DE19740520A1

DE19740520A1 - Einrichtung zur leitungsgebundenen Übertragung der Signale zwischen einem Graphikadapter eines Personal Computers und einem Monitor

Info

Publication number: DE19740520A1
Application number: DE1997140520
Authority: DE
Inventors: Erwin Ing Grad Baesler
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1997-09-15
Filing date: 1997-09-15
Publication date: 1999-03-18
Also published as: WO1999014659A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Computereinrichtungen erfolgt die Ansteuerung der dort vorgesehenen Farbmonitoren, LCD-Displays und LCD-Monitoren aufgrund der stark-gesteigerten Auflösung (bis zu 1600×1200 Bildpunkte) mit sehr hohen Taktfrequenzen von bis zu 200 MHz und mit Flankensteilheiten der Video- und Synchronisations signale von 2,5 ns. Diese Bedingungen stellen sehr hohe An forderungen an die Qualität des Verbindungskabels zwischen dem den Videocontroller oder LCD-Controller enthaltenden Gra phikadapter auf Seiten des Computers einerseits und dem Moni tor andererseits, was oftmals zu Problemen bei der Einhaltung der EMV(Elektromagnetische Verträglichkeit)-Richtlinien führt, da auf dem Außenschirm des Verbindungskabels nach au ßen abstrahlende und somit Störungen hervorrufende Mantelwel len entstehen.

Um eine Verbesserung des EMV-Verhaltens herbeizuführen, ist es bekannt, ein mehrfach geschirmtes Verbindungskabel mit 15-poligen D-SUB-Steckereinrichtungen und Ferritkernen auf dem Kabel zu verwenden. Ein derartig ausgelegtes Verbindungskabel hat jedoch insbesondere bei hohen Auflösungen (1024×768 Bild punkte und höher) und schlechter Anpassung Reflexionen zur Folge, vor allem in den Steckerbereichen und an den Ferrit kernen, was zu Schattenbildern, Ziehen von Fahnen und einer schlechten Fokussierung auf dem Monitorbild, also zu einer schlechten Signal- und damit Bildqualität, führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Übertragung der Signale zwischen dem Graphikadapter und dem Monitor eine so ausgebildete Einrichtung anzugeben, daß sie zum einen den EMV-Richtlinien gerecht wird und zum anderen die vom einge setzten Graphikadapter gelieferten Bildeigenschaften nicht verschlechtert.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange gebenen Merkmale gelöst.

Eine optimale Übertragung der Signale vom rechnerseitigen Graphikadapter zum zugeordneten Monitor wird demnach durch ein Glasfaser-Verbindungskabel erreicht. Dabei ist eine gal vanische Entkopplung zwischen dem Rechner und dem Monitor ge geben. Es können keine Mantelwellen auf dem Außenschirm ent stehen, wie dies bei den bislang verwendeten Verbindungska beln der Fall ist, sofern sie nicht aus EMV-Gründen durch den Einsatz von allerdings die Signal- und Bildqualität ver schlechternden Ferritkernen auf dem Verbindungskabel unter drückt wurden.

Durch die Übertragung der Signale über ein Glasfaser-Verbin dungskabel nach der Erfindung ergeben sich mehrere Vorteile. Es entsteht eine galvanische Trennung im Signalweg von Rech ner und Monitor. Für die Videosignale wird eine Bandbreite erhalten, die bis in den Giga-Hertz-Bereich reicht. Es bilden sich keine Reflexionen an Stoßstellen und Beeinträchtigungen des Videosignals durch nicht optimale Leitungen und durch un günstige Wellenwiderstandsverhältnisse wie beim bisherigen 15-poligen D-SUB-Stecker aus. Außerdem ist bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung eine geringere technische Ausstattung im Monitor dank eines verminderten Abschirmauf wands für die Einhaltung der EMV-Richtlinien aufzubringen.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungs möglichkeiten der Einrichtung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden anhand von Zeichnungen drei vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten einer Einrichtung nach der Erfindung zum Anschließen eines Monitors an den Graphikadapter eines Personal Computers erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild der ersten Ausführungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung zwi schen PC und Monitor,

Fig. 2 das Blockschaltbild der zweiten Ausführungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung zwischen PC und Monitor, und

Fig. 3 das Blockschaltbild der dritten Ausführungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung zwi schen PC und Monitor.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsmöglichkeit einer Einrich tung nach der Erfindung dient zur leitungsgebundenen Verbin dung eines Graphikadapters 1 eines Personal Computers 2 mit einem eine Kathodenstrahlröhre aufweisenden Monitor 3.

