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多媒体设备接头(连接器)介绍以及公母识别

多媒体互动设备连接器时候各种连接头,下面我们科普下设备连接头(连接器)。

一、连接器介绍

  认识连接器,先从区分连接器的公头母头开始。熟悉连接器行业的人应该知道,连接器通常分为公连接器和母连接器,因此如何区分公连接器和母连接器。
  在电子和机械行业中,无论是为了方便贸易还是制造,连接器或者一些紧固件会通常设计成公端与母端。通俗来讲,母端的作用就是接收、接纳公端。有一个或多个突起的片段,或者可以插入其他部分的片段,称为公共端,而接收或有缺口的片段,称为母端。所以,名称上,就直接沿用了公、母这2个词(无论是中文还是英文)。
  有时候特别是电子电源连接器USB,连接器USB的公母性是根据一些硬性规章来确定的,这样做主要是为了强调单向流通。比如说连接器产品的电流从一个设备流向另外一个设备的时候,连接器的公母性能就起到很好的作用,比如说加强安全性或者保证设备的正常运作等,还可以防止一些不安全因素的发生或者不恰当的连接。比如说大部分的电源插头类的。
  而在数学图形理论里面,电源网路由插头(公)跟插座(母)组成,并且是从插座流向插头这个固定方向的,对应到连接器USB方面,则是由母端流向公端。所以,设计母端的电源插座,就是为了安全性着想。

二、网上区分整理

1、公母就是按照动物生理结构来的,英文就是male,female。

2、公头就是插头上是针的,母头就是插头上是孔的

3、插头的一方(凸出来的接头)为公头,插孔的一方(凹进去的接头)为母头。

4、从外观形状来区分,头部尖了的部分一般为公端子,头部为圆孔的一般为母端子。

三、使用连接器的好处

  1、改善生产过程:连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程;

  2、易于维修:如果某电子元部件失效,装有连接器时可以快速更换失效元部件;

   3、便于升级:随着技术进步,装有连接器时可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替旧的;

    4、提高设计的灵活性:使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时,以及用元部件组成系统时,有更大的灵活性。

四、多媒体设备中常用连接器

  互动中常用的连接器有。串口连接头(232或者485)、HDMI连接头、DIV连接头、DP连接头、USB连接头、 BNC连接头、数据线等等。

4.1、串口接头

  串口连接头在多媒体设备中比较常用。主要用于灯光控制、设备开关控制、传感器信号接收等。

4.2、HDMI连接头

 HDMI连接头在多媒体设备中比较常用。主要用于音视频的传输。

4.3、DVI连接头

 HDMI连接头在多媒体设备中比较常用。主要用于音视频的传输。

DVI-I接口介绍(可转接)

接口为:24+5双通道,DVI-I除了可以传输数字信号外,还有单独的4根信号线传输模拟信号,DVI-I接口可以通过简单的转换器兼容普通的VGA接口,使用传统的CRT显示器。DVI-I是一种通过电路改造的一种模拟技术 不是真正的DVI。


DVI-D接口介绍(不可转接,原生DVI)

接口为:24+1双通道,DVI-D显卡传输的是纯数字信号,一般的液晶显示器上的DVI接口都属于DVI-D标准,说白了,DVI-D是真实原生的DVI接口。

  如果您的设备没有DVI接口,只有VGA接口(D-SUB),而您的显卡上有DVI双接口(DVI-D和DVI-I),我们可以通过使用DVI转接头转换为VGA接口提供给显示器,而转接头必须插在DVI-I才能正常显示,在DVI接口里只有DVI-I接口可以转换接口。

4.4、DP连接头

1、DP主要用于视频源与显示器等设备的连接,并也支持携带音频、USB和其他形式的数据。

此接口的设计是为取代传统的VGA、DVI和FPD-Link(LVDS)接口。通过主动或被动适配器,该接口可与传统接口(如HDMI和DVI)向后兼容。

2、miniDP应用于MacBook(取代先前的Mini-DVI)、MacBook Air(取代先前的Micro-DVI)与MacBook Pro(取代先前的DVI)笔记本计算机中。亦应用于27吋的LED Cinema Display。

4.5、USB连接头

  USB分为usb2.0和、3.0和USB Type-C

1、从USB外观上来看 USB2.0通常是白色或黑色,而USB3.0则改观为“高大上”的蓝色接口

2.从USB插口引脚上来看 USB2.0采用4针脚设计,而USB3.0则采取9针脚设计,相比而言USB3.0功能更强大

3.从USB公口的外观上来看,USB3.0接口部分标记有“SS”样式,而USB2.0则只标记普通的USB通用标识

4、Type-C,又称USB-C或Type-C,是一种全新的通用串行总线(USB)硬件接口形式(USB接口还有Type-A和Type-B),它伴随最新的USB 3.1标准横空出世。由USB开发者论坛(USB-IF)于2014年8月份发布。Type-C是USB标准化组织为了解决USB接口长期以来物理接口规范不统一,电能只能单向传输等弊端而制定的全新接口,其外观上最大特点在于其上下端完全一致,支持正反2个方向插入,与Micro-USB相比用户不必再区分USB正反面。并且它集充电,显示,数据传输等功能于一身。

