Monitor-Anschlüsse am PC

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VGA- / SVGA-Monitor-Kabel

Der moderne PC ist im Normalfall mit einer VGA-Karte (VGA - Video Graphics Array) ausgestattet. Allerdings ist VGA nicht gleich VGA, denn heutzutage sind die Grafikkarten SVGA-Karten (SVGA - Super VGA). Dabei werden zum teil Frequenzen erzeugt, die die Radiofrequenzen bei weitem übersteigen (Pixeltakt weit über 100MHz ist schon Normalität). Um ein scharfes, detailreiches Bild ohne Schlieren und Schatten zu erhalten muß natürlich auch das Anschlußkabel entsprechend gebaut sein. In Sonderangeboten werden z.T. mit Niedrigpreisen VGA-Kabel beworben. Diese Kabel sind aber für moderne PC's überhaupt nicht geeignet, denn es handelt sich dabei wirklich (und das ist noch nicht mal gelogen!) um VGA-Kabel und nicht um das benötigte SVGA-Kabel. Durch eine nichtreproduzierbare und vereinfachte Adernlage entstehen ungewollte Reflektionen und Übersprechen, die das aus der Grafikkarte kommende (noch gute) Signal total unbrauchbar machen (können). Deshalb sollte man lieber ein paar Mark mehr ausgeben, auch bei Selbstbau-Kabeln. Ein weiteres Problem tritt bei den Billigkabeln auf: bei ihnen existiert keine Verbindung des Pin 15 mit der Außenwelt; diese wird aber bei modernen Monitoren und Grafikkarten zur Datenübertragung benutzt (VESA DDC, basierend auf I2C-Bus, z.B. zur automatischen Parameterabstimmung mit der Grafikkarte, EDID-Datenblock bzw. VDIF-Info bei DDC2B). Auf vielen VGA-Karten ist meist auch ein Feature-Connector vorhanden, an dem Erweiterungskarten (z.B. TV-Karten, TIGA-Karten) angeschlossen werden können. Dieser Anschluß verliert aber nach und nach an Bedeutung, da der PCI-Bus moderner PC's leistungsfähig genug ist, die benötigten Daten zu übertragen. VGA-Monitore werden generell durch ein analoges Video-Signal angesteuert (0 ... 0,7V), da sonst bei der großen Anzahl von Farben bei digitaler Ansteuerung zu viele Steuerleitungen nötig wären und keine Erweiterung noch oben möglich gewesen wäre.

"Standard"-VGA-Kabel SVGA-Kabel
Standard-VGA-Kabel
Alle Adern sind nicht voneinander
entkoppelt und der Schirm hat auch
keine allzu hohe Schirmgüte.
 SVGA-Kabel
Die signalführenden Adern (Video-Signale)
sind einzeln geschirmt.

Anmerkung: Monochrom-Monitore benutzen meist nur das Grün-Signal. Bei Ihnen liegt ID-Bit1 meist auf Masse.
Pin 9 ist in den meisten Fällen im Stecker nicht bestückt ("NO-PIN-KEY"); bei einigen (älteren) Grafikkarten ist auch der Buchsenkontakt nicht vorhanden (Loch ist zu). Bei einigen Grafik-Karten liegen am Pin 9 +5V an, nicht kurzschließen!
Neben dem "normalen" 15poligen-Sub-D-Stecker gab es auch mal eine "Spar"-Variante mit einem 9poligen-Sub-D-Stecker (diese Anschlüsse haben keine Monitor-ID-Signale), die aber meines Wissens nie so richtig zum Einsatz gekommen sind:

VGA-"Spar"-Kabel (Adapter)
15polig (Graphikkarte) auf 9polig (Monitor)
(Haupt-Version)
 VGA-"Spar"-Kabel (Adapter)
15polig (Graphikkarte) auf 9polig (Monitor)
(bei Problemen mit der Grafikkarte)
VGA-Kabel (Adapter) 15polig (Graphikkarte) auf 9polig (Monitor), Hauptversion VGA-Kabel (Adapter) 15polig (Graphikkarte) auf 9polig (Monitor), alternative Version

