واجهات وموصلات الصوت والفيديو

موصلات الصوت وموصلات الفيديو هي موصلات كهربائية أو بصرية لنقل إشارات الصوت أو الفيديو . تحدد واجهات الصوت أو واجهات الفيديو المعايير الفيزيائية وتفسير الإشارات. بعض الموصلات والواجهات تنقل الصوت فقط أو الفيديو فقط، بينما ينقل البعض الآخر كليهما .

بالنسبة للصوت والفيديو الرقميين ، يمكن اعتبار ذلك بمثابة تحديد للطبقة الفيزيائية ، وطبقة ربط البيانات ، ومعظم أو كل طبقة التطبيق . أما بالنسبة للصوت والفيديو التناظريين، فتُمثَّل هذه الوظائف جميعها في مواصفات إشارة واحدة مثل نظام NTSC أو إشارة تشغيل السماعات المباشرة للصوت التناظري.

تشمل الخصائص الفيزيائية للمعدات الكهربائية أو البصرية أنواع وعدد الأسلاك المطلوبة، والفولتية، والترددات، وشدة الضوء، والتصميم الفيزيائي للموصلات. وتحدد تفاصيل طبقة ربط البيانات كيفية تغليف بيانات التطبيق (على سبيل المثال، للمزامنة أو تصحيح الأخطاء ). وتحدد تفاصيل طبقة التطبيق تنسيق الصوت أو الفيديو الفعلي المُرسَل، وغالبًا ما تتضمن برامج ترميز غير خاصة بالواجهة، مثل PCM أو MPEG-2 أو برنامج ترميز DTS Coherent Acoustics . في بعض الحالات، تُترك طبقة التطبيق مفتوحة؛ على سبيل المثال، يحتوي HDMI على قناة إيثرنت لنقل البيانات بشكل عام.

تُستخدم بعض أنواع الموصلات في واجهات أجهزة متعددة؛ فعلى سبيل المثال، تُستخدم موصلات RCA في كلٍ من واجهات الفيديو المركب والفيديو المكون ، بينما تُعد DVI الواجهة الوحيدة التي تستخدم موصل DVI. وهذا يعني أنه في بعض الحالات، قد لا تعمل جميع المكونات ذات الموصلات المتوافقة فيزيائيًا معًا.

تستخدم موصلات الصوت والفيديو التناظرية في كثير من الأحيان كابلات محمية لمنع تداخل الترددات اللاسلكية (RFI) والضوضاء .

الواجهات وموصلاتها

واجهة المستخدمالموصلات
صوت أو فيديورقمي أو تناظريوصف
صوت فقطتناظريغالباً ما يكون هذا المنفذ غير مُعلّم على أجهزة الصوت الاستهلاكية نظراً لشيوعه، أو يُشار إليه برمز سماعات الرأس أو بعبارة "مخرج خط". تستخدم أجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة أحياناً نظام ترميز الألوان الخاص بشركة مايكروسوفت وإنتل ، خاصةً عند وجود منافذ إدخال/إخراج متعددة. موصل RCA صغير TRS مقاس 3.5 مم
صوت متوازنمقبس صوت TRS مقاس 6.35  مم (زوج ملتوي محمي)، XLR (زوج ملتوي محمي)
رقميS/PDIF (تنسيق الربط الرقمي بين سوني/فيليبس). عبر كابلات محورية أو بصرية.مقبس RCA (محوري)، TOSLINK (بصري)، BNC (نادر)
AES3 (المعروف أيضًا باسم AES/EBU)مقبس RCA (محوري)، XLR (زوج ملتوي محمي)، TOSLINK (بصري)، BNC
ماديBNC (محوري)، ST (بصري)
فيديو فقطتناظريمصفوفة رسومات الفيديو (VGA)موصل فرعي مصغر ذو 15 سنًا
المركب . غالبًا ما يتم تحديده بالاختصار CVBS، والذي يعني "اللون، الفيديو، الفراغ والمزامنة".مقبس RCA ، عادةً ما يكون لونه أصفر (غالباً ما يكون مصحوباً باللونين الأحمر والأبيض لقناتي الصوت اليمنى واليسرى على التوالي)
S-Video (فيديو منفصل). ينقل الفيديو ذو الدقة القياسية ولا ينقل الصوت على نفس الكابل.Mini-DIN 4-pin
المكون . في الاستخدام الشائع، يشير إلى نوع من معلومات الفيديو التناظرية التي يتم إرسالها أو تخزينها كثلاث إشارات منفصلة. إما واجهات RGB أو YPbPr3 منافذ RCA
الفيديو المركب ، والفيديو S ، والمكوناتVIVO = Mini-DIN 9-pin مع كابل توصيل.
رقمي وتناظريواجهة العرض الرقمية (DVI)موصل DVI
فيديو وصوتتناظريSCART (Peritel)SCART
رقميواجهة الوسائط المتعددة عالية الوضوح (HDMI)، BNCموصل HDMI
منفذ العرضموصل منفذ العرض
HDBaseTموصل 8P8C
IEEE 1394 "FireWire"موصلات FireWire أو i.LINK