4.6、BNC连接头

  BNC连接器(英语:Bayonet Neill-Concelman,直译为“尼尔-康塞曼卡口”)是一种很常见的RF端子同轴电缆终结器。BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。它包括BNC连接器基座、外套和探针三部分。BNC连接器得名于其锁定方式和其发明者贝尔实验室的保罗·尼尔(发明了N端子)和安费诺公司的工程师卡尔·康塞曼(发明了C端子)。BNC电缆连接器必须连接到每段电缆的两端。

BNC连接器包括:

1.BNC-T型头,用于连接计算机网卡和网络中的缆线;

2.BNC桶型连接器,用于把两条细缆连接成一条更长的缆线;

3.BNC缆线连接器,用于焊接或拧接在缆线的端部;

4.BNC终端器,用于防止信号到达电缆断口后反射回来产生干扰。终端器是一种特殊的连接器,内部有一个精心选择的匹配网络电缆特性的电阻。每一个终端器必须接地

4.7、音频接头

音频接口

音频输入输出接口:可将计算机、录像机等的音频信号输入进来,通过自带扬声器播放。还可以通过音频输出接口,连接功放、外接喇叭。简单来说,音频接口是连接麦克风和其他声源与计算机的设备,其在模拟和数字信号之间起到了桥梁连接的作用。音频接口通常与前置麦克风、线路输入和其他一系列的输入设备配合使用。

数字音频接口

“数字音频接口”是用来定义两个数字音频设备之间的数字接口协议的界标准格式,它分为家用的.专业的,电脑的三种格式:

①家用的标准:S/PDIF(索尼/飞利浦数字接口格式),EIAJ CP-340 IEC-958 同轴或光缆,属不平衡式。其标准的输出电平是0.5Vpp(发送器负载75Ω),输入和输出阻抗为75Ω(0.7-3MHz频宽)。常用的有光纤.RCA和BNC。我们常见的是RCA插头作同轴输出,但是用RCA作同轴输出是个错误的做法,正确的做法是用BNC作同轴输出,因为BNC头的阻抗是75Ω,刚刚好适合S/PDIF的格式标准,但由于历史的原因,在一般的家用机上用的是RCA作同轴输出。

②专业的标准:AES/EBU(美国音频工程协会/欧洲广播联盟数字格式),AES3-1992,平衡XLR电缆,属平衡式结构。输出电压是2.7Vpp(发送器负载110Ω),输入和输出阻抗为110Ω(0.1-6MHz频宽)。

③电脑的标准:AT﹠T(美国电话电报公司)。

3.5mm立体声接口

最常见的模拟接口——3.5mm立体声接口(小三芯接口)

3.5mm立体声接口又叫做小三芯接口,这是我们目前看到的最主要的声卡接口,绝大部分消费类声卡(包括板载声卡)都在使用这类接口。

3.5mm接口提供了立体声的输入输出功能,因此一般来说支持5.1的声卡(6声道)或音箱来说,就需要3个3.5mm立体声接口来接驳模拟音箱(3×2声道=6声道);7.1声卡或音箱就需要4个3.5mm立体声接口(4×2声道=8声道),以此类推。

为了适应不同的设备需求,同类的接口目前能看到的有三个尺寸规格,分别是2.5mm、3.5mm和6.22mm接头。2.5mm接头在手机类便携轻薄型产品上比较常见,因为接口可以做的很小;3.5mm接口在PC类产品以及家用设备上比较常见,也是我们最常见到的接口类型;6.22mm接头是为了提高接触面以及耐用度设计的模拟接头,常见于监听等专业音频设备上。

RCA模拟音频接口

RCA接头就是常说的莲花头,利用RCA线缆传输模拟信号是目前最普遍的音频连接方式。每一根 RCA线缆负责传输一个声道的音频信号,所以立体声信号,需要使用一对线缆。对于多声道系统,就要根据实际的声道数量配以相同数量的线缆。立体声RCA音频接口,

一般将右声道用红色标注,左声道则用蓝色或者白色标注。

图1:RCA转3.5mm接口

图2:含音频的 COMPONENT

平衡模拟音频

与RCA模拟音频线缆直接传输声音的方式完全不同,平衡模拟音频(Balanced Analog Audio)接口使用两个通道分别传送信号相同而相位相反的信号。接收端设备将这两组信号相减,干扰信号就被抵消掉,从而获得高质量的模拟信号。平衡模拟音频通常采用XLR接口和大三芯接口。XLR俗称卡侬头,有三针插头和锁定装置组成。由于采用了锁定装置,XLR连接相当牢靠。

XLR接口:

