویر را جهت ضبط یا ارسال روی شبکه دارد. هم چنین با استفاده از فناوری HEC امکان ارسال سیگنال تصویر و صدا را روی شبکه IP-Based فراهم می کند. 

از جمله امکانات دیگر کابل HDMI فناوری CEC است که به وسیله آن می توان تا ۱۵ دستگاه مرتبط به هم را با استفاده از یک کنترل از راه دور یا یک دستگاه کنترل کننده فرمان داد. جدول (۸-۶) مشخصات سیگنال های تصویر قابل انتقال به وسیله نسخه های مختلف اتصال HDMI و جدول (8-6) امکانات اضافه شده به نسخه های جدیدتر اتصال HDMI را نشان می دهد. 

6-3-6-8- اتصال سیگنال ویدیو DP

اتصال سیگنال DP شبیه به کابل HDMI است و جهت انتقال سیگنال صدا و تصور دیجیتال به همراه USB و اطلاعات دیگر طراحی شده است. این اتصال به وسیله موسسه VESA ارایه و استاندارد شده است. سیگنال صدا در این اتصال می تواند تا 24bit/192kHz پشتیبانی و منتقل شود. سوکت آن دارای ۲۰ پایه است و همچنین دارای ضامن و قفل جهت جلوگیری از جدا شدن تا خواسته است. (این قابلیت در سوکت HDMI وجود ندارد) این اتصال دارای نسخه های مختلفی بوده و امکان ارتباط دو طرفه را فراهم میکند همچنین در نسخه های جدید امکان ارسال دو یا سه سیگنال تصویر هم زمان نیز وجود دارد. نسخه ۲/۰ DP میتواند سیگنال تصویر یک صفحه نمایش با کیفیت 16K(15360×8640)@60Hz را منتقل کند هم چنین امکان ارسال سیگنال های دو صفحه نمایش با کیفیت 8K (7680×4320)@120Hz را دارد. از جمله پیشرفت ها در درگاه DP قابلیت انتقال چند سیگنال ویدیوی غیر وابسته به هم با روش زنجیره ای جهت انتقال سیگنال ویدیو به چند مانیتور است شکل (۸-۲۹ چند نمونه سوکت DP و جدول (۸-۸) نام و کاربرد پایه های سوکت DP را نشان می دهد.

سوکت mini-DP مدل کوچک شده سوکت DP است و مانند آن دارای ۲۰ پایه است که بیشتر در برخی مدل های لپ تاپ و دستگاه های کوچک به کار می رود ولی مانند سکوت DP فراگیر نشده است. شکل (۸-۳۱) چند نمونه سوکت mini DP و ابعاد آن و جدول (8-9) نام و کاربرد پایه های سوکت mini DP را نشان میدهد. 

۷-۳-۶-۸- اتصالات کنترلی 

جهت کنترل فرمان به دستگاه های پخش تصویر از اتصالات و پروتکلهای مختلفی استفاده میشود که از آن جمله می توان از USB ، ETHERNET ، IR ، RS-485 ،RS 422 ،RS-2 نام برد که هر یک دارای سوکت ها و اتصالات مخصوص به خود بوده و برای هر یک باید از کابل مخصوص با در نظر گرفتن طول مجاز استفاده شود.