In einem Verbindungskabel 4 sind sechs Glasfaserleitungen 5 bis 10 zusammengefaßt, von denen die drei Glasfaserleitungen 5 bis 7 zur Übertragung der drei RGB-Signale R, G und B vom Graphikadapter 1 zum Monitor 3 hin, die Glasfaserleitung 8 zur Übertragung der horizontalen und vertikalen Synchronisa tionssignale H und V vom Graphikadapter 1 zum Monitor 3 hin und die beiden Glasfaserleitungen 9 und 10 zur bidirektiona len Übertragung von USB (Universal Serial Bus)-Signalen oder DDC(Display Data Channel)-Signalen oder I²C(Inter IC)-Bus-Si gnalen zwischen dem Graphikadapter 1 und dem Monitor 3 vorge sehen sind.

Die RGB-Signale R, G und B sowie die Synchronisationssignale H und V werden in einem im Graphikadapter 1 enthaltenen Vi deocontroller 11 gebildet und vor ihrer Übertragung über das Glasfaser-Verbindungskabel 4 mittels LED-Dioden 12 bis 15 in optische Signale umgewandelt. Auf der Seite des Monitors 3 werden die über das Glasfaser-Verbindungskabel 4 übertragenen RGB-Signale R, G und B sowie die ankommenden Synchronisati onssignale H und V mittels Photodioden 16 bis 19 wieder in entsprechende elektrische Signale umgewandelt und einem Vi deoverstärker 20 bzw. Ablenkstufen 21 für die Horizontal- und Vertikalablenkung des Elektronenstrahls in der Kathoden strahlröhre des Monitors 3 zugeführt.

Die Übertragung von USB (Universal Serial Bus)-Signalen oder DDC(Display Data Channel)-Signalen oder I²C(Inter IC)-Bus-Si gnalen zwischen dem Graphikadapter 1 im Personal Computer 2 und dem Monitor 3 erfolgt in der Richtung vom Personal Compu ter 2 zum Monitor 3 hin über die Glasfaserleitung 9 und in der umgekehrten Richtung über die Glasfaserleitung 10.

Sowohl im Personal Computer 2 als auch im Monitor 3 ist ein USB-, DDC - oder I²C-Controller 22 bzw. 23 enthalten, an die jeweils für die elektro-optische Umwandlung der abgehenden Signale eine LED-Diode 24 (im PC 2) bzw. 25 (im Monitor 3) und für die opto-elektrische Umwandlung der ankommenden Si gnale eine Photodiode 26 (im Monitor 3) bzw. 27 (im PC 2) vorgesehen ist.

Das Glasfaser-Verbindungskabel 4 mit seinen Glasfaserleitun gen 5 bis 10 wird auf der Seite des Personal Computers 2 an am Graphikadapter 1 angebrachten Anschlußstellen 28 und auf der Seite des Monitors 3 an Anschlußstellen 29 jeweils zusam mengefaßt angeschlossen. Die LED-Dioden 12 bis 15 und 24 so wie die Photodiode 27 sind hinter den zusammengefaßten An schlußstellen 28 im Graphikadapter 1 gemeinsam eingebaut, wo gegen die Photodioden 16 bis 19 und 26 sowie die LED-Diode 25 hinter den zusammengefaßten Anschlußstellen 29 im Monitor 3 gemeinsam installiert sind.

Die in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsmöglichkeit einer Einrichtung nach der Erfindung dient ebenfalls zur leitungs gebundenen Verbindung eines Graphikadapters 30 eines Personal Computers 31 mit einem eine Kathodenstrahlröhre aufweisenden Monitor 32. In einem Verbindungskabel 33 sind fünf Glasfaser leitungen 34 bis 38 zusammengefaßt, von denen die drei Glas faserleitungen 34, 35 und 36 zur Übertragung der drei RGB-Si gnale R, G und B vom Graphikadapter 30 zum Monitor 32 hin und die beiden Glasfaserleitungen 37 und 38 sowohl zur Übertra gung der horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale H und V vom Graphikadapter 30 zum Monitor 32 hin als auch zur bidirektionalen Übertragung von USB (Universal Serial Bus)-Si gnalen oder DDC(Display Data Channel)-Signalen oder I²C(Inter IC)-Bus-Signalen zwischen dem Graphikadapter 30 und dem Moni tor 32 vorgesehen sind.

Im Graphikadapter 30 des Personal Computers 31 und im Monitor 32 sind jeweils ein Modulator 39 (im PC 31) bzw. 40 (im Moni tor 32) und ein Demodulator 41 (im Monitor 32) bzw. 42 (im PC 31) vorgesehen, mittels welcher eine Modulation eines Trägers durch die genannten Synchronisationssignale H, V und die USB-, DDC- bzw. I²C-Signale sowie eine entsprechende Demodu lation dieser Signale vorgenommen wird. Die RGB-Signale R, G und B werden in einem im Graphikadapter 30 enthaltenen Video controller 43 gebildet und vor ihrer Übertragung über das Glasfaser-Verbindungskabel 33 mittels LED-Dioden 44, 45 und 46 in optische Signale umgewandelt.

