VGA端子
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此條目介紹的是一種電腦顯示標準的接口。关于該標準本身，请见「视频图形阵列」。
 一个DE-15公头 | |||
| 類別 | 電腦模拟訊號端子 | ||
|---|---|---|---|
| 產品歷史 | |||
| 設計者 | IBM（基于D-subminiature） | ||
| 設計时间 | 1987 | ||
| 製造时间 | 1987到现在 | ||
| 取代 | DVI (1999) | ||
| 一般规格 | |||
| 视频信号 | RGB視频加上選用的水平垂直同步 | ||
| 引脚 | 15 | ||
| 连接器 | DE-15 | ||
| 数据 | |||
| 数据信号 | 對應於DDC資訊的I²C數據通道 | ||
| 引脚输出 | |||
 | |||
| DE15母接座（顯示卡端） | |||
| 引脚1 | RED | 紅色視訊 | |
| 引脚2 | GREEN | 綠色視訊 | |
| 引脚3 | BLUE | 藍色視訊 | |
| 引脚4 | ID2/RES | 過去為螢幕ID位元2；自DDC2起保留 | |
| 引脚5 | GND | 接地（水平同步） | |
| 引脚6 | RED_RTN | 紅色接回 | |
| 引脚7 | GREEN_RTN | 綠色接回 | |
| 引脚8 | BLUE_RTN | 藍色接回 | |
| 引脚9 | KEY/PWR | 過去為key；現為 +5V DC | |
| 引脚10 | GND | 接地（垂直同步，DDC） | |
| 引脚11 | ID0/RES | 過去為螢幕ID位元0；自E-DDC起保留 | |
| 引脚12 | ID1/SDA | 過去為螢幕ID位元1；自DDC2起為I²C數據 | |
| 引脚13 | HSync | 水平同步 | |
| 引脚14 | VSync | 垂直同步 | |
| 引脚15 | ID3/SCL | 過去為螢幕ID位元3；自DDC2起為I²C時鐘 | |
| 圖表中詳敘了較新的15針VESA DDC2連接頭。圖示中的針腳編號是顯示卡常見的母接頭；在公接頭上的針腳相當於圖例的左右鏡像。 | |||
VGA端子（英語：Video Graphics Array (VGA) connector），是一种用于计算机视频输出的标准连接器。它起源于1987年IBM PS/2电脑及其VGA图形系统，这种15针连接器随后在个人电脑上变得无处不在，[1]同时也广泛见于众多显示器、投影仪及高清电视上。
在VGA诞生之前，BNC和DE-9等连接器就已用于传输模拟RGB信号；VGA问世之后，出现了兼容其信号的mini-VGA等后继连接器。不过，“VGA端子”一词通常特指上述15针设计。[2]
VGA连接器曾一度无处不在，如今部分设备仍在生产VGA端子的设备，但DVI、HDMI和DisplayPort等较新的数字接口（有时经由USB或Thunderbolt转换）已经在很大程度上取代了VGA，现代计算机及其他设备一般不再配备该接口。[3]
物理设计
[编辑]VGA端子是一种三排、15针的D-subminiature连接器，其名称在不同场合被称作DE-15[2]、HD-15，或俗称DB-15(HD)。DE-15是D-sub专有规格下的标准命名——即"E"尺寸的D-sub连接器，三排共15针。
在IBM PS/2的原生VGA端子上，第9针被用作定位键(key)：母头一侧该针位被封死，公头一侧则没有这根针。这意味着现代的VGA线缆若不作任一侧的改造，则很可能无法插入IBM PS/2。
DE-9变体
[编辑]标准的15针VGA端子源自更早的DE-9连接器——该接口曾用于1985年的IBM Professional Graphics Controller(PGC)显卡。在此之前，DE-9也以完全不同的针脚定义用于MDA、CGA、Hercules和EGA。虽然IBM在其Video Graphics Array硬件上始终使用DE-15端子，但一些早期VGA兼容硬件厂商并未效仿，部分早期VGA硬件(显示器、显卡)采用PGC标准的DE-9端子来传输模拟RGB(VGA)信号。
电气设计
[编辑]所有VGA端子传输的都是模拟RGBHV（红、绿、蓝、水平同步、垂直同步）视频信号，同步信号基于TTL逻辑电平。[4]在非标准用途中，这些线路还可用于RGsB（绿同步）与RGBS（复合同步）。
VGA在其现代与原始变体中均使用多种扫描速率，因此与之连接的设备（如显示器）必然需要具备多频同步能力。
其他引脚的含义随时间推移而有所演变。现代设备的信号方式由VESA的DDC规范定义，用于识别所连接的显示设备。
原始VGA接口并未考虑热插拔——即在系统运行时连接或断开输出设备[來源請求]，尽管实践中这样做通常不会损坏硬件或引发其他问题。不过，VESA的DDC规范确实包含了热插拔标准。[5]
PS/2信号规格
[编辑]在IBM最初的VGA实现中，刷新率被限定为两种垂直（帧间）频率（59.94 Hz与70.086 Hz）和一种水平（行间）频率。相同频率下的不同分辨率使用不同的消隐间隔，并通过水平与垂直同步信号的不同极性组合告知显示器。[6][7]
端子上的部分引脚也有所不同：第9针通过封堵母头插孔实现防呆，另有四根引脚用于传输显示器ID。[7]
PS/55信号规格
[编辑]IBM PS/55的Display Adapter（显示适配器）将第9针重新定义为“+12V”，用于在系统主机通电时通知显示器开机。[8]
DDC
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为了通告显示器的显示能力，VESA推出了一项方案，将VGA端子的第9、12、15针重新定义为 VESA显示数据资料频道（DDC）的串行总线。DDC所提供的数据称为扩展显示识别数据（EDID）。[9]