Moderne, hochwertige Monitore haben meist noch einen zweiten Video-Anschluß (bzw. es ist ihr einziger, z.B. bei CAD-Profi-Monitoren): BNC-Buchsen. Dafür benötigt man natürlich auch ein spezielles Kabel zum Verbinden der Grafik-Karte mit dem Monitor. Die ID-Pins werden nicht benutzt, so daß auch der Datenaustausch über DDC nicht erfolgen kann. Einige Hersteller haben deshalb eine RS-232C-Schnittstelle zusätzlich integriert, mit der der Rechner über eine serielle Schnittstelle mit dem Monitor kommunizieren kann.
Achtung! Die Eingangsimpedanz des Monitors sollte für die R-G-B-Signale 75Ohm und für die Synchronisations-Signale 2kOhm betragen! Bei Parallelschaltung mehrerer BNC-Eingänge (Multi-Monitor-Ansteuerung) ist nur der letzte Monitor in der Kette zu terminieren, die anderen Monitor-Eingänge sind hochohmig zu schalten! Andernfalls ist ein schlechtes oder unsynchronisiertes Bild die Folge.

SVGA-Kabel 15pol-Sub-D auf BNC
SVGA-Kabel 15polig-Sub-D auf BNC

Hier noch die vollständige Belegung der 15poligen-Sub-D-Buchse moderner SVGA-Karten (in Klammern bei älteren VGA-Karten):

PinSignal
1Rot
2Grün
3Blau
4n.c. (Monitor ID-Bit 2)
5Digital-Masse
 
PinSignal
6Rot-Masse
7Grü-Masse
8Blau-Masse
9+5V (n.c., "Key")
10Synchronisation-Masse
 
PinSignal
11n.c. (Monitor ID-Bit 0)
12bidirektionale DDC2-Daten "SDA" (Monitor-ID-Bit 1)
13Horizontale Synchronisation
14Vertikale Synchronisation
15DDC2-Datentakt "SCL" (Monitor ID-Bit 3)
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Digital-Monitor-Kabel (DVI-D / DVI-I)

Mittlerweile haben sich Grafikkarten- und Monitorhersteller auch bei dem digitalen Signalausgang der Grafikkarten auf einen Standard geeinigt (in der DDWG - Digital Display Working Group).
DVI steht für "Digital Visual Interface", wobei der Zusatz "D" Digital-Only und der Zusatz "I" Integrated bedeuten soll. Der DVI-I-Anschluß hat den Vorteil, das man mit Hilfe eines Adapters einen (digitalen) Flachbildschirm und einen (analogen) Röhrenmonitor gleichzeitig anschließen kann, auch wenn es hier bei einigen Herstellern noch Ungereimtheiten gibt (z.B. auf beiden Bildschirmen die gleiche Auflösung und/oder die gleiche Wiederholrate).
Beim DVI-D fehlen die vier Analog-Kontakte (C1..C4) um den Analog-Masse-Anschluß (C5).
Der Führungssteg bei DVI-D ist bei DVI-I als Massekontakt (C5) ausgeführt.

DVI-D (Digital-Only)
DVI-D (Digital-Only)
DVI-I (Combined Analog + Digital)
DVI-I (Combined)
PinDVI-DDVI-I
1T.M.D.S. Data2-
2T.M.D.S. Data2+
3T.M.D.S. Data2/4 Shield
4T.M.D.S. Data4-
5T.M.D.S. Data4+
6DDC Clock
7DDC Data
8No ConnectAnalog Vertical Sync
C1---Analog Red
C2---Analog Green
 
PinDVI-DDVI-I
9T.M.D.S. Data1-
10T.M.D.S. Data1+
11T.M.D.S. Data1/3 Shield
12T.M.D.S. Data3-
13T.M.D.S. Data3+
14+5V Power
15Ground (for +5V)
16Hot Plug Detect
C3---Analog Blue
C4---Analog Horizontal Sync
 
