HDMI Kablosu Nasıl Çalışır?

HDMI Kablosu Nasıl Çalışır?

Görsel-işitsel eğlence deneyimini olabildiğince doğal hale getirmek, elektronik eğlence şirketlerinin en önemli hedeflerinden biridir. Televizyonların siyah-beyazdan plazmaya ve şimdi LED'lere olan yolculuğu buna güzel bir örnektir. DVD'ler ve Blu-ışınları ile yüksek çözünürlüklü dijital kayıt mümkün olmuştur. Bununla birlikte, aynı kalitede yüksek tanımlı verilerin ekrana iletilmesi için yüksek kaliteli arayüz gerekir. Bu yaşamın kalitesi gibi dünyanın elektronik devleri: Sony, Thomson, Panasonic, Toshiba, Phillips ve Hitachi, HDMI, video ve ses iletimi ve erişimine en iyi yollardan birini veren ortak bir araştırma grubu oluşturdu.

HDMI, Yüksek Çözünürlüklü Multimedya Arayüzü anlamına gelir. Bir HDMI kablosu, ses ve video uygulamaları için bağlantı görevi gören tek bir kablodur. Yüksek tanımlı olarak kaydedilmiş bir video için, standart bir Audio-video komponent kablosu inç başına 480 piksel çıkış verir. Öte yandan, HDMI konektörler en az 720 piksel / inç çıkış verir, böylece gerçek sahneyi daha doğru şekilde yeniden oluşturabilen daha zengin ve canlı bir video elde edilir. Ses tarafında da benzer gelişmeler var (2.1 kanal sesi ve üstü). Bu, tek bir HDMI kablosunun yalnızca azalan karmaşayı değil aynı zamanda bant genişliğini, içerik iletimini ve sunum kalitesini de içeren 11 analog sinyal kablosunu değiştirebileceği anlamına gelir. HDMI, HDMI kablolarını da sertifikalandıran HDMI Konsorsiyumu tarafından sürekli olarak geliştirilir.

Dış Yapı

RESİM 1: HDMI Konektör Kablosu

Yukarıdaki resimde bir HDMI bağlantı kablosu gösterilmektedir. HDMI kabloları, yapıları nedeniyle normal bir ses/video konnektöründen nispeten daha kalındır. Yukarıdaki kablo silindir şeklindedir; ancak düz HDMI kabloları da popüler hale geliyor.

Şekil 2: HDMI Kablosunun Ferrit Boncuk Gövdesi

Kalın muhafazalar, sinyal iletildiğinde yüksek frekanslı EMI sinyallerini ve gürültüyü bastıran ferrit boncuklara sahiptir. Böylece, bu ferrit boncuklar kullanılarak yakındaki güç kablolarından veya diğer HDMI kablolarından gelen radyasyonlar önemli ölçüde azalır. Bunlar, daha sonra enerjiyi serbest bırakan endüktif bobinlerin aksine, yüksek frekanslı akımları ısı şeklinde dağıtarak çalışan bir tür elektronik boğucudur.

RESİM 3: HDMI Kablosunun İletim Kablolarını Kaplayan Plastik Ceketi ve Onu Kaplayan Örgülü Fiber Mesh

Plastik kılıf muhafazası ve iletim tellerinin korunması örgülü bir fiber örgü tabakası ile kaplıdır. Yüksek yoğunluklu bir polimerden yapılmış olan bu tabaka ısı ve alev geciktiricidir. Kablonun aşınmasını önlemeye yardımcı olur ve kablonun ömrünü uzatır.

HDMI Konnektörleri

RESİM 4: HDMI Kablosunun Uçlarındaki Konektörler

HDMI kablosunun uçlarına aynı çift dişi konektör yerleştirilir. Dijital sinyalleri iletirken katı kalite gereksinimlerini karşılamak için, kabloya giriş noktaları, yani konektörler, HDMI uyumlu cihazlara bağlanan bölüm altın kaplıdır. Altın, en iyi iletken elemanlardan biri olduğu ve kolayca kararmadığı için seçilmiştir. Konektörler sinyali kablolama bölümüne ilettiğinde aynı kalite korunmalıdır. Bu nedenle, bunları birleştiren bölüm nikel ile kaplanır. (Ancak yine bir yapı seçimidir ve gereksinimler basit bakır gibi diğer kaplamalarla karşılanabiliyorsa, bu da özellikle kısa uzunluklarda sorun olmamaktadır.)