随着VESA DDC规范的实施，部分显示器ID引脚被重新分配给DDC信令，定位键针则按照DDC规范被替换为+5 V直流输出。符合DDC主机系统标准的设备提供5V±5%、50mA至1A的供电能力。[10]
其他形式的连接器
[编辑]mini-VGA
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2000年代早中期，一些笔记本电脑和其他便携式设备配备了一种比DE-15小得多的mini-VGA端子。市面上存在数种互不兼容、却都以“mini-VGA”为名的连接器。
BNC
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BNC制式的RGB视频线缆远早于VGA出现，并常见于其他市场领域与行业。在VGA时代，一些专业显示器（如PSI L240SDI与Sony PVM-20M4E）以及显卡（如AJA Corvid 44 BNC与Bluefish444 Epoch Supernova CG）使用多个BNC连接器而非单个标准VGA端子，通过采用五条独立的75Ω同轴电缆，提供了串扰更少、品质更高的连接。[11]
在15针连接器内部，红、绿、蓝信号（第1、2、3针）彼此之间并无屏蔽[12]，因此15针互连内可能发生串扰。BNC通过让圆形连接器全程保持完整的同轴屏蔽来杜绝串扰，但其连接器体积庞大而笨重。由于需要按下并旋开插头外壳才能拔出，每个BNC连接器周围都需要留出可供抓握的操作空间。此外，DDC等辅助信号在BNC方案下通常不受支持。
DE-9
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同样早于VGA出现的，还有IBM Professional Graphics Controller（PGC）所用的DE-9连接器。它与Color Graphics Adapter（CGA）和Enhanced Graphics Adapter（EGA）一样采用9针连接器，但其信号本身是与VGA兼容的模拟RGB。值得注意的是，早期的NEC MultiSync显示器背面即带有此针脚定义的9针公口。由于该标准在VGA诞生之前就已存在，因此被一些早期的VGA及VGA兼容硬件采用；该接口也见于同年代的某些工业设备。
这种“9针VGA”相比完整版VGA缺少若干引脚，但这通常不成问题——因为这些引脚所支持的自动识别功能本就是逐步演化的产物，而在Windows 95之前，用户对显卡与显示器完全即插即用本无期待。DE-9“VGA”连接器普遍采用同一套针脚定义，且市面上已有转往DE-15标准的适配器。[13]最终，所有VGA硬件制造商都转向了标准DE-15连接器，早期的这一变体就此归于沉寂。
DE-9与DE-15物理尺寸相同，后者只是同一“E”型外壳下的高密度配置。
| 引脚 | PGC | VGA 事实标准 |
|---|---|---|
| 1 | 红（R） | 红（R） |
| 2 | 绿（G） | 绿（G）或绿同步（Gs）[a] |
| 3 | 蓝（B） | 蓝（B） |
| 4 | 复合同步（S） | 水平同步（H）或复合同步（S） |
| 5 | 模式选择 | 垂直同步（V） |
| 6 | 红色回路 | 红色回路 |
| 7 | 绿色回路 | 绿色回路 |
| 8 | 蓝色回路 | 蓝色回路 |
| 9 | 同步接地 | 同步接地 |
适配器
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市面上有多种适配器可将VGA转换为其他接口类型。其中最常见的一种是DVI转VGA转接头——之所以可行，是因为许多DVI接口本身也传输与VGA兼容的模拟信号。而将HDMI或DisplayPort转换为VGA，若不使用主动转换器则无法实现，因为这两种接口不输出模拟信号。
在与HDMI或DisplayPort这类数字格式互转时，需要使用主动转换器。若要从VGA输出到信号方式不同的接口，则可使用较为复杂的转换器。这类设备大多需要外部供电，且转换过程必然带来画质损失。不过，许多现代显示器仍然配备包括VGA在内的多种输入接口，在这种情况下便无需使用适配器。
在某些情况下，VGA也可以转接为SCART，因为只要主机PC设置了正确的同步参数，两者的信号在电气层面是兼容的。许多现代图形适配器可通过软件调整其输出信号，包括刷新率、同步长度、极性以及消隐行数。具体需要注意的问题包括对隔行扫描的支持，以及PAL地区对720×576分辨率的使用。在满足这些限制条件的前提下，只需一个将VGA分离的同步信号合成为SCART复合同步信号的简单电路即可。[14][15]
VGA欺骗器是另一类适配器，专门用于让电脑生成一个“并不存在的显示器”。这在远程访问未连接显示器的服务器（无头服务器）的桌面环境时十分有用。这类假线缆是一个简单的电阻阵列，在每个RGB信号引脚与地之间接入75Ω电阻。
延长器
[编辑]VGA延长器是一种用于增强VGA端口（通常来自计算机）输出信号强度的电子设备。当一个VGA端口需要驱动多台显示器，或者显示器与计算机之间的线缆过长时（线缆在未加延长器的情况下走线过远时，画面常会出现模糊或轻微伪影），这类设备常被用于学校、企业和家庭中。VGA延长器有时也被称为VGA增力器（VGA booster）。[16]
线缆质量
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同一条VGA线缆可用于多种受支持的VGA分辨率：从320×400 @70 Hz、320×480 @60 Hz（12.6 MHz的信号带宽），到1280×1024（SXGA）@85 Hz（160 MHz），乃至2048×1536（QXGA）@85 Hz（388 MHz）。
目前没有任何标准对各种分辨率所需的线缆质量作出规定，但较高质量的线缆通常含有同轴结构的芯线与更好的绝缘层，因此也更粗。
较短的VGA线缆不太会出现明显的信号劣化，但质量良好的线缆即使在较长距离下也不会出现信号串扰（即一条线中的信号在相邻导线上感应出耦合电流的现象）。