إشارات متعددة

تم تصميم العديد من معايير الاتصال الرقمي العامة لنقل بيانات الصوت/الفيديو بالإضافة إلى البيانات الأخرى والطاقة:

  • صُمم منفذ USB ليكون موصلاً واحداً يدعم جميع الاحتياجات، بما في ذلك البيانات العامة، والصوت/الفيديو، والطاقة، وغير ذلك؛ ويُعد بروتوكول DisplayLink أنجح بروتوكولات الصوت والفيديو. وحتى إصدار النسخة 3.0، كانت معدلات نقل البيانات المنخفضة للغاية تعني أن معظم أنظمة الصوت والفيديو تحتاج إلى موصلات بديلة.
  • يمكن لـ USB-C نقل بروتوكولات USB 3.1 و DisplayPort و Thunderbolt و HDMI و MHL بشكل مباشر ، مع إمكانية نقل الطاقة والصوت والعديد من البروتوكولات الأخرى.
  • يُعدّ Thunderbolt خليفةً لتقنية FireWire، وهي وصلة بيانات عامة عالية السرعة ذات استخدامات محددة للصوت والفيديو. يستخدم Thunderbolt 3 الأحدث منفذ USB-C، مع العلم أن ليس كل منافذ USB-C متوافقة مع Thunderbolt.
  • FireWire عبارة عن وصلة بيانات عامة بمعايير الصوت/الفيديو المستخدمة في كاميرات الفيديو (خاصة MiniDV )، ومعدات الصوت والفيديو المتطورة للاستوديوهات.
  • ينقل منفذ DisplayPort الصوت والفيديو الرقميين، بالإضافة إلى المعلومات المساعدة، جنبًا إلى جنب مع نظيره Mini DisplayPort .
  • موصل إرساء ذو ​​30 سنًا ، وهو قاعدة إرساء لأجهزة Apple iPod وiPhone وiPad، وخليفتها Lightning
  • موصل شاشة أبل (ADC)، موصل شاشة أبل الذي توقف إنتاجه الآن
  • يدعم الإيثرنت باستخدام الموصلات المعيارية الصوت عبر الإيثرنت ، والصوت عبر بروتوكول الإنترنت ، وتلفزيون بروتوكول الإنترنت ، وغيرها من تنسيقات الوسائط المتعددة الرقمية.

صُممت بعض معايير الاتصال الرقمي منذ البداية لنقل إشارات الصوت والفيديو في وقت واحد بشكل أساسي:

تحتوي العديد من الموصلات التناظرية على كليهما:

S/PDIF

S/PDIF هو تنسيق صوتي فقط يتم نقله عبر كابل محوري كهربائي (مع مقابس RCA ) أو ألياف بصرية ( TOSLINK ).