RESİM 5: Tip A 19 Pinli Konektör

Multimedya cihazlarının çoğunun yüksek tanımlı içeriğin keyfini çıkarabilmesi için çeşitli HDMI konektör tipleri mevcuttur. Yukarıdaki görüntü, HDMI'ın 1.0 sürümü ile tanıtılan Tip A konektör ile detaylandırılmıştır. 19 pinli bir konektördür ve medya oynatıcıları, dizüstü bilgisayarları, oyun konsollarını vb. ekrana bağlamak için kullanılır. Mevcut 4 tip daha HDMI konektörü vardır: B, C, D, E tipi. B ve C, HDMI'ın 1.3 sürümünde, D ve E 1.4 sürümlerinde tanıtıldı. Ancak, konektörlerin kablonun hangi HDMI sürümünü desteklediğini tanımlamadığı unutulmamalıdır.

B Tipi HDMI konektörleri 29 pine sahiptir ve en yüksek çözünürlüklü fütüristik ekranlardan biri olan Geniş Dörtlü Ultra Genişletilmiş Dizi için tasarlanmıştır. C Tipi mini bir HDMI konektörüdür ve A tipi gibi 19 pime sahiptir. Akıllı telefonlarda ve tablet bilgisayarlarda kullanılır. D tipi konektörler mikro konektördür ve 19 pine sahiptir, ancak aynı zamanda birkaç akıllı telefon ve kameraya hizmet etmek için tasarlanmıştır. Bu konektörler, C tipi konektörlerden % 50 daha küçüktür, bu nedenle küçük ve üstün bir alana sahip daha fazla cihaza uygundur. E tipi konektörler otomotiv bağlantı sistemine sahiptir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu sistem bir araçtaki medya içeriğine erişmek için tasarlanmıştır.

Yeni tiplerde birden fazla HDMI konektörü piyasaya sürüldüğünde, geriye dönük uyumluluk sağlanmış, böylece yeni özelliklerin piyasaya sürülmesinden dolayı hiçbir HDMI kablosu kullanılmamaktadır. Bu, bir HDMI 1.3 uyumlu cihazla birlikte verilen kablonun, sadece pasif bir bileşen olduğu için HDMI 1.4 uyumlu bir cihazla da sorunsuz bir şekilde çalışacağı anlamına gelir. Eski kablonun yeni şartname uygunluk standartlarını desteklememe şansı çok düşüktür, ancak bu olasılık tamamen ortadan kaldırılamaz. Üreticiler, eski kabloların iyi çalıştığı yeni bir cihazla yeni kablolar satın almalarını sağlamak için genellikle müşterinin bu cehaletini kullanırlar.

Son zamanlarda yapılan büyük bir değişiklik de, çok sayıda yanlış yönlendirme ve karışıklık yaratıldığından HDMI Forum sürüm spesifikasyonunu kaldırdı. HDMI kabloları artık karakteristiklerine göre belirgin şekilde tanımlanmış 5 tipe ayrılabilir. Bunlar Standart HDMI Kablosu, Ethernet'li Standart HDMI Kablosu, Otomotiv HDMI kablosu, Yüksek Hızlı HDMI Kablosu ve Ethernet'li Yüksek Hızlı Kablo'dur. Farklılıkların çoğu hız ve bant genişliği yetenekleridir ve Standart HDMI kablosu bunların en sık karşılaşılan kategorisidir.

Pin Düzeni

RESİM 6: 19 Pinli Yapılandırma

Bu (Tip A) HDMI konektöründe 19 pin yapılandırması kullanılır. Yukarıda gösterilen resimde, konektörün iç duvarlarında pin çıkışları olduğunu fark edebiliriz. Üst bölümün pinleri 1, 3, 5… 19 olarak numaralandırılırken alt bölümün pimleri 2, 4, 6… 18 olacaktır. Konektör bir düzleme düzleştirilirse, pim düzenlemesi, alt pimler üst pimler arasında sıkıca oturacak ve numaralandırma 1,2,3,4,5… 19 gibi olacaktır. Pinler, aşağıdaki tablodaki gibi işlevlerine göre tanımlanabilir.