Auf der Seite des Monitors 32 werden die über das Glasfaserverbindungskabel 33 übertragenen RGB-Signale R, G und B mit tels Photodioden 47, 48 und 49 wieder in entsprechende elek trische Signale umgewandelt und einem Videoverstärker 50 des Monitors 32 zugeführt. Die Übertragung der Synchronisa tionssignale H und V sowie von USB(Universal Serial Bus)-Si gnalen oder DDC(Display Data Channel)-Signalen oder I²C(Inter IC)-Bus-Signalen zwischen dem Graphikadapter 30 im Personal Computer 31 und dem Monitor 32 erfolgt in der Richtung vom Personal Computer 31 zum Monitor 32 hin über die Glasfaserleitung 37 und in der umgekehrten Richtung über die Glasfa serleitung 38.

Sowohl im Personal Computer 31 als auch im Monitor 32 ist an die dortigen Modulatoren 39 bzw. 40 jeweils für die elektro optische Umwandlung der von dort abgehenden Signale eine LED-Diode 51 (im PC 31) bzw. 52 (im Monitor 32) und für die opto elektrische Umwandlung der ankommenden Signale vor die dorti gen Demodulatoren 41 (im Monitor 32) bzw. 42 (im PC 31) eine Photodiode 53 (im Monitor 32) bzw. 54 (im PC 31) angeschlos sen.

Das Glasfaser-Verbindungskabel 33 mit seinen Glasfaserleitun gen 34 bis 38 wird auf der Seite des Personal Computers 31 an am Graphikadapter 30 zusammengefaßt angebrachten Anschluß stellen 55 und auf der Seite des Monitors 32 ebenfalls zusam mengefaßt an Anschlußstellen 56 angeschlossen. Die LED-Dioden 44 bis 46 und 51 sowie die Photodiode 54 sind hinter den An schlußstellen 55 im Graphikadapter 30 gemeinsam eingebaut, wogegen die Photodioden 47 bis 49 und 53 sowie die LED-Diode 52 hinter den Anschlußstellen 56 im Monitor 32 installiert sind.

Die in Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsmöglichkeit einer Einrichtung nach der Erfindung dient zur Verbindung eines Graphikadapters 57 eines Personal Computers 58 mit einem eine Kathodenstrahlröhre oder einen LCD-Bildschirm aufweisenden Monitor 59. In einem Verbindungskabel 60 sind mindestens zwei Glasfaserleitungen 61 und 62 zusammengefaßt. Die Glasfaser leitung 61 dient zur Übertragung des Taktsignals (Clock), wo gegen die andere Glasfaserleitung 62 oder auch mehrere andere Glasfaserleitungen für die Übertragung von Video-Daten vom einen Videocontroller oder LCD-Controller 63 enthaltenden Graphikadapter 57 im Personal Computer 58 zum Monitor 59 hin sorgen.

Im Graphikadapter 57 ist ein Modulator 64 vorgesehen, der die vom Videocontroller bzw. LCD-Controller 63 kommenden Video-Daten Daten einem Träger aufmoduliert. Der Monitor 59 weist einen Demodulator 65 auf, der die dort empfangenen Video-Daten und das ankommende Taktsignal demoduliert. Im Falle der Verwen dung eines mit einer Kathodenstrahlröhre ausgestatteten Moni tors 59 ist im Graphikadapter 57 ein Videocontroller 63 und im Falle der Verwendung eines mit einem LCD-Bildschirm ausge rüsteten Monitors 57 ein LCD-Controller 63 vorzusehen.

Die vom Modulator 64 im Personal Computer 58 ausgehenden Vi deo-Datensignale und das vom Videocontroller bzw. LCD-Con troller 63 ausgehende Taktsignal (Clock) werden für die opti sche Übertragung über das Glasfaser-Verbindungskabel 60 mit tels LED-Dioden 66, 67,. . . in optische Signale umgewandelt. Auf Seiten des Monitors 59 erfolgt eine entsprechende Rückum wandlung von optischen Signalen in elektrische Signale mit tels Photodioden 68, 69,. . ., so daß die dadurch wieder ent standenen elektrischen Signale der Video-Daten und des Taktes dem Demodulator 65 zugeführt werden können.

Die LED-Dioden 66, 67,. . . sind zweckmäßig gemeinsam hinter zusammengefaßten Anschlußstellen 70 im Graphikadapter 57 des Personal Computers 58 eingebaut, wogegen die Photodioden 68, 69,. . . gemeinsam hinter ebenfalls zusammengefaßten Anschluß stellen 71 im Monitor 59 installiert sind.