تجدر الإشارة إلى أنه لا توجد فروق في الإشارات المنقولة عبر موصلات S/PDIF الضوئية أو المحورية ، فكلاهما يحمل نفس المعلومات تمامًا. ويعتمد اختيار أحدهما على الآخر بشكل أساسي على توفر الموصلات المناسبة في الجهاز المُختار، وعلى تفضيل المستخدم ومدى سهولة استخدامه. أما التوصيلات التي يزيد طولها عن 6 أمتار تقريبًا، أو تلك التي تتطلب انحناءات حادة، فيُفضل استخدام الكابل المحوري، نظرًا لأن التوهين العالي لإشارة الضوء في كابلات TOSLINK يحد من مداها الفعال.

HDMI

منفذ HDMI من النوع A

واجهة الوسائط المتعددة عالية الوضوح (HDMI) هي معيار صوتي/مرئي مضغوط لنقل البيانات الرقمية غير المضغوطة.

توجد ثلاثة أنواع من موصلات HDMI. تم تحديد النوعين A وB وفقًا لمواصفات HDMI 1.0، بينما تم تحديد النوع C وفقًا لمواصفات HDMI 1.3. يتوافق النوع A كهربائيًا مع وصلة DVI-D أحادية، بينما يتوافق النوع B كهربائيًا مع وصلة DVI-D ثنائية، ولكنه لم يُستخدم بعد في أي منتجات.

IEEE 1394 "FireWire"

موصلات ألفا فاير واير 400 ذات 6 دوائر و 4 دوائر

IEEE 1394 (المعروف باسم "FireWire") هو بروتوكول نقل بيانات رقمي يستخدم عادة للكاميرات الرقمية (شائع في كاميرات الفيديو MiniDV)، ولكنه يستخدم أيضًا لنقل بيانات الكمبيوتر وبيانات الصوت.

على عكس الاتصالات من نقطة إلى نقطة المذكورة أعلاه، فإن معيار IEEE 1394 قادر على استضافة عدة إشارات على نفس السلك، مع تسليم البيانات وعرضها على جهاز الوجهة. كما أنه ثنائي الاتجاه بالكامل، حيث يتم استخدام عرض النطاق الترددي الكامل في اتجاه واحد أو آخر، أو تقسيمه إلى اتجاهين حتى الحد الأقصى. [ 1 ]

منفذ العرض

موصل خارجي (جانب المصدر) على لوحة الدوائر المطبوعة
موصل خارجي (جانب المصدر) على لوحة الدوائر المطبوعة

DisplayPort هو معيار واجهة عرض رقمية (تمت الموافقة عليه في مايو 2006، الإصدار الحالي 1.4 نُشر في 1 مارس 2016). وهو يُعرّف وصلة صوت/فيديو رقمية جديدة مجانية الترخيص، مصممة للاستخدام بشكل أساسي بين جهاز كمبيوتر وشاشة العرض الخاصة به، أو بين جهاز كمبيوتر ونظام مسرح منزلي.

إشارة الفيديو غير متوافقة مع DVI أو HDMI ، ولكن يمكن لموصل DisplayPort تمرير هذه الإشارات. يُعد DisplayPort منافسًا لموصل HDMI، وهو الموصل الرقمي الأكثر شيوعًا لأجهزة الإلكترونيات الاستهلاكية عالية الدقة.

موصلات الصوت

تُستخدم موصلات الصوت لنقل الترددات الصوتية . ويمكن أن تكون تناظرية أو رقمية .

تشمل الموصلات أحادية السلك المستخدمة بكثرة للصوت التناظري ما يلي:

موصلات متعددة الموصلات:

