Videotekniikassa käytettyjä liittimiä

Tämän dokumentin on tarkoitus toimia lähdeteoksena erilaisten laitteiden videoliitäntöjen nastajärjestyksistä. Tämä dokumentti tarjoaa yleiskatsauksen liittimien nastajaärjestykseen ja voi olla apuna kun tarvitsee sovittaa erilaisia laitteita yhteen eikä sopivia kaapeleita ole valmiina saatavana. Tällaisessa tilanteessa kannattaa kuitenkin aina varmistaa laitteiden yhteensopivuus kaikilta tasoilta esimerkiksi laitteiden teknisistä tiedoista.


Komposiittivideoliitäntä

Komposiittivideosignaali on nimellisesti 1 V huipusta huippuun signaalia jota siirretään 75 ohmin koaksiaalikaapelia pitkin. Liittimenä käytetään joko BNC tai RCA-liittimiä, joissa keskinasta välittää signaalia ja ulkokuori toimii maayhteytenä.

Kuvat BNC ja RCA -liittimistä.

S-videoliitin (SVHS)

Niinsanottu s-videoliitin esiteltiin super-VHS-nauhoitusjärjestelmän yhteydessä. S-videoliitin eroaa komposiittivideoliitännäästä siinä suhteessa, että kirkkaus- ja väri-informaatio välitetään erillisissä johtimissa. Johtimina käytetään tässäkin 75 ohmin koaksiaalikaapeleita. Ylesin liitintyyppi on niinsanottu Hosiden-liitin (katso alakuva), mutta myöskin kahden erillisen BNC-liittimen käyttö on mahdollista.

Kuvassa S-videoliitin (Hosiden) nastajärjestys laitteen puolella.

1   Maa (luminassi)
2   Maa (krominassi)
3   Luminassi 
4   Krominassi

SCART-euroliitin

SCART-euroliitin on useissa euroopan markkinoiden kuluttajavideolaitteissa käytetty liitin audio- ja videosignaalien siirtoon. Kyseinen liitin on standardoitu sekä muodoltaa, liittimien signaaleiltaan ja signaalien ominaisuuksilta. Standardit (mm. DIN-EN-50049, BS6552:1984) määrittelevät suuren joukon signaaleja, mutta SCART-liittimen sisältävän laitteen ei tarvitse tukea kuin osaa näistä signaaleista. SACRT-liittimen historia johtaa 1980-luvun Ranskaan, jossa päätettin vaatia televisioihin SCART (joskys äytetään myös nimeä "Peritel") liitäntää pakolliseksi, jotta maksutelevisiolaitteita pystyisi helposti liittämään televisioon.

SCART-liitännän nastajärjestys

      _ _
  _ /    |
|     20 |      1. Audio OUT R          11. G IN
| 19     |      2. Audio IN R           12. -
|     18 |      3. Audio OUT L          13. R GROUND
| 17     |      4. Audio GROUND         14. IR IN
|     16 |      5. B GROUND             15. R IN
| 15     |      6. Audio IN L           16. Blanking
|     14 |      7. B IN                 17. Video GROUND
| 13     |      8. Mode selection       18. Blanking GROUND
|     12 |      9. G GROUND             19. Video OUT
| 11     |     10. -                    20. Video IN
|     10 |                              21. Screen Ground
|  9     |
|      8 |     21 tarkoittaa euroliittimen runkoa
|  7     |
|      6 |
|  5     |
|      4 |
|  3     |
|      2 |
|  1     |
|        |
----------

Yllä oleva kuva on saatavana myö graafisessa muodossa.

SCART-liittimen signaalit ryhmiteltynä

Video

13.     Värisignaalin maa
15.     Värisignaali (C-komponentti)
17.     Videomaa (luminanssin maa)
19.     Videolähtö
20.     Videotulo (Y-komponentti)

RGB-komponenttisignaalit

5.      B-signaalin maa
7.      B-signaali (sininen)
9.      G-signaalin maa
11.     G-signaali (vihreä)
13.     R-signaalin maa
15.     R-signaali (punainen)
16.     RGB-sammutussignaali
18.     RGB-sammutussignaalin maa
20.     RGB-tahdistussignaali (sync)
17.     RGB-tahdistuksen maa

