VGA-Anschluss

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Der VGA-Anschluss (engl. Video Graphics Array) ist ein analoger Bildübertragungsstandard für Stecker- und Kabelverbindungen zwischen Grafikkarten und Anzeigegeräten. Dieser wurde 1987 mit dem Video Graphics Array von IBM eingeführt und folgte dem EGA-Anschluss.

Hierbei wird das analoge VGA-Signal durch den RAMDAC der Grafikkarte erzeugt.

Bei aktuellen Bildschirmtechnologien wie TFT-Displays ist eine Umwandlung des digitalen Bildes der Grafikkarte in ein analoges Signal nicht mehr notwendig, da im Bildschirmgerät ohnehin ein digitales Signal benötigt wird. So wurde VGA durch digitale Verbindungsarten wie DVI, HDMI oder Display Port ersetzt, welche auf rein digitaler Ebene arbeiten und Umwandlungsverluste vermeiden. Für analoge Übertragung von NTSC- und PAL-TV-Signalen existieren verwandte Standards, z.B. RGB, S-Video und F-BAS.

Früher wurde unter anderem in Workstations der Unternehmen Sun, Silicon Graphics und IBM der Steckertyp 13W3 verwendet, bei dem die Bildsignale besser geschirmt sind. Die elektrischen Signale sind aber ansonsten identisch.

Eine kompaktere, manchmal in Laptops eingesetzte Variante ist Mini-VGA, welche sich aber nur mechanisch, nicht elektrisch vom ursprünglichen VGA-Anschluss unterscheidet.

Die PC-99-Norm schreibt seit dem Jahr 1999 für VGA-Stecker und Buchsen die blaue Farbe vor.

Ende 2010 gaben Intel und AMD bekannt, ab dem Jahr 2015 kein VGA mehr in ihren Produkten zu unterstützen. In Zukunft wird man sich auf die Schnittstellen HDMI und DisplayPort konzentrieren.[1]

Steckverbindung[Bearbeiten]

Stecker eines VGA-Kabels
VGA-Anschlussbuchse
VGA-Stecker und Buchse
13W3-Stecker
Über die drei großen Koaxialverbinder werden die Farbkanäle (Pin 1,2 und 3 beim HD15-Stecker) übertragen.

Mit VGA-Stecker bezeichnet man einen 15-poligen Mini-D-Sub-Stecker (auch D-Sub-Mini-Anschluss genannt) mit drei Anschlussreihen (Typ HD15).

Der Ausgang der Grafikkarte ist stets eine Buchse, der Eingang am Anzeigegerät kann prinzipiell beiderlei Geschlechts (vgl. eng. male = Stecker, female = Buchse) sein (je nach Geräte-Modell). In der Regel (alle modernen Röhren- und LCD-Monitore) ist dieser aber ebenfalls eine Buchse, sodass ein Verbindungskabel zwei Stecker-Enden benötigt. Viele Anzeigegeräte (Monitore) haben auch ein fest angebrachtes Kabel, wobei dieses mit einem Stecker endet und an die Buchse der Grafikkarte im PC passt.

Der Nachfolger von VGA- und DVI-Anschluss ist der DisplayPort.

DE15 Connector Pinout.svg
Die Buchse in Steckrichtung.
Pin Funktion
1 Rot (0,7 Vss @ 75 Ohm)
2 Grün (Pegel & Impedanz dto.) oder (analoges) Monochromsignal
3 Blau (Pegel & Impedanz dto.)
4 ID2 (Monitor-IDentifizierung #2) oder Reserve
5 digitale Masse für DDC
6 analoge Masse für Rot
7 analoge Masse für Grün
8 analoge Masse für Blau
9 nicht belegt; glgt. +5V von der Grafikkarte (= Computer angeschlossen)
10 analoge Masse für Synchronsignale
11 ID0
12 ID1 oder digit. Datenaustausch (DDC – SDA, Serial DAta = Datenleitg.)
13 Horizontale Synchronisation oder gemeinsame Sync. (H + V)
14 Vertikale Synchronisation
15 Digit. Datenaustausch (DDC – SCL, Serial CLock = Taktleitg.)

Der Signalpegel beträgt (außer für die Datenleitungen) 0,7 Vss mit 75 Ω Impedanz. VGA-Kabel können je nach Qualität schon bei Längen unter 5 m deutlich störanfällig sein, oder auch bei über 30 m Kabellänge noch ein gutes Signal übertragen. Vorteilhaft ist ein hochfrequenzgeeignetes Kabel (geringe Dämpfung, hohe Abschirmung (>65 dB), passende Impedanz (75 Ω)) mit koaxialem Aufbau für die Farbkanäle.

