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Il connettore HDMI

interfaccia digitale e connessioni multimediali

hdmi_idxCiò che la SCART ha rappresentato per il mondo della televisione analogica, viene realizzato oggi dalla connessione digitale HDMI.

High Definition Multimedia Interface, un solo cavo per trasportare segnali video ad alta definizione assieme a numerosi canali audio di elevata qualità. Un cavo con il quale tutti avremo a che fare per connettere tra loro le sorgenti digitali multimediali.

Vediamo da vicino come funziona lo standard e le connessioni HDMI.

Inventata da un gruppo di aziende nel settore Consumer Electronics (sotto il marchio HDMI.org) , l’interfaccia HDMI permette di sfruttare al meglio le caratteristiche dei monitor ad alta definizione e delle sorgenti digitali, in modo semplice e sicuro. La semplicità di connessione è garantita da un sistema di comunicazione tra i dispositivi, attraverso lo stesso cavo HDMI. I monitor e le sorgenti audiovisive, dialogano tra loro e si scambiano informazioni sul formato da visualizzare, il tipo di video e di audio, il numero e il tipo di apparati connessi, ecc. Inoltre, l’interfaccia HDMI è compatibile con lo standard DVI, usato nel settore informatico, che trasporta solo segnali video senza audio.

In pratica è possibile un controllo multiplo di numerose sorgenti di segnale a partire da un solo dispositivo, con la migliore qualità disponibile, senza configurazione manuale. Anche lo stato acceso/spento di un dispositivo può essere controllato via interfaccia HDMI. Il concetto di Plug & Play applicato alla multimedialità di alto livello.

Tra le caratteristiche dell’interfaccia, la protezione anti copia dei segnali ad alta definizione. Il sistema HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) viene utilizzato per criptare le informazioni tra sorgente e monitor, in modo da impedire la registrazione da parte degli utenti. Se un dispositivo che usa HDCP viene connesso a un monitor che non rispetta lo standard, il segnale viene automaticamente degradato al livello di un comune DVD.

I cavi HDMI sono abbastanza compatti e usano un connettore semplice da maneggiare. Esistono 4 tipi di connettore di tipo maschio e femmina, progettati per esigenze specifiche.

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  • Il più usato è il TIPO A che possiede 19 contatti ed è presente su quasi tutti i moderni TV digitali (dimensioni: circa 14 x 4,5 mm)
  • Il TIPO B è la versione estesa con 29 contatti, non molto diffuso, usato per i segnali ad altissima definizione (dimensioni: circa 21 x 4,5 mm)
  • Il TIPO C ha gli stessi 19 contatti del connettore standard di tipo A, ma è più piccolo, usato per i dispositivi portatili e compatti (dimensioni: circa 10,5 x 2,5 mm)
  • Il TIPO D è una novità recente, viene chiamato Micro HDMI e ha dimensioni simili al connettore Micro-USB, adatto per telefoni smartphone, microcomputer, ecc. (dimensioni: circa 6,5 x 3 mm)

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Per trasportare segnali dell’ordine dei Gigabit al secondo occorre tenere sotto controllo le interferenze elettromagnetiche. Il segreto per contenere le dimensioni e il costo dei cavi è racchiuso nel sistema di trasmissione dei segnali, che permette di usare comuni cavetti intrecciati (del tipo usato nelle LAN con l’interfaccia Ethernet) con una schermatura leggera. Per limitare il crosstalk (cioè il passaggio di una parte di segnale tra un cavo e un altro) tra i segnali che transitano nel cavo, viene usato il sistema TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) un metodo per ridurre al minimo le transizioni tra 0 e 1 presenti nei flussi digitali (flussi binari, formati da sequenze di zero e uno).

Ma quanto può essere lungo un cavo HDMI? In generale una lunghezza di 5 m rappresenta il limite per evitare malfunzionamenti. Esistono cavi di qualità migliore che permettono di arrivare fino a 10-15 metri, ma il loro costo sale notevolmente.

In alternativa, per coprire distanze maggiori, si possono usare i ripetitori di segnale HDMI, che amplificano e ripuliscono i segnali. Occorre fare attenzione ad acquistare un ripetitore di segnale HDCP-compliant, cioè compatibile con il meccanismo di protezione anticopia, per evitare la brutta sorpresa di ottenere un segnale degradato.

av_hdmi_receiverCome per le interfacce USB, sono disponibili anche gli HUB HDMI, dispositivi che moltiplicano il numero di porte HDMI disponibili, a partire da una connessione principale. Gli HUB sono dotati di telecomando, in modo da selezionare le varie sorgenti di segnale.

Molti sistemi di amplificazione audio-video, hanno già una serie di ingressi HDMI, per connettere diversi flussi digitali.

Le connessioni dei dispositivi HDMI prevedono l’uso di tre canali indipendenti (TMDS CHANNEL 0, 1 e 2) per ogni componente di colore RGB. Assieme ai segnali video viaggiano anche i canali audio, fino a 8, secondo le attuali specifiche. Tutti i segnali sono digitali non compressi, per una esperienza multimediale senza compromessi. Il protocollo HDMI supporta tutti i principali standard televisivi e può adattarsi a numerose configurazioni di segnale. Tra le varie opzioni è importante il SACD per l’audio di altissima qualità. Anche i computer dotati di interfaccia HDMI possono connettersi tranquillamente ai monitor digitali HDMI, in questo caso la risoluzione video viene impostata automaticamente.hdmi_pinout

Oltre ai segnali audio-video, sono presenti due connessioni per il dialogo tra i dispositivi. Il CEC (Consumer Electronics Control) permette di inviare comandi a tutti i dispositivi interconnessi, a partire da un unico dispositivo di controllo. Il DDC (Display Data Channel) è un BUS che serve a comunicare le caratteristiche tecniche dei monitor, ai vari dispositivi HDMI, in modo da scegliere la risoluzione video e la qualità migliore.

Il contatto HOT PLUG, serve a rilevare l’inserimento o la disconnessione di un dispositivo, in modo da avere sotto controllo tutte le unità digitali attive.

Dalla figura, relativa a un connettore di Tipo A,  si possono osservare anche le schermature GND (Ground), per i vari gruppi di contatti.

Uno dei pregi della tecnologia HDMI è la continua evoluzione delle sue caratteristiche tecniche. A partire dal 2002, quando è stata rilasciata la versione 1.0 delle specifiche tecniche, sono state introdotte nuove funzionalità e la risoluzione video è aumentata di continuo. La versione 1.4, prevede una risoluzione video di ben 4096 x 2160 pixel, con una velocità dei dati fino a oltre 10 Gbit/s.

Ci sarebbe molto da scrivere, per apprezzare a fondo le possibilità di interconnessione e di controllo offerte dalla interfaccia HDMI, dai sistemi domestici ai moderni teatri digitali. Attendo i vostri commenti e suggerimenti.

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  1. 29 marzo 2010 a 14:21 | #1

    Guida di grande dettaglio tecnico, complimenti. Mi è utile per studiare l’argomento per il mio sito.

  1. 18 novembre 2009 a 11:31 | #1
  2. 18 novembre 2009 a 11:51 | #2
  3. 18 novembre 2009 a 11:53 | #3
  4. 3 dicembre 2009 a 20:23 | #4