S.No	HDMI Pin Numarası	Fonksiyon	Ek Yorumlar
1.	A Grubu (Pin 1-3), Grup B (Pin 4-6), C Grubu (Pin 7-9)	Bu pinler Geçiş Minimize Edilmiş Diferansiyel Sinyallemeye (TMDS) yardımcı olur. TMDS sinyalleri için her grupta pozitif (1, 4, 7), negatif (pin 3, 6, 9) ve toprak (pin 2, 5, 8) olarak hizmet veren 3 pin bulunur.	Bu teknoloji, sinyal iletim hızını artırır ve sinyaller arasındaki paraziti en aza indirir. TMDS sinyalleri görsel ve işitsel verileri aynı anda taşıyabilir.
2.	Grup D (Pin 10-12)	Bu pin grubu, TMDS'de gönderilen sinyallerin senkronizasyonuna yardımcı olur, böylece bilgi, iletim hızı yüksek olsa bile en iyi ve hassas bir şekilde aktarılır.
3.	Pin 13 CEC (Tüketici Elektroniği Kanalı)	Bağlı cihazlar arasında bir iletişimci görevi görür, böylece iki yönlü bir kontrol veri yolu görevi görür.	HDMI yapılandırmalarında isteğe bağlı bir özelliktir
4.	Pin14	Gelecekteki amaçlar için yedek olarak tutulur
5.	Pin 15 DDC (Görüntü Veri Kanalı)	Çıkış HDMI aygıtının giriş HDMI aygıtına veri göndermesini sağlamak için kullanılır.	Bu sayede cihazlar video ve ses çıkış formatı açısından senkronize edilir.
6	İğne 16 EDID (Genişletilmiş Ekran Bilgi Verileri)	Kaynak ve hedef cihazı çıkış kalitesi açısından senkronize etmek için kullanılır.	Örneğin, ekran 1080p veya 720p ve ses 2.1 veya 5.1 ses olmalıdır vb. Tüm cihazlar EDID üzerinden senkronize edilir.
7	Pin 17	İçlerinden iletilen istenmeyen sinyaller için zemin görevi görerek DDC ve CEC kanalları için bir koruma sağlar
8	Pin 18	5V'luk HDMI kablosuna güç sağlamaktan sorumludur.
9	Pin 19 (Çalışırken Takılabilir Tespit)	Tesisler kullanıcı için basit tak ve çalıştır tesisleri.

Tablo 1: HDMI Kablosunun 19 Pininin Her Birinin İşlevlerini Gösteren Tablo

Kablolama

RESİM 7 - HDMI Kablosunun Bakır Kablolarının Altında Kalın Plastik Kaplama ve Alüminyum Mylar Katmanının Görüntüsü

RESİM 8 - HDMI Kablo Tellerinin Görüntüsü

Yukarıdaki resimlerde kalın plastik kaplama ve kablonun tellerinin döşendiği Alüminyum Mylar katmanı gösterilmektedir. Toplam 19 kablo arasında TMDS için her biri TMDS saati için birer adet olmak üzere üç kablo seti bulunmaktadır. Bunlar çok telli blendajlı bükümlü çift kablolardır ve ayrı alüminyum kılıflarla kaplıdır. Toplamda, tellerin çoğu için 3 koruma katmanı vardır.

Dahili kablolarda renk kodlaması yoktur, böylece bağlantıları kolaylaştırır. Bununla birlikte, lehimleme sırasında, tellerin başladığı diğer konnektörün aynı pin numarasında sonlanmasına dikkat edilmelidir. Teller bakırdan yapılmıştır ve yüksek hızlı iletişim sağlamak için azot enjekte edilmiş dielektrik katman, uzun ömürlülüğü artırmak için bu tellerin oksidasyonunu önlemek için kullanılır.

Uzunluk, HDMI yapılandırmasının da kritik bir boyutunu oluşturur ve yalnızca belirli uzunluklar HDMI sertifikalıdır. Burada alınan 1.5m HDMI kablosu. 5 m ve daha uzun kablolar da mevcuttur. HDMI kablolarının dahili kablolaması yüksek kaliteli malzemeler gerektirdiğinden, kablo maliyeti uzunlukla birlikte artar. Diğer pasif bağlantı hatları gibi HDMI kabloları, maksimum çalışma uzunluğu kısıtlamasıyla karşılaşır, bu da kablodan belirli bir mesafe kat ettikten sonra sinyalin zayıflamaya başladığı anlamına gelir. Kablonun uzunluğu için resmi bir sınır olmamasına ve uygunluk testine ve sertifikasyonuna tabi olmasına rağmen, yüksek sinyal zayıflaması nedeniyle daha uzun HDMI kablolarından kaçınılır. HDMI'da iletilen veriler dijital sinyaller olsa da, yüksek kalite gereksinimleri 50 feet (yaklaşık 15 metre) ve üstü gibi daha uzun mesafeler için güçlendirici gereksinimini gerektirir.

Sonuç olarak, HDMI kabloları, yüksek kaliteli video ve ses uygulamaları için günümüzün en verimli çözümlerinden biridir. Eğlence endüstrisinde, pazarda yaygın olarak kabul gören bir standarttır ve tüm dünyadaki kullanıcılar tarafından yaygın olarak tercih edilmektedir.

Ekonomik bir çözüm olarak HDMI, bilgisayarlarda, televizyonlarda, disk oynatıcılarda ve hatta cep telefonlarında bulunan birkaç özellikten biridir. Ethernet ve 3D gibi daha fazla geliştirmenin dahil edilmesiyle HDMI, kesinlikle dünyanın çok yönlü bir arayüz standardı haline gelmek için hızlı adımlar atıyor.  

KAYNAK: EngineersGarage