PinDVI-DDVI-I
17T.M.D.S. Data0-
18T.M.D.S. Data0+
19T.M.D.S. Data0/5 Shield
20T.M.D.S. Data5-
21T.M.D.S. Data5+
22T.M.D.S. Clock Shield
23T.M.D.S. Clock+
24T.M.D.S. Clock-
C5---Analog Ground
(Analog R, G & B return)

Der DVI-Anschluß ist Hot-Plug-fähig, d.h. ähnlich USB kann der Monitor im laufenden Betrieb an- und abgesteckt werden. Um dies zu ermöglichen ist folgende Kontaktierungs-Reihenfolge definiert:

  1. Stecker-Abschirmung
  2. "C5" (Analog-Masse, wenn vorhanden)
  3. Pins 1..13 und 15..24
  4. "C1", "C2", "C3", "C4" (analoge Signale, wenn vorhanden) und Pin 14 (+5V)

Die Daten werden mit mindestens 24Bit übertragen, wobei sie über jeweils drei Kanäle seriell übertragen werden (3x8Bit). Channel 0/3 für Blau, Channel 1/4 für Grün, Channel 2/5 für Rot, sowie einem zusätzlichen Taktkanal (Channel C).
Je nach Auflösung wird entweder einen "Single T.M.D.S.-Link" (T.M.D.S. - Transition Minimized Differential Signaling) mit Channel 0..2 + C oder einen "Dual-T.M.D.S.-Link" mit Channel 0..5 + C benutzt.
(Jeder Kanal überträgt seine Daten als Differential-Signal)
Wieso gibt es nun aber zwei "Links"? Bei Analog-Signalen liegen die Signale gleichzeitig am Monitor an, wobei hier ein Pixel-Takt von über 200MHz möglich ist. Beim Digital-Monitor müßten aber in der gleichen Zeit 8Bit übertragen werden. Über Kupferleitungen können ohne spezielle Maßnahmen maximal ca. 2GHz übertragen werden. Die Hersteller haben also mit ähnlichen Schwierigkeiten zu kämpfen wie die Prozessorhersteller.
Als Maximal-Frequenz hat man deshalb einen Pixel-Takt von 165MHz festgelegt, was einer Frequenz von 1320MHz (8x165MHz) entspricht. Ab einer bestimmten Auflösung mit einer bestimmten Bildwiederholrate (z.B. UXGA, d.h. 1600x1200 Pixel mit 75Hz - 1600x1200@75) liegt der Pixel-Takt über 165MHz (hier im Beispiel z.B. ca. 200MHz). Deshalb müssen hier beide Kanäle eingesetzt werden, wodurch sich die effektive Übertragungsrate halbiert (d.h. hier z.B. 100MHz).
Die Minimalfrequenz beträgt 25,175MHz (bei 640x480@60Hz).
Unterhalb einer Frequenz von 22,5MHz wird der DVI-Link inaktiv, d.h. der Bildschirm wird dunkelgetastet.
Wie bei Analog-Monitoren werden auch bei Digital-Monitoren über DDC die Daten des Monitors an die Grafikkarte übertragen.

Zusätzliche Informationen zu DVI-Stecker-Synonymen und "Welcher Stecker passt wo drauf" gibt es in der Informationen-Rubrik unter DVI-Stecker-Synonyme.

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MDA-Monitor-Kabel

Die MDA-Grafikkarte (Monochrom Display Adapter) ist die erste im Original-IBM-PC verwendete Grafikkarte, die ausschließlich für Textausgabe vorgesehen war. Die Karte war für den professionellen Bereich vorgesehen (Privat-Anwender konnten sich einen PC damals meist auch noch nicht leisten). Alle Signale der MDA-Karte sind digitale Signale (0 / 5V). Die horizontale Synchronisation erfolgt mit 18,432kHz, die vertikale mit 50Hz (Videobandbreite: 16,257MHz). Es werden meist Festfrequenz-(Monochrom-)Monitore verwendet. MDA wird durch das System-BIOS des Motherboard angesprochen.