Ohjaukset

8.      Videokytkentä (12V=videotulo päällä)
        (joissain televisioissa kuvasuhteen säätö: 4.5-7V -> 16:9, 9.5-12V -> 4:3)
10.     Data 2
12.     Data 1
14.     Datan maa

Ääni

1.      Audiolähtö R (oikea)
2.      Audiotulo R (oikea)
3.      Audiolähtö L (vasen)
4.      Audiomaa
6.      Audiotulo L (vasen)

Muut

21.     Koko kaapelin suojamaa

240 asteen DIN AV-liitin

    3
 4     2
    6
 5     1

1  Ohjausjännite (0V=tallennus, +12V=toisto)
2  Video sisään/ulos
3  Maa
4  Audio sisään/ulos (vasen kanava stereossa)
5  +12V
6  (oikea audionanava stereossa)


Komponenttiliitäntöjä BNC-liittimillä

Videotekniikassa käytetään monenlaisia komponenttivideoliitäntöjä, joista yleisimmin käytetyt ovat RGB ja YUV-liitännät. Yleistä näille liitännöille on, että niissä käytetään siirtotienä 75 ohmin koaksiaalikaapelia ja BNC-liittimiä.

YUV-komponenttiliitäntä

YUV-komponenttiliitäntää käytetään studiolaitteissa (mm. Betacam-videot), kun halutaan siirtää videokuvaa korkealaatuisena. Liitännnässä siirretää erikseen kirkkausinformaatio (Y-signaali) ja väri-informaatio (U ja V -signaalit). Liitännässä käytetään kolmea BNC-liitintä, jolloin jokaisella komponentilla on oma liittimensä.

RGB-signaalit kolmella BNC-liittimellä

Jokaisella R, G ja B komponentilla on omat liittimensä. Synkronisaatioinformaatio v&aum;litetään jonkun värikomponettisignaalin yhteydessä. Yleisimmin tähän käytetään vihreää R-värisignaalia (sync on green). Synkronoitnsignaali on noin 0.4V negatiivinen signaali verrattuna kuvasignaalin nollatasoon. Synkronointisignaalilla täydennetty värikomponenttisignaali on rakenteeltaan samanlainen kuin komponenttivideosignaali.

RGB-signaalit neljällä BNC-liittimellä

Jokaisella R, G ja B komponentilla on omat liittimensä. Synkronisaatiosignaalit välitetään omalla liittimellään, josta käytetää nimeä komposiittisyknronointiliitin (CS, Sync). Synkronointisignaali on yleensä 1 V huipusta huippuun komposiittisynkronointisignaali. Johdoissa käytetään yleensä värikomponettien mukaista värikoodausta ja synkronointisignalille käytetään yleensä mustaa johdinta.

RGB-signaalit viidellä BNC-liittimellä

Jokaisella R, G ja B komponentilla on omat liittimensä. Sekä vaaka- että pystysynkronointisignaalit välitetään omaa liitintään pitkin. Signaalitasot ovat yleensä 1 V huipusta huippuun, mutta myös TTL-tasoisia signeeleja käytetään. Synkronointisigaali terminoidaan joko 75 ohmiin (1V signaaleille tai 1 kohmiin (TTL-signaalit) ja useissa monitoreissa on valinta tätä varten. Johdotuksessa käytetään yleensä seuraavia värikoodeja:

Punainen              Punainen värikomponenttisignaali
Vihreä                Vihreä värikomponenttisignaali
Sininen               Sininen värikomponenttisignaali
Musta                 Vaakasynkronointi- tai komposiittisynkronointisignaali
Valkoinen tai harmaa  Pystysynkronointisignaali

Tämä on yleinen tapa kun PC-tietokoneen VGA-kortti liitetään suurikokoiseen näyttöö, koska VGA-kortista saa suoraan analogiset R, G ja B signaalit sekä TTL-tasoiset vaaka- ja pystysynkronointisignaalit.


Tietokoneiden videoliittimet

VGA Analoganayttö

PC-koneiden VGA-korteissa videoliittimenä käytetään 15-napaista tiheää D-liitintä. VGA-liittimen kuvasignaalit ovat analogisia 0.7V huipusta huippuun positiivisia signaaleja 75 ohmin kuormaan (merkitty * merkillä) ja muut signaalit ovat TTL-tasoisia (0 ja 5V). Liittimessä määritellyt monitorin tunnistusnastat oli IBM alunperin tarkoittanut monitorityyppiensä automaattiseen tunnistukseen, mutta niitä ei käytetä enää alkuperäisellä tavalla, vaan nykyään ne on VESAn toimesta varattu kommunikointiin näyttökortin ja monitorin välillä (mm. automaattinen monitorin ominaisuuksien tunnistus).