  • يُستخدم جهاز DB25 لتسجيل المسارات المتعددة وغيرها من أنواع الصوت متعدد القنوات، سواءً كان تناظريًا أو رقميًا.
  • موصلات DIN وموصلات mini-DIN
  • موصلات يورو بلوك ( Euroblock ) أو موصلات فينيكس (Phoenix)، وهي موصلات طرفية لولبية تُستخدم لإشارات الصوت والتحكم.
  • موصلات RCA ، والمعروفة أيضًا باسم موصلات فونو أو مقابس فونو ، تُستخدم للصوت التناظري أو الرقمي أو الفيديو التناظري
  • موصلات سبيكون من شركة نيوتريك لمكبرات الصوت
  • يُعرف موصل الهاتف أيضًا باسم موصل الطرف والحلقة والكم (TRS) أو قابس الطرف والكم، أو قابس الهاتف، أو قابس المقبس، أو مقبس صغير، أو مقبس ستيريو صغير. ويشمل ذلك مقبس 6.35 مم (ربع بوصة) الأصلي، والمقابس الأحدث والأكثر شيوعًا 3.5 مم (مصغر أو 1/8  بوصة) و2.5 مم (صغير جدًا)، بنوعيها أحادي وستيريو (متوازن). [ 2 ]
  • موصلات XLR ، والمعروفة أيضًا باسم مقابس كانون ، تستخدم للصوت التناظري أو الرقمي المتوازن مع خط متوازن .

واجهات الصوت الرقمية ووصلاتها:

موصل الهاتف

موصلات هاتف أحادية 2.5  مم (3/32 بوصة) (TS)،  وأحادية وستيريو 3.5 مم (1/8 بوصة) (TRS)،  وستيريو 6.3 مم (1/4 بوصة) (TRS)

موصل الهاتف ( طرف، حلقة، غلاف) يُسمى أيضًا مقبس الصوت، أو قابس الهاتف، أو قابس المقبس، أو قابس الاستريو، أو المقبس الصغير، أو الاستريو المصغر. يشمل ذلك  مقبس 6.35 مم الأصلي (ربع بوصة) والمقابس الأحدث 3.5  مم (مصغر أو 1/8  بوصة) و2.5  مم (صغير جدًا)، بنوعيها أحادي وثنائي. كما توجد موصلات بنتاكون 4.4  مم .

DIN

موصل DIN ذكر بخمسة دبابيس بزاوية 180 درجة

موصل DIN هو موصل تم توحيده في الأصل بواسطة Deutsches Institut für Normung (DIN). Mini-DIN هو شكل مختلف.

بي إن سي

موصل BNC ذكر 50 أوم

موصل BNC هو نوع شائع جدًا من موصلات الترددات اللاسلكية المستخدمة لإنهاء الكابل المحوري.

كابل TOSLINK شفاف بموصل دائري

نظام TOSLINK أو الكابل البصري هو نظام توصيل ألياف بصرية قياسي.

XLR

موصلات كابل XLR3، أنثى على اليسار وذكر على اليمين

تُستخدم موصلات ومقابس XLR بشكل أساسي في تطبيقات كابلات أجهزة الصوت والفيديو الاحترافية. تُعرف موصلات XLR أيضًا باسم موصلات كانون نسبةً إلى الشركة المصنعة الأصلية. وهي تُستخدم لنقل الصوت التناظري أو الرقمي المتوازن عبر خط متوازن.

تستخدم واجهات الصوت الرقمية والوصلات البينية المزودة بواجهة AES/EBU عادةً موصل XLR.

آر سي إيه

مقابس RCA للفيديو المركب (الأصفر) والصوت الاستريو (الأبيض والأحمر)

تُستخدم موصلات RCA ، المعروفة أيضًا باسم موصلات الفونو أو مقابس الفونو ، لنقل الصوت التناظري أو الرقمي أو الفيديو التناظري. وقد استُخدمت لأول مرة داخل أجهزة الراديو الفونوغراف التي صُنعت قبل الحرب العالمية الثانية لتوصيل لاقط القرص الدوار بهيكل الراديو. لم يكن من المُصمم لها أن تُفصل وتُوصل بشكل متكرر، وكان احتكاكها كافيًا تمامًا للغرض الأصلي منها. علاوة على ذلك، صُمم كل من الكابل وموصلات الهيكل لتقليل التكلفة إلى أدنى حد. في البداية، كان قابس RCA مُخصصًا لتوصيلات الترددات الصوتية فقط، ولكنه استُخدم أيضًا للفيديو المركب التناظري وتطبيقات الترددات اللاسلكية غير الحساسة.