Generell ist der VGA-Anschluss für hohe Auflösungen bis 400 MHz Videobandbreite geeignet; dies reicht für die Darstellung von 2560 × 1440 Pixeln bei einem Bildseitenverhältnis von 16:9 und einer Bildfrequenz von 75 Hz aus. In der Praxis ist bei klassischen, analogen Röhrenbildschirmen besonders bei hohen Auflösungen ab 1280 × 1024 auf ein hochwertiges, gut geschirmtes VGA-Kabel zu achten, um ein scharfes, störungsfreies Bild zu erhalten.

Bei modernen, digitalen LCD-Flachbildschirmen ist, falls vorhanden, der digitale DVI-Anschluss vorzuziehen, da durch die Analogisierung des Bildes durch die Grafikkarte und die anschließende Re-Digitalisierung des Bildes im Displaycontroller unweigerlich Qualitätseinbußen entstehen.

Hinweis: DDC1 verwendet Pin 14 (V-Sync) als SCL, allerdings geht nur ein vereinfachtes Datensignal vom Monitor zum PC, DDC2 verwendet dafür Pin 15, unterstützt aber Signale in beide Richtungen und hat mehr Funktionen.

Wenn kein DDC-Signal verwendet werden kann, kann auch das ältere "ID"-System verwendet werden.
Pin 11 PIN 12 PIN 4 Erklärung
ID0 ID1 ID2
NC NC NC kein Monitor angeschlossen
GND Monochrom-Monitor
GND Farbmonitor Auflösung 800×600
GND GND Farbmonitor Auflösung 1024×768

Je nach Auflösung(en) gibt es noch mehr Kombinationen (PIN 15 wird dann manchmal als ID3 bezeichnet)

Hinweis: Manche moderne Grafikkarten und Beamer unterstützen auch einen HDTV-Ausgang (Component Video) am VGA-Stecker; dann wird statt des RGB-Signals ein YPbPr-Signal übertragen. Die Belegung ist typischerweise, jedoch nicht zwingend, Rot-Differenz = Pr auf Pin 1, gammakorrigierte Helligkeit = Y auf Pin 2 (mit Sync), Blau-Differenz = Pb auf Pin 3, Pin 6 bis 8 Masse, Rest NC (engl. not connected, d.h. nicht belegt).

Signaleigenschaften[Bearbeiten]

Durch die Generierung von unterschiedlichen Pixelfrequenzen durch die Grafikkarte ist ein Einsatz von einstellbaren Tiefpassfiltern zur Begrenzung der Videobandbreite nach dem RAMDAC technisch kaum realisierbar. Ein VGA-Signal erfährt daher keine Bandbegrenzung, was zu einem treppenförmigen Verlauf des Analogsignals im Pixeltakt mit eventuell vorhandenen Überschwingern nach Pixelflanken führt. Die Verarbeitung solcher Signale ist bei rein analogen Röhrenbildschirmen meist unproblematisch, kann aber bei LCD-Flachbildschirmen zu Problemen führen. Für die Wiedergabe auf einem LCD muss das Signal zuerst mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) wieder digitalisiert werden, was eine korrekte Einstellung der Pixelfrequenz und der Pixelphase (Zeitpunkt der ADC-Abtastung während jeder Pixeldauer) voraussetzt. Dies wird in heutigen Flachbildschirmen durch automatische Routinen innerhalb 0,5-2 s bewerkstelligt, gelingt aber nicht immer fehlerfrei, so dass eine manuelle Feineinstellung für jede verwendete Bildauflösung notwendig werden kann.

Auflösung[Bearbeiten]

Ursprünglich wurde der VGA-Anschluss nur für eine Auflösung bis 640×480 Bildpunkten auf analog arbeitenden Bildschirmröhren konzipiert. Bis 1280×720 Pixeln ist die Benutzung von VGA normalerweise unproblematisch, bei guten früheren oder heutigen Grafikkarten und Monitoren auch noch bis in den Full HD-Bereich bei 1920×1080 Bildpunkten. Durch die D/A-Umwandlung, die bei vielen Bildpunkten rechenintensiver wird, kann es oberhalb von 1280×720 Bildpunkten eventuell zu Stocken kommen und durch die eingeschränkten HF-Eigenschaften eines VGA-Kabels zu Kontrastproblemen.

Verwandtschaft zu DVI[Bearbeiten]

DVI, der digitale Nachfolger von VGA, besitzt auch einige Pins, in denen ein analoges VGA-Signal übertragen wird. Mit einem Adapter können also VGA-Geräte auch an DVI-Ausgängen betrieben werden, sofern die entsprechenden Signalleitungen auch mit einem analogen Signal versorgt werden (nur bei DVI-I und DVI-A der Fall).

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Intel und AMD besiegeln das Ende der VGA-Schnittstelle, golem.de, 9. Dezember 2010, Zugriff am 9. Dezember 2010