 DB15-S Male
----------------------
\   1  2  3  4  5    /
 \ 6  7  8  9 10    /
  \ 11 12 13 14 15 /
   ----------------

1       Punainen ulos (Red out) *
2       Vihreä ulos (Green out) *
3       Sininen ulos (Blue out) *
4       Monitorin tunnistus 2 sisään (Mon ID 2 in)
5       Maa (Ground)
6       Punaisen maa (Red return)
7       Vihreän maa (Green return)
8       Sinisen maa (Blue return)
9       ei nastaa (no pin) (key)
10      Synkronoinnin maa (Sync return)
11      Monitorin tunnustus 0 sisään (Mon ID 0 in)
12      Monitorin tunnistus 1 sisään (Mon ID 1 in)
13      Vaakasynkronointi ulos (Horizonal Sync out)
14      Pystysynkronointi ulos (Vertical Sync out)
15      varattu (reserved)
Monitorin tunnistamiseksi värimonitoriksi on monitorintunnistusnasta 11 kytkettävä maahan ja nastaa 12 ei kytketä mihinkään.

Joissain VGA-monitoreissa ja eräissä hyin vanhoissa VGA-kortiessa on käytössä 9-napainen liitin normaalin 15-napaisen liittimen sijasta. Seuraavassa ohjeet muunnoskaapeliin 9 ja 15 napaisten VGA-liittimien välillä:

15-pin  9-pin   assignment
1       1       Red
2       2       Green
3       3       Blue
4       -       Monitor ID bit 2
5       -       N/C
6       6       GND (red return)
7       7       GND (green return)
8       8       GND (blue return)
9       -       N/C
10      -       GND
11      -       Monitor ID bit 0
12      -       Minitor ID bit 1
13      4       Horizontal Sync
14      5       Vertical Sync
15      -       N/C

Työasemissa käytetty 13W3-liitin

Tyäasemissa (mm. Sun Microsystems, Silicon Graphics, NeXT, IBM PowerPC) on käytössä 13W3-nimellä tunnettu videoliitin. Liitin muistuttaa 25-napaista D-liitintä, joissa osa nastoista on korvattu koaksiaaliliittimillä ja nän on saatu aikaa liitin, jossa on kolme koaksiaalikaapelin liitäntää ja kymmennen muuta nastaa.

Sun-työasemissa käytetty nastajärjestys

    Analog:  13W3 connector:


          +----------------- * gnd
          |   +------------- * vertical sync
          |   |   +---------   sense 2
          |   |   |   +-----   sense common (gnd)
          |   |   |   |   +-   composite sync
          |   |   |   |   |
          |   |   |   |   |  grey
    red   |   |   |   |   |  green blue
     |   1o  2o  3o  4o  5o    |     |
    (O)                       (O)   (O)
       6o  7o  8o  9o 10o
        |   |   |   |   |
        |   |   |   |   +---   composite common (gnd)
        |   |   |   +-------   sense 0
        |   |   +-----------   sense 1
        |   +--------------- * gnd
        +------------------- * horizontal sync

    * May be NC. My spies tell me Sun considers these obsolete.

    'green' is used by greyscale monitors for video input.

    Sense table - 1=nc, 0=strap to gnd

  sense       type
    0   TBD (?)
    1   Reserved
    2   1280x1024, 76Hz
    3   1152x900, 66Hz
    4   1152x900, 76Hz, 19"
    5   Reserved
    6   1152x900, 76Hz, 16 or 17"
    7   Nothing (no monitor connected)
Tämän kaavion informaatio on peräisin comp.sys.sun.hardware FAQ dokumentista. Seuraavissa vielä lyhyesti tärkeimmät signaalit:
Sun 13w3

--------------------------------------
\   -    1   2   3   4   5   -   -   /
 \ [R] 6   7   8   9   10   [G] [B] /
  ----------------------------------