موصلات الفيديو

موصل VGA

موصلات الفيديو تنقل إشارات الفيديو فقط . ومن موصلات الفيديو الشائعة ما يلي:

ميني دين

موصل mini-DIN ذو 4 دبابيس لـ S-Video

موصلات Mini-DIN هي عائلة من الموصلات الكهربائية متعددة الأطراف تُستخدم في تطبيقات متنوعة. يشبه Mini-DIN موصل DIN الأكبر والأقدم . وكلاهما معياران من معايير المعهد الألماني للتوحيد القياسي (Deutsches Institut für Normung).

D-subminiature

موصلات بأحجام DA وDB وDC وDD وDE

موصل D-subminiature أو D-sub هو نوع شائع من الموصلات الكهربائية، ويُستخدم بشكل خاص في أجهزة الكمبيوتر. كان مصطلح "sub-miniature" مناسبًا عند ظهوره لأول مرة، ولكنه اليوم من بين أكبر الموصلات الشائعة الاستخدام في أجهزة الكمبيوتر. يُستخدم موصل DB25 لتسجيل الصوت متعدد المسارات ، وغيره من أنواع الصوت متعدد القنوات، سواءً كان تناظريًا أو رقميًا ( واجهة ADAT (DB25))، وكان الموصل القياسي لتوصيل طابعات الكمبيوتر المتوافقة مع IBM قبل شيوع استخدام USB وغيرها من التوصيلات. ويوفر ثمانية مسارات بيانات متزامنة للطابعة.

فيديو داخل الفيديو خارج الفيديو

بطاقة رسومات مزودة بمنافذ VIVO وDVI وVGA
كابل مقسم VIVO بستة موصلات. من اليسار إلى اليمين: مدخل S-Video، مخرج Component P b ، مخرج Component P r ، مخرج Component Y/مخرج Composite، مدخل Composite، مخرج S-Video

يُعد منفذ Video In Video Out ، والذي يُشار إليه عادةً بالاختصار VIVO (ويُنطق عادةً vee-voh)، منفذًا لبطاقة الرسومات يسمح لبعض بطاقات الفيديو بنقل الفيديو ثنائي الاتجاه (الإدخال والإخراج) من خلال Mini-DIN ، وعادةً ما يكون من النوع ذي 9 دبابيس، وكابل تقسيم متخصص (والذي يمكنه أحيانًا نقل الصوت أيضًا).

يوجد منفذ VIVO بشكل أساسي في بطاقات الفيديو المتطورة من ATI ، مع وجود بعض بطاقات الفيديو المتطورة من NVIDIA أيضًا. يدعم VIVO في هذه البطاقات عادةً مخرجات Composite و S-Video و Component ، ومدخلات Composite وS-Video. بينما تدعم العديد من بطاقات الفيديو الأخرى مخرجات Component و/أو S-Video فقط، وذلك لتكملة منفذ DVI ( مصفوفة الرسومات المرئية )، باستخدام كابل Component وكابل S-Video.

موصل DVI

رموز الألوان

صوتي

كابل RCA/TS أبيضصوت تناظري، قناة يسرى؛ وأيضًا أحادي (RCA/TS)، ستيريو (TRS فقط)، أو غير محدد/أخرى
أسود RCA/TS/TRS
رمادي RCA/TS/TRS
RCA/TS أحمرالصوت التناظري، القناة اليمنى
كابل RCA برتقاليالصوت الرقمي S/PDIF

لأجهزة الكمبيوتر:

سلك TRS أخضر 3.5  مممخرج ستيريو، قنوات أمامية
أسود TRS 3.5  مممخرج ستيريو، قنوات خلفية
رمادي TRS 3.5  مممخرج ستيريو، قنوات جانبية
TRS ذهبي 3.5  مممخرج مزدوج، مكبر صوت مركزي ومضخم صوت
TRS أزرق 3.5  مممدخل ستيريو، مستوى الخط
TRS وردي† 3.5  مممدخل ميكروفون أحادي
† على الرغم من أن مدخل الميكروفون عادةً ما يكون أحاديًا، إلا أنه لا يزال مقبس هاتف TRS . العديد من ميكروفونات الكمبيوتر أحادية الصوت مزودة بمقابس TRS. الطرف مخصص للميكروفون والحلقة مخصصة للطاقة (لتشغيل ميكروفون مكثف إلكتروني).