XLR俗称卡侬头,有三针插头和锁定装置组成。由于采用了锁定装置,XLR连接相当牢靠。XLR接口通常在麦克风、电吉他等设备上能看到,但它不一定是平衡接口,因为平衡接口的传输实现方式是比较复杂的,对电路的要求也比较高。下面我们来看看平衡模拟传输的实现方式

大三芯接口:

大三芯接口则采用直径为6.35毫米的插头,其优点是耐磨损,适合反复插拔。平衡模拟音频连接主要出现在高级模拟音响器材或专业音频设备上。

S/PDIF

S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface,索尼和飞利浦数字接口)是由SONY公司与PHILIPS公司联合制定的一种数字音频输出接口。该接口广泛应用在CD播放机、声卡及家用电器等设备上,能改善CD的音质,给我们更纯正的听觉效果。该接口传输的是数字信号,所以不会像模拟信号那样受到干扰而降低音频质量。需要注意的是,S/PDIF接口是一种标准,同轴数字接口和光线接口都属于S/PDIF接口的范畴。

数字同轴

数字同轴(Digital Coaxial)是利用S/PDIF接口输出数字音频的接口。同轴线缆有两个同心导体,导体和屏蔽层共用同一轴心。同轴线缆是由绝缘材料隔离的铜线导体,阻抗为75欧姆,在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体,整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。同轴电缆的优点是阻抗稳定,传输带宽高,保证了音频的质量。虽然同轴数字线缆的标准接头为BNC接头,但市面上的同轴数字线材多采用RCA接头。

光纤(Optical)

光纤(Optical)以光脉冲的形式来传输数字信号,其材质以玻璃或有机玻璃为主。光纤同样采用S/PDIF接口输出,其是带宽高,信号衰减小,常常用于连接DVD播放器和AV功放,支持PCM数字音频信号、Dolby以及DTS音频信号。

接口分类

计算机与音响设备的接口类型多种多样,但究根寻源,按照其所传输信号的种类划分,无外乎两大类:音频信号接口与同步信号接口。

1. 音频信号接口

(1) 按传输信号的类型可分为模拟接口与数字接口。

(a) 模拟接口

模拟接口在音频领域中占有很大的比重。常见的模拟输入、输出接口如:大/小三芯插头、RCA唱机型(莲花型)插头、XLR卡侬式插头等,因为这类接口我们平常用得比较多,也较为熟悉,在此就不再多说。

(b) 数字接口

专业的数字音频系统和某些民用系统均有符合某种标准协议的数字接口,利用它可以将多个通道的数字音频数据在两个设备间传送,而不会产生音质的损失。只要误码能够被完全纠正,那么不论进行多少代数字复制,都不会影响最后一代的声音质量,从而就可以进行真正的数字域无损复制。

(2) 按接线方法可分为平衡类接口与不平衡类接口。

(a) 平衡类接口

专业音响和广播设备中大部分都具有平衡的输入/输出电路接口。输入和输出端一般为XLR卡侬式插座,插座上有三个端子:+、-、地。其+(-)的意义是指输出信号与输入端的+信号同相(或反相)。平衡式接法的输入/输出设备抗噪声能力较强,因为串进电缆或设备内的噪声一般同时出现在正负输入端,对地电压大小相等而相位相同,也就是我们通常所说的共模噪声。但是接在后面的平衡输入电路仅传输正负两端信号的差,能够抑制共模噪声。

(b) 不平衡类接口

该接口常用于民用的音频设备,其输入/输出端对机架为热端,接头一般为RCA唱机型接头。不平衡接法的抗噪声能力较弱,此连接方式一般用于1m左右的短线连接且噪声较小的环境,或低阻高输出信号的连接,如功放与扬声器之间。

2. 同步信号接口

与模拟音频信号不同,数字音频信号有严格的时间结构。因为一个采样信号要同其它采样进一步构成有一定时间长度的帧和块。如果数字音频设备打算彼此间进行通信,或者数字信号要以某种方式进行组合,那么它们就需与共用的参考信号取得同步,以使设备的采样频率完全一致,并且不会产生彼此间采样频率的漂移。因此,为专业应用设计的数字音频工作站常常提供多种同步输入接口。在同步的起始点,记录和重放要锁定到SMPTE/EBU或MIDI时间码(MTC)源上,或者锁定到外部的采样率时钟、视频同步或数字音频同步标准上。在内同步方式中,系统锁定在其自身的晶体振荡器上,如果它符合AES的应用场合(AES-1984),那么在专业的设备中应该有±10ppm的精确度(民用设备的精确度要比此低得多)。在外同步方式中,系统锁定到它的某一个同步输入上。典型的同步输入是字时钟(WCLK),它通常是采样的方波TTL的电平信号(0~5V),一般采用BNC型接口端子,并且在设备上普遍使用Sony接口(SDIF)。在所有情况中,某一个机器或源必须被确认为"主机"(master),由它作为整个系统的同步参考,而其它机器为"从机"(slave)。