Наши телефоны:

(050) 1000 162

(096) 1715 520

Перезвоните мне

22 мая 2018

Как выбрать hdmi кабель и почему это важно?

В нашей повседневной «кабельной» работе бывают запросы и на ремонт hdmi кабелей, благодаря чему у нас накопился опыт по ситуациям, в которых ремонт hdmi кабеля оказывается необходим. А по вопросам наших клиентов, которые только выбирают hdmi кабель у нас накопился список распространенных вопросов, на которые мы готовы ответить тем людям, у которых только сейчас возникла необходимость приобретения кабеля HDMI.

В нашей практике была ситуация, когда мы были на одном объекте 2 раза (при этом мы были вторыми ремонтниками) – вначале мы обрезали кабель со стороны ресивера, максимально укоротили его и поменяли разъем, а во второй раз – максимально укоротили и заменили разъем уже со стороны телевизора. Проблема была одна – рассинхронизация звука и изображения, провалы звука. Но варианты дорогостоящего ремонта были единственным выходом, потому что были допущены грубые ошибки на стадии прокладки кабеля:

  • кабель был обычным китайским кабелем с рынка.
  • кабель был вмурован в стену, а не проложен в кабель-канале.

В результате нашего ремонта проблемы со звуком ушли, но вот тот «снег» и невозможность включения большого разрешения, присущие плохому кабелю – остались.

HDMI кабели это серьезные цифровые кабели, не прощающие ощибок в разработке и производстве. Мы неоднократно видели китайские кабели «в разрезе» и можем утверждать – они дешевле качественных кабелей по вполне понятным причинам – в таких кабелях экономят на всем – начиная от материала hdmi разъема, продолжая количеством (!) проводников в кабеле (да, китайцы умудряются выбрасывать «лишние» провода) и их сечением и заканчивая фрагментарностью экранирования кабеля и качеством внешней изоляции кабеля. Посмотрите сами – общая толщина кабелей (слева – hdmi кабель Supra HD5, справа – «обычный китайский кабель»):

А здесь можно хорошо рассмотреть из чего же сделаны кабели: шведский кабель сделан из толстых медных моножильных проводников в многослойных индивидуальных экранах, а представитель китайской команды – из тоненьких жилок в бедной экранировке и …бумажного наполнителя :) :

Но ведь в магазине у Вас нет возможности разрезать кабель и заглянуть внутрь. А даже если так и было бы возможно, то как понять – достаточно ли сечения для передачи 4К сигнала?

«Почему мой старый HDMI кабель не подойдет для нового телевизора?»

Он подойдет – ведь новые стандарты HDMI имеют обратную совместимость. Но вот использовать «старый» кабель можно будет только со «старым» контентом. Если Вы не хотите использовать возможности Вашего нового телевизора, то старый кабель подойдет. Но он проектировался для старого стандарта, а главное – для «старой» полосы пропускания – поток информации в новых форматах (4К разрешении, многоканальном звуке) вырос в разы, на что старые кабели и не были расчитаны. Помимо этого, для некоторых новых функций (обратный аудио канал) использованы дополнительные пары в кабеле, которых просто физически нет в старых.

Но если на эти распространенные вопросы мы привыкли отвечать, то для более глубоких вопросов нужны ответы от инженеров-разработчиков. Потому мы в рамках прошедшей в Мюнхене выставки и задали узкоспециальные вопросы шведским инженерам, которые и занимаются цифровыми кабелями Supra Cables, в том числе и HDMI. Ответы дают более глубокое представление процессов, проходящих с сигналом внутри hdmi кабеля в частности, а в общем - отвечают на вопрос «А зачем мне платить больше за кабель другого производителя?»

Как зависит скорость (полоса пропускания сигнала) HDMI от сечения проводников в парах?

Полоса пропускания связана с площадью поперечного сечения лишь опосредовано - прямой зависимости между потерями сигнала в кабеле и сечением нет. Наиболее вредоносной характеристикой свойством является емкость в кабеле. Емкость также является комплексной величиной - она зависит и от размера проводника и расстояния между проводящими парами и экраном и изоляционных свойств. На HDMI частотах скин-эффект выражен больше, т.е. сигнал проходит вблизи поверхности проводника. Изоляция проводника действует как губка и заряжается, когда сигнал нарастает и разряжается, пока сигнал падает. На рисунке ниже изображена схематическая волновая форма с указанным емкостным эффектом при изначальной прямоугольной форме входного сигнала.

Как видим, в результате появления емкости, прямоугольная волна на выходе деформируется и не будет нарастать от 0 до 1 моментально, а будет нарастать с задержкой. Но так как полоса передачи широкая, то на разных частотах влияние на полезный сигнал является разным. На рисунке ниже вы видите, как кабель влияет на цифровой сигнал на разных частотах.

С ростом сечения сопротивление R будет ниже, а емкость C будет заряжаться несколько быстрее. Но все равно C будет продолжать деформировать прямоугольную волну на более высокой частоте. Задержка времени - это то, что мы называем джиттером. Проблема, которую получает приемник, заключается в том, чтобы правильно интерпретировать когда сигнал идет от 0 до 1 и наоборот. Общий выходной уровень с расстоянием будет уменьшаться и точка поворота от 0 до 1 определить все сложнее. Таким образом, характеристический импеданс кабеля должен быть очень тщательно сбалансированным RC-фильтром. Вот почему, например, кабели S / PDIF (75 Ом), USB (90 Ом) и HDMI (100 Ом) имеют свой собственный стандартный импеданс, который необходимо выдержать для обеспечения целостности цифрового сигнала. См. Ниже рисунок 3) для балансировочного действия импеданса RC-характеристики.

