矩陣切換器就是將一路或多路視音頻信號分別傳輸給一個或者多個顯示設備,如兩臺電腦主機要共用一個顯示器,矩陣切換器可以將兩臺電腦主機上的內容任意輸出到同一個或多個顯示器上。 矩陣切換器是一類切換多路信號的輸出的設備。
矩陣的概念引用高數中的線性代數的概念,一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇,形成下圖的矩陣結構,既每一路輸出都可與不同的輸入信號“短接”,每路輸出只能接通某一路輸入,但某一路輸入都可(同時)接通不同的輸出。
輸出1=輸入1,輸出2=輸入2,而輸出3=輸出4=輸入3,或者說,每一路輸出可“獨立”地在輸入中進行選擇,而不必關心其它通道的輸出情況,即可以與其它輸出不同,也可以相同。舉例說,8選4是指有4個獨立的輸出,每個輸出可在8個輸入中任選,或者說有4個獨立的8選1,只是8個輸入是相同的。經常與此混淆的是分配的概念,比如8選1分4,是指在8個輸入中選擇出1個輸出,并將其分配成4個相同的輸出,雖然外觀上看有4個輸出,但這4個輸出是相同的,而不是獨立的。一般習慣中,將形成M×N的結構稱為矩陣,而將M×1的結構稱為切換器或選擇器,其實不過N=1而已,我們在討論時都當作矩陣對待。
ASD(Automatic Switching Distribution)矩陣也是矩陣的一種,全稱為ASD矩陣切換器。矩陣切換器是將一路或多路視音頻信號分別傳輸給一個或者多個顯示設備。ASD矩陣可以自動搜索信號切換分配,支持單路或多路自動搜索信號,并具有多種控制模式選擇,屬于矩陣行業創新產品,廣泛應用于有多個顯示設備的視頻會議室、報告廳、多功能廳及指揮中心等場所。
ASD矩陣采用高可靠性的智能VGA處理芯片,設計中采用容錯技術,并可以自我判斷故障點啟用備用電路,并采用了高抗干擾能力的通信接口電路,保證了信號和通信的可靠性,具有斷電現場切換記憶功能、LCD液晶屏顯示切換信息。在多路音視頻信號輸入的情況下,可獨立地根據需要選擇任意一路信號進行視頻全部輸出,音頻單路輸出。ASD矩陣支持RS-232協議和IO口觸發控制,還具有單路和多路自動搜索信號模式,既能由管理員統一控制也可以由與會人員自行控制,使現代化智能會議更加自由方便。
矩陣切換器的功能是在多路信號輸入的情況下,可獨立地根據需要選擇多路(包括1路)信號進行輸出,完成信號的選擇。
目前主要應用是大屏幕拼接,視頻會議工程,AV工程、監控、BSV液晶拼接等等需要用到多路音視頻信號交替使用的工程中。
按類型分類
HDMI信號矩陣切換器、DVI信號矩陣切換器、VGA信號矩陣切換器、RGB信號矩陣切換器、分量視頻信號矩陣切換器、混合視頻信號矩陣切換器、音視頻信號矩陣切換器、音頻信號矩陣切換器和視頻信號矩陣切換器。
按行業應用分
監控行業、廣電行業、視頻會議行業;VGA信號應用,由于VGA信號帶寬較寬,而且是有五路信號(R、G、B、H、V)同時傳輸,因此要求各通道的指標盡可能高,且必須保持一致,應該按照廣播級對分量設備的技術要求。
矩陣切換器的功能是將一路或多路音視頻信號分別傳輸給一個或者多個顯示設備,因此我們可以按照信號源的不同來分類矩陣切換器。也就是,根據想要切分的信號不同,來確定矩陣切換器的種類。矩陣切換器按信號源的類型可以分為:VGA、AV、VIDEO、DVI、HDMI矩陣切換器等等。例如:VGA矩陣切換器就是輸入輸出信號為VGA信號的矩陣切換器。其它類型可以類推。像矩陣就有很多種類如AV矩陣、VGA矩陣、RGB矩陣、DVI矩陣等,下面將著重介紹一下幾種常見信號源的種類。
矩陣,實現多路信號進,多路信號輸出,可以將任意一個輸出口進行信號切換,來輸出任意一個輸入信號。
VGA信號
顯卡所處理的信息最終都要輸出到顯示器上,顯卡的輸出接口就是電腦與顯示器之間的橋梁,它負責向顯示器輸出相應的圖像信號。CRT顯示器因為設計制造上的原因,只能接受模擬信號輸入,這就需要顯卡能輸入模擬信號。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號的接口,VGA(Video Graphics Array)接口,也叫D-Sub接口。雖然液晶顯示器可以直接接收數字信號,但很多低端產品為了與VGA接口顯卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一種D型接口,上面共有15針空,分成三排,每排五個。VGA接口是顯卡上應用最為廣泛的接口類型,絕大多數的顯卡都帶有此種接口。
目前大多數計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬VGA接口連接,計算機內部以數字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的數字/模擬轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號,信號通過電纜傳輸到顯示設備中。對于模擬顯示設備,如模擬CRT顯示器,信號被直接送到相應的處理電路,驅動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數字顯示設備,顯示設備中需配置相應的A/D(模擬/數字)轉換器,將模擬信號轉變為數字信號。在經過D/A和A/D2次轉換后,不可避免地造成了一些圖像細節的損失。VGA接口應用于CRT顯示器無可厚非,但用于連接液晶之類的顯示設備,則轉換過程的圖像損失會使顯示效果略微下降。VGA矩陣實現的是多路VGA信號輸入,多路信號輸出。
RGB信號
對一種顏色進行編碼的方法統稱為"顏色空間"或"色域"。用最簡單的話說,世界上任何一種顏色的"顏色空間"都可定義成一個固定的數字或變量。RGB(紅、綠、藍)只是眾多顏色空間的一種。采用這種編碼方法,每種顏色都可用三個變量來表示-紅色、綠色以及藍色的強度。記錄及顯示彩色圖像時,RGB是最常見的一種方案。但是,它缺乏與早期黑白顯示系統的良好兼容性。因此,件多電子電器廠商普遍采用的做法是,將RGB轉換成YUV顏色空同,以維持兼容,再根據需要換回RGB格式,以便在電腦顯示器上顯示彩色圖形。RGB矩陣是將VGA信號轉換成RGB信號來實現矩陣功能。
AV信號
AV端口(又稱復合端口)原文為Composite video connector,是家用影音電器用來傳送類比視訊的常見端口。AV端口通常是黃色的RCA端口,另外配合兩條紅色與白色的RCA端口傳送音訊。歐洲的電視機通常以SCART端口取代RCA端口,不過SCART的設計上可以載送畫質比YUV更好的RGB訊號,故也被用來連接顯示器、電視游樂器或DVD播放機。在專業應用當中,也有使用BNC端口以求獲得更佳訊號品質。在AV端口中傳送的是類比電視訊號的三個來源要素:Y、U、V,以及作為同步化基準的脈沖信號。Y代表影像的亮度(luminance,又稱brightness),并且包含了同步脈沖,只要有Y信號存在就可以看到黑白的電視影像。U信號與V信號之間承載了顏色的資料,U和V先被混合成一個信號中的兩組正交相位(此混合后的信號稱為彩度(chrominance)),再與Y信號作加總。因為Y是基頻信號而UV是與載波混合在一起,所以這個加總的動作等同于分頻多工。