هناك استثناءات لما سبق:

دليل تصميم نظام الكمبيوتر الشخصي (صوتي)

لم تكن بطاقات الصوت القديمة مزودة برموز ألوان قياسية موحدة حتى بعد إصدار PC  99. يُعد دليل تصميم نظام الكمبيوتر الشخصي (المعروف أيضًا باسم مواصفات PC  97، أو PC  98، أو PC  99، أو PC  2001) سلسلة من متطلبات وتوصيات تصميم الأجهزة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية المتوافقة مع IBM PC، وقد جمعتها شركتا مايكروسوفت وإنتل خلال الفترة 1997-2001.  وقد قدم إصدار PC 99 رمزًا لونيًا لأنواع المقابس والموصلات القياسية المختلفة المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

فيما يلي رموز الألوان الخاصة بمقابس الصوت: [ 3 ]

 وردي / 701Cمدخل صوت الميكروفون التناظري (أحادي أو ستيريو).
 أزرق فاتح / 284 درجة مئويةمدخل صوتي تناظري بمستوى خطي .
 أخضر ليموني / 577 درجة مئويةمخرج صوت تناظري بمستوى خطي.
 برتقالي / 157 درجة مئويةمخرج صوت تناظري للسماعة المركزية ومضخم الصوت
 بني / 4645Cمخرج صوت تناظري لمكبرات الصوت "من اليمين إلى اليسار".
 ذهبي / 131 درجة مئويةMIDI / لعبة
† على الرغم من أن الإدخال غالبًا ما يكون أحاديًا، إلا أن الموصل الفعلي عادةً ما يكون مقبسًا صغيرًا ثلاثي الموصلات من نوع TRS. تحتوي العديد من ميكروفونات الكمبيوتر أحادية الصوت على مقابس TRS ثلاثية الموصلات.

فيديو

موصل RCA/BNC أصفرفيديو مركب
RCA/BNC أحمراللون الأحمر أو لون Pr/Cr
موصل RCA/BNC أخضراللون الأخضر أو ​​الإضاءة
RCA/BNC أزرقاللون الأزرق أو لون الرصاص/الرصاص
موصل BNC أبيضمزامنة أفقية
موصل BNC أسودمزامنة عمودية

يتم التعرف على الموصلات الأحدث من خلال شكلها وليس لونها.

تخزين

لتحقيق الكفاءة والبساطة، يستخدم وسيط التخزين نفس الترميز أو اصطلاح الإشارة. على سبيل المثال، يمكن لأشرطة VHS تخزين تمثيل مغناطيسي لإشارة NTSC، وتتضمن مواصفات أقراص Blu-ray ترميزات PCM وMPEG-2 وDTS. ويمكن لبعض أجهزة التشغيل إعادة ترميز الصوت أو الفيديو بحيث لا يشترط أن يكون تنسيق التخزين هو نفسه التنسيق المُرسَل عبر واجهة الصوت/الفيديو (وهو أمر مفيد إذا كان جهاز العرض أو الشاشة لا يدعم ترميزًا أحدث).

انظر أيضاً

مراجع

  1. "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 2011-06-06 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 2010-06-04 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link ) توضيح إمكانيات الأجهزة المتعددة لشبكة IEEE A/V.
  2. "كابلات صوتية 2.5 مم" . مؤرشف من الأصل في 26 سبتمبر 2013.
  3. " الفصل 3: المتطلبات الأساسية لجهاز PC 99". دليل تصميم نظام PC 99 (ملف تنفيذي) . شركة إنتل وشركة مايكروسوفت. 14 يوليو 1999. مؤرشف من الأصل (ملف تنفيذي) في 16 فبراير 2007. تم الاطلاع عليه في 5 فبراير 2009. المتطلب 3.18.3: تستخدم الأنظمة نظام ترميز لوني للموصلات والمنافذ.  ( ملف وورد مضغوط ذاتي الاستخراج )