Какая разница между многожильной и моножильной конструкцией проводников в HDMI кабеле?

Моножильные проводники создают более жесткий кабель, подверженный большему стрессу материала при его обработке и установке. Но моножилы позволяют нам намного лучше контролировать размер (диаметр) проводника и, следовательно, очень равномерное распределение изоляции в процессе изготовления проводников. Именно благодаря этому мы получаем прецезионные показатели как сопротивления проводника, так и сопротивления изоляции. В результате наш HDMI кабель превосходит модели многих других брендов, включая даже активные HDMI кабели! Да, наш кабель более жесткий, но мы ставим в приоритет производительность, а не гибкость. Ведь на самом деле не имеет значения, насколько гибким является кабель, если в итоге клиент не видит ничего на экране. Наш опыт (и объем продаж наших HDMI) показывает, что наши клиенты также выбирают именно отличную производительность и способны справиться с небольшим недостатком в виде более жесткого, чем обычно, кабеля.

Почему сигнал слабеет с увеличением длины кабеля? Демпфирование в зависимости от расстояния

Любая передача сигналов разрушает сигнал, если только проводник теоретически не охлаждается до 0 градусов по Кельвину (- 273,16 Цельсия) и передается через вакуум – что очевидно не достижимо в бытовых условиях эксплуатации. Чем длиннее прокладка кабеля, тем больше факторов для ухудшения сигнала. Все электрические сигналы содержат небольшие энергетические пакеты, и пока проводник не может быть охлажден в вакууме, вдоль всего пути прохождения сигнала будет наблюдаться потеря энергии. Наконец, энергия теряется критично, и сигнал теряет напряжение до значения, при котором приемник больше не может распознать сигнал или отличить 0 от 1.

Как зависит максимальная частота изображения (при разрешении 4К) от длины? Почему частота уменьшается с длиной?

Как мы уже поняли - чем выше частота, тем выше потери, связанные с емкостью. Если позволите - наш HDMI кабель (Supra Cables) не может преодолеть основны физики, даже несмотря на то, что он обеспечивает превосходную целостность сигнала по сравнению со многими другими брендовыми кабелями. На рисунке 2 показано, что когда частота наконец достигает очень высоких уровней (например при разрешении 4K Ultra), неизбежные емкость и сопротивление при превышении критической длины не могут быть запитаны выходными каскадами в передающем устройстве, а потери (затухание) в кабеле становятся большими. Это, кстати, одна из причин, по которой некоторые устройства могут передавать сигнал даже на плохих с точки зрения характеристик кабелями. Более стабильные выходные каскады обеспечивают лучшие характеристики по сравнению с теми, которые не так хорошо спроектированы и у которых кабельная нагрузка (R и C) будет быстрее ухудшать целостность сигнала. Это еще один важный момент - способность передавать контент с высокой пропускной способностью не является исключительно вопросом HDMI кабеля! Важна именно гармония в связке передающего устройства и HDMI кабеля. То, что происходит на самом деле на другом конце кабеля свыше граничной длины - падение напряжения в конце кабеля будет настолько значительным и фазовый сдвиг исказит форму квадратной волны (а, следовательно, добавит джиттер) до такой степени, что приемник не сможет отличить значение 1 от 0 и корректная работа будет невозможна. Не стоит забывать и о том, что пакеты электрической энергии на самых высоких частотах преобразуются в тепло и порождают емкостные блуждающие токи, которые через изоляцию проводника влияют на качество передачи сигнала в соседних парах. Это было проблемой как для ПК, так и для суперкомпьютеров в течение длительного времени, что заставило проводить лабораторные эксперименты с компьютерами и квантовой физикой, где использование квантовой механики позволяло осуществить передачу без латентности. Пока такое достигнуто только в экспериментальных лабораториях, но физические границы электричества сегодня ограничивают рост скоростей и нам придется искать новые решения для высокоскоростной передачи данных в следующих поколениях HDMI.

Однажды на объекте с дорогущим ремонтом мы наблюдали как в угоду дизайну, когда обыгрывалась кирпичная кладка, hdmi кабель был проложен между кирпичами и изгибался немысленное количество раз. К сожалению нам не дали сделать фото, а электрики недоуменно смотрели на ужас в наших глазах – а что, так нельзя делать?? А потому отвечаем еще на один вопрос про изгиб hdmi кабелей – почему нельзя сгибать HDMI кабели под прямым (или еще хуже – под острым углом)

«При изгибе кабеля необходимо стремиться обеспечить минимальный радиус изгиба. При большом изгибе по малой дуге изоляция, разделяющая проводники, сжимается, проводники оказываются на новых менее благоприятных взаимных расстояниях, вызывая сильную емкость и тем самым изменяя баланс RC характеристик кабеля. С течение времени сами проводники страдают от физического напряжения, растягивая кристаллы меди и тем самым изменяя импеданс проводника. Следует избегать резких изгибов, позволяя щедрую кривую, а не острый угол.»

Подводя итог – hdmi кабель требует повышенной заботы при выборе трассы прокладки, не терпит халатности при прохождении углов и плоскостей и будет обеспечивать максимальную производительность только при правильной конструкции самого кабеля, т.е. после ответственного выбора. Вы купили дорогой телевизор/проектор – почему же Вы хотите подключить его дешевым кабелем?