1 N/C
2 N/C
3 sense 2
4 sense Ret.
5 composite sync
6 N/C
7 N/C
8 sense 1
9 sense 0
10 composite sync return (ground)

Silicon Graphics Indy

Myös Silicon Graphics työasemat käyttävt monitoriliittimenä samanlaista 13W3 liitintä kuin Sun. Nastajärjestys on hiukan erilainen kuin mitä Sun käyttää:

SGI Indy 13w3

--------------------------------------
\   -    1   2   3   4   5   -   -   /
 \ [R] 6   7   8   9   10   [G] [B] /
  ----------------------------------

1 mon. type 3  (TTL)
2 mon. type 0  (TTL)
3 composite sync  [active low]  (TTL)
4 horizontal sync [active low]  (TTL)
5 vertical sync   [active low]  (TTL)
6 mon. type 1  (TTL)
7 mon. type 2  (TTL)
8 ground
9 ground
10 ground
Koaksiaalinastojen yleinen nimeämistapa:
A1     Red (analog)
A2     Green (analog)
A3     Blue (analog)  
Tämä sama nastajärejstys on käytössä myös monissa muissa Silicon Graphicsin työasemissa, esimerkiksi SGI OCTANE CPU.

Apple Macintosh-liitin

Apple Macintosh -tietokoneet ovat perinteisesti käyttäneet monitoriliitäntänä normaalikokoista 15 napaista D-liitintä. Liittimessä kulkevat monitorille menevät analogiset kuvasignaalit, synkronointisignaalit ja monitorintunnistussignaalit. Apple Macintosh yrittää käyttäjäystävällisenä laitteena mukautua mahdollisimman hyvin käyttyyn monitorityyppiin, jonka setunnistaa juuri noista tunnistusignaaleista. On tarkeää saada nuo tunnistussignallit kohdalleen, jotta saa Macintoshin toimimaan hyvin jonkun muun kuin Applen monitorin kanssa. Lisätietoa monitorin tunnistuksesta löytyy James Davisin artikkelista "Monitor Adjustment Info" osoittteesta http://filter.stanford.edu:8080/projects/mac/monitor.html.

Macintosh DB-15 Male

--------------------------
\ 1  2  3  4  5  6  7  8 /
 \ 9  10 11 12 13 14 15 /
  ----------------------

1 Red Video Ground
2 Red Video
3 Composite Sync.
4 Monitor ID, Bit 1
5 Green Video
6 Green Video Ground
7 Monitor ID, Bit 2
8 No Connection
9 Blue Video
10 Monitor ID, Bit 3
11 CSYNC and VSYNC Ground
12 Vertical Sync.
13 Blue Ground
14 HSYNC Ground
15 Horizontal Sync.
Shell Chassis Ground

Macintosh Quadra

Pin    Signal          Description
-----  -----------     ----------------------------------------
1      RED.GND         Red Video Ground
2      RED.VID         Red Video
3      CYSNC~          Composite Sync
4      MON.ID1         Monitor ID, Bit 1 (also known as SENSE0)
5      GRN.VID         Green Video
6      GRN.GND         Green Video Ground
7      MON.ID2         Monitor ID, Bit 2 (also known as SENSE1)
8      nc              (no connection)
9      BLU.VID         Blue Video
10     MON.ID3         Monitor ID, Bit 3 (also known as SENSE2)
11     C&VSYNC.GND     CSYNC & VSYNC Ground
12     VSYNC~          Vertical Sync
13     BLU.GND         Blue Video Ground
14     HSYNC.GND       HSYNC Ground
15     HSYNC~          Horizontal Sync
Shell  CHASSIS.GND     Chassis Ground 
Tyypillinen macintoshin näyttökortti lähettää ulos sekä erilliset synkronointisignaalit että komposiittisynkin, mutta Applen monitorit hyädyntävät typillisesti vaan erillisiä synkkejä.

Tällä kytkennällä Macin voi kytkeä VGA-liittimellä varustettuun näyttöön.


Macintosh Quadra                         VGA Connector
DB-15
-------------                           --------------

2  ------------------- Red Video ------------ 1
1  ------------------- Red Ground ----------- 6
9  ------------------- Blue Video ----------- 3
13 ------------------- Blue Ground ---------- 8
5  ------------------- Green Video ---------- 2
6  ------------------- Green Ground --------- 7
15 ------------------- Hsync ---------------- 13
12 ------------------- Vsync ---------------- 14
14 ------------------- Sync Ground ---------- 10

Tomi Engdahl