Sämtliche zusammengefaßten Anschlußstellen am Personal Compu ter einerseits und am Monitor andererseits sind in zweckmäßi ger Weise so ausgebildet und ausgelegt, daß sich ein mit An schlußsteckern konfektioniertes Glasfaser-Verbindungskabel nach Art einer Steckverbindung mit ihnen verbinden läßt.

Claims

1. Einrichtung zur leitungsgebundenen Übertragung der Signale zwischen einem mit einem Video- oder LCD-Controller versehe nen Graphikadapter eines Personal Computers (PC) und einem Monitor unter Verwendung von in einem Verbindungskabel zusam mengefaßten Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungen für die Übertragung der Signale Glasfaser leitungen (5 bis 10) vorgesehen sind und daß der Graphikadap ter (1) und der Monitor (3) an ihren zum Anschließen der Glasfaserleitungen des Verbindungskabels (4) vorgesehenen Ka belanschlußstellen (28, 29) passend ausgelegte optoelektroni sche Strahlungssender bzw. optoelektronische Strahlungsemp fänger aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als optoelektronische Strahlungssender LED-Dioden (12 bis 15, 24, 25) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als optoelektronische Strahlungsempfänger Photo dioden (16 bis 19, 26, 27) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Verwendung in Verbindung mit einem eine Katho denstrahlröhre aufweisenden Monitor (3) im Verbindungskabel (4) sechs Glasfaserleitungen (5 bis 10) zusammengefaßt sind, von denen drei (5, 6, 7) zur Übertragung der drei RGB-Signale (R, G, B) vom Graphikadapter (1) zum Monitor hin, eines (8) zur Übertragung der horizontalen und vertikalen Synchronisa tionssignale (H, V) vom Graphikadapter zum Monitor hin und zwei (9, 10) zur bidirektionalen Übertragung von USB(Universal Serial Bus)-Signalen oder DDC(Display Data Channel)-Signalen oder I²C(Inter IC)-Bus-Signalen zwischen dem Graphikadapter und dem Monitor vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Verwendung in Verbindung mit einem eine Katho denstrahlröhre aufweisenden Monitor (32) im Verbindungskabel (33) fünf Glasfaserleitungen (34 bis 38) zusammengefaßt sind, von denen drei (34, 35, 36) zur Übertragung der drei RGB-Si gnale (R, G, B) vom Graphikadapter (30) zum Monitor hin und zwei (37, 38) sowohl zur Übertragung der horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale (H, V) vom Graphikadapter zum Monitor hin als auch zur bidirektionalen Übertragung von USB(Universal Serial Bus) -Signalen oder DDC(Display Data Channel)-Signalen oder I²C(Inter IC)-Bus-Signalen zwischen dem Graphikadapter und dem Monitor vorgesehen sind, wobei im Graphikadapter und im Monitor jeweils ein Modulator (39, 40) und ein Demodulator (41, 42) vorgesehen sind, mittels welcher eine Modulation eines Trägers durch die genannten Synchroni sationssignale und Bussignale bzw. eine Demodulation dieser Signale vorgenommen wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Verwendung in Verbindung mit einem eine Katho denstrahlröhre aufweisenden Monitor (59) im Verbindungskabel (60) mindestens zwei Glasfaserleitungen (61, 62) zusammenge faßt sind, von denen eine (61) zur Übertragung des Taktsi gnals (Clock) und eine (62) oder mehrere zur Übertragung von Video-Daten vom einen Videocontroller (63) enthaltenden Gra phikadapter (57) zum Monitor hin vorgesehen sind, und daß im Graphikadapter ein Modulator (64), der die vom Videocontrol ler kommenden Videodaten einem Träger aufmoduliert, und im Monitor ein Demodulator (65) vorgesehen ist, der die dort empfangenen Video-Daten demoduliert.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Verwendung in Verbindung mit einem einen LCD- oder Gasplasmabildschirm aufweisenden Monitor (59) im Verbin dungskabel (60) mindestens zwei Glasfaserleitungen (61, 62) zusammengefaßt sind, von denen eine zur Übertragung des Takt signals (Clock) und eine oder mehrere zur Übertragung von Vi deo-Daten vom einen LCD-Controller (63) enthaltenden Graphik adapter (57) zum Monitor hin vorgesehen sind, und daß im Gra phikadapter ein Modulator (64), der die vom LCD-Controller kommenden Videodaten einem Träger aufmoduliert, und im Moni tor ein Demodulator (65) vorgesehen ist, der die dort empfan genen Video-Daten demoduliert.