阻抗失配会让信号发生反射，就会出现鬼影（重影）。[17]理论上，75Ω的正确阻抗匹配应该能避免这种情况，但实际中出现鬼影时，问题也可能出在设备的信号端接不正确，或者用了无源分线器——原因不在线缆本身。
DB-15误称
[编辑]DE-15与DE-9外壳尺寸相同。DE-9过去常用于视频传输，以及IBM PC的串行接口。由于与传统上用于串行连接的DB-25（外壳大得多）相混淆，DE-9曾被误称为“DB-9”，这一误称又延续到了VGA端子上——后者至今常被称为“DB-15”。[18]
参考资料
[编辑]- ^ Engst, Adam; Pogue, David. Crossing Platforms – A Macintosh/Windows Phrasebook: A Dictionary for Strangers in a Strange Land. O'Reilly Media. 23 November 1999 [16 February 2021]. ISBN 978-1-4919-1679-7.
- ^ 2.0 2.1 VGA Cables - A Complete Buyers' Guide. RS Components. [16 August 2020].
The terminology here is sometimes used rather interchangeably when it comes to labelling various types of VGA cable and can be a little vague. However, the basic or standard VGA connector type will usually be referred to as some variant of the following: DE-15, HD15, VGA plug, SVGA plug, D-Sub 15 or D-Subminiature, or the more generic RGB connector.
- ^ Shah, Agam. VGA ports bowing out of home computers, lingering in the workplace. Computerworld. 31 July 2012 [16 August 2020].
- ^ VESA Video Signal Standard Version 1, Rev. 1 (PDF). March 29, 2000.
- ^ VESA DDC/CI Standard Version 1.1. 2004: 31.
DDC/CI supports hot plugging, provided the display can detect a disconnection of the video cable
- ^ Hinner, Martin. VGA Timings. [7 November 2012]. （原始内容存档于27 October 2012）.
- ^ 7.0 7.1 Video Subsystem (Type 1). IBM Personal System/2 Hardware Interface Technical Reference (PDF) First. IBM. May 1988: 13.99–13.100 [16 February 2021]. （原始内容 (PDF)存档于14 May 2018）.
- ^ Japanese Display Adapters. Ardent Tool of Capitalism. [2023-02-05].
- ^ Understanding EDID - Extended Display Identification Data. Extron. [19 May 2022] （英语）.
- ^ VESA Enhanced Display Data Channel Standard Version 1.1. 视频电子标准协会. 24 March 2004: 18.
- ^ What is the VGA connector and how to use it. Tyfon Tech. 8 February 2018 [26 July 2022] （英语）.
- ^ vga_cable_split&&shielding_image. web.archive.org. [30 November 2025]. （原始内容存档于30 November 2025）. 无效
|url-status=bot: unknown(帮助) - ^ 9 to 15 pin VGA cable pinout and wiring @ old.pinouts.ru. （原始内容存档于19 December 2010）.
- ^ The Nexus: Projects - VGA to SCART Converter. Nexusuk.org. 26 June 2013 [21 October 2013]. （原始内容存档于20 November 2016）.
- ^ VGA to TV converter page. Epanorama.net. [21 October 2013].
- ^ VGA Extenders. ramsdensquare.ca. [2024-08-24].
- ^ How Signal Reflection and Impedance Mismatch Are Related. resources.system-analysis.cadence.com. [2026-05-04] （美国英语）.
- ^ DB-9 (Really DE-9). www.nullmodem.com. [2026-05-04].
参见
[编辑]注释
[编辑]- ^ 例如NEC Multisync 1即支持绿同步。