MDA-Kabel
MDA-Kabel
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CGA-Monitor-Kabel

Die CGA-Grafikkarte (Color Graphics Adapter) ist eine Weiterentwicklung der MDA-Karte, die sowohl Text- als auch Grafikausgaben in Farbe ermöglicht. Auf Grund der kleinen Zeichenmatrix war sie für den professionellen Bereich trotz der Grafikfähigkeiten kaum zu gebrauche, sondern vor allem für den Heimbereich vorgesehen. Auch die CGA-Karte gibt nur digitale Signale ab. Die horizontale Synchronisation erfolgt mit 15,75kHz, die vertikale mit 60Hz (Videobandbreite: 14,30MHz). Es werden meist Festfrequenz-(Farb-)Monitore verwendet. CGA wird durch das System-BIOS des Moterboard angesprochen.
Da die CGA-Karte für den Heimbereich vorgesehen war, ist auf den meisten Karten neben der 9poligen-Sub-D-Buchse meist auch noch ein Cinch-Anschluß vorhanden, der mit dem Fernseher verbunden werden kann (wenn er die 60Hz-Bildfrequenz verarbeiten kann).

CGA-Kabel
CGA-Kabel
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EGA-Monitor-Kabel

Die EGA-Grafikkarte (Enhanced Graphics Adapter) ist eine Weiterentwicklung der CGA-Karte. Sie ist ebenfalls in der Lage Text- und Grafikausgaben in Farbe darzustellen und auch für den professionellen Bereich vorgesehen. Die EGA-Karte gibt ebenfalls nur digitale Signale aus. Die horizontale Synchronisation erfolgt mit 15,7 - 21,8kHz,, die vertikale mit 60Hz (Videobandbreite: 14,3 - 16,3MHz). Es werden meist Multisync-Farb-Monitore verwendet. Auf den EGA-Karten ist ein eigenes BIOS vorhanden, meist ist auch ein sogenannter Feature-Connector vorhanden, mit dem die Karte von außen gesteuert werden kann, er wurde meines Wissens jedoch bei EGA-Karten kaum genutzt.

EGA-Kabel
EGA-Kabel

Die MSB-Signale schalten die jeweilige Farbe ein oder aus, die LSB-Signale heben die Leuchtstärke der eingeschalteten Signale an.

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HGC-Monitor-Kabel

HGC-Grafikkarten (Hercules Graphics Card) wurde zeitgleich mit der CGA entwickelt und besitzt zusätzlich eine parallele Schnittstelle "On-Board". Die Grafikdarstellung erfolgt nur monochrom und wird nicht vom IBM-BIOS unterstützt, weshalb das auszuführende Programm den HGC-Grafikmodus unterstützen muß. Der Textmodus ist mit dem der MDA-Karte identisch. Die Anschlußbuchse und die Signale sind mit denen der MDA-Karte identisch (siehe dort).
Da die meisten DOS-Textverarbeitungsprogramme den HGC-Grafik-Modus unterstützen ist sie als bessere Schreibmaschine noch gut zu gebrauchen.
Außerdem kann die HGC parallel zu einer VGA-Karte betrieben werden, was vor allem z.B. bei CAD-Programmen wie AutoCAD oder Caddy genutzt wurde (Status-Bildschirm). Des weiteren ist die HGC immer dann einen Tip wert, wenn eine einfache parallele Schnittstelle benötigt wird und man sich nicht extra eine zusätzliche (teure) IO-Card zukaufen will; bei vielen liegen die HGC's noch in den Bastelkisten oder können auf (Computer-)Flohmärkten für einen Appel und 'nem Ei gekauft werden.
Die HGC benötigt allerdings meist einen HGC-Monitor, wenn nicht ein (digitaler) Multisync-Monitor vorhanden ist und ist außerdem nur als ISA-Karte gebaut worden.

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