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【转】拆穿皇帝的新衣 10款HDMI线缆深度剖析

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发表于 2015-4-12 17:15:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
转一篇很久以前在杂志上看到的文章!
作为高清影音发烧友的我们,对线缆发烧的也不算少数。即使有不少玩家认为线缆的作用在影音系统中的作用微乎其微,但是选购高品质的线缆,也在发烧友中形成一种共识。而本次测试,我们将以前所未有的方式,对HDMI线缆进行详细的检验和评测,看看高品质的线缆究竟能给我们带来什么?
HDMI接口已经成为目前最佳的高清视频连接方式,它的显示效果出色、体积小巧、连接方便,应用范围广泛。PC、电视机、高清播放机、DVD影碟机、游戏机、蓝光播放机……甚至在MP4中都已经逐渐普及。在购买了新设备之后,为其搭配一条HDMI线缆是我们接下来需要考虑的问题。但是面对市场上林林总总的HDMI线缆,我们该如何选择呢?不同价位的HDMI线缆是否在画面表现上存在区别呢?《微型计算机》评测室联合华测检测失效分析实验室,对市场上常见的HDMI线缆进行了专项测试,用专业仪器和方法,抽丝剥茧般检测出各自的区别。



市场上的HDMI线缆可谓千差万别,就拿最普通的2米长度的线缆来说,价格便宜的有50元的,贵的有几百元的。选择不同价位相同版本的HDMI线缆对于图像质量究竟有没有影响?这是一个争论已久的话题。有不少影音线缆发烧友对高品质HDMI线缆津津乐道,也有人对其全盘否定。其中也不乏所谓的“行家”、“专家”提出了“线缆至上论”和“线缆无用论”两种完全对立的观点,这些言论必然会使刚入门的用户觉得无所适从。那么,看罢本次评测,相信你也会对HDMI线缆有了进一步的认识。
逐本探源——HDMI原理分析
HDMI接口的全称是High Definition Multimedia Interface(高清晰度多媒体接口),是一种在消费电子领域和PC领域同时使用的全数字化接口。它可以传送无压缩的音频信号及视频信号,由于音频和视频信号采用同一条线缆传输,因此大大简化了接口线缆的数量,已经在家庭电器和PC中普及。HDMI接口从出现至今,已经有了多个版本的进化,从HDMI 1.1到HDMI 1.4,虽然接口的外观没有变化,但是功能和带宽已经出现了质的提升。目前主流的HDMI接口版本为HDMI 1.3(a、b、c),但是随着3D视频的流行,HDMI 1.4版本的设备也大量上市,成为各家的重点推广产品。HDMI 1.4带来了几项重大创新功能,包括HDMI以太网络通道、音频回传通道、HDMI 3D视频播放功能和4k×2k超高分辨率的支持。
而在线缆方面,HDMI之前并没有版本之分,比如HDMI 1.1和HDMI 1.3版本的线缆都是一样的,不过在HDMI 1.4版本中,线缆出现了一些变化。HDMI 1.4版本中包含了5种类型的线缆,各有其不同的功能与效能特性。HDMI 1.4版本分为标准HDMI线缆、标准附以太网络功能HDMI线缆、车用HDMI线缆、高速HDMI线缆、高速附以太网络功能HDMI线缆五种。标准HDMI线缆是支持1080p,高速HDMI则支持包括4k×2k、3D视频、Deep Color等先进显示技术,这种线缆其实就是以前的HDMI 1.3版本,它们的带宽需求都在HDMI 1.3版本所能提供的带宽以内。而高速附以太网络功能HDMI还有专用的数据通道,也就是提供设备间网络功能的HDMI以太网络通道,线缆的构造就发生了变化,这点将在后面介绍。在HDMI的标准中,还详细规定了这五类线缆的认证标签。我们在本次的评测样品中,也选择了一些标称为HDMI 1.4版本的线缆,但是都还没有严格按照HDMI标准执行。

HDMI 1.4版本各种类型线缆的LOGO
平时最常见的HDMI接口为TYPE A型,宽度为13.9mm,共有19根针脚,而还有一种双链路的TYPE B型接口则很少见,宽度为21.2mm。HDMI采用并行的4条TMDS差分信号通道,传输链路由三条数据通道和一条时钟通道组成。其中3个数据通道是用来传输红、绿、蓝三色数据信号的,第4个通道用来传送时钟,其时钟频率是数据速率的1/10。HDMI使用的TMDS技术,差分信号共模偏置电压为+3.3V,端口阻抗为50欧姆,额定幅度跳变为500mV(+2.8V~+3.3V),电压摆幅在150mV~800mV之间变化。除此以外,HDMI中还有DDC(显示器数据通道)数据和时钟线传送双向通信信号以及HDCP(高带宽数字版权保护)信号的传输。DDC总线是HDMI兼容性的关键,如果任何设备不兼容HDMI 1.3,整个系统会通过DDC通道自动降低到HDMI 1.2或更低,以确保兼容性。DDC在HDMI线缆中是非常繁忙的,它们不仅携带握手通讯数据,也不断传递HDCP加密密钥。如果HDCP兼容,需要不断地解码钥匙加密的数字信号。
表1:HDMI接口版本功能区别

HDMI 版本 1 1.1 1.2
1.2a
1.3 1.3a
1.3b
1.3b1
1.3c
1.4
sRGB
YCbCr
8声道LPCM, 192kHz,
24bit音频传输
Blu-ray Disc视频音频
全分辨率支持
消费电子控制(CEC)
DVD Audio支持
Super Audio CD
(DSD)支持
Deep Color色深技术
xvYCC
自动声画同步
Dolby TrueHD音频
DTS-HD Master
Audio音频
CEC命令行表更新
以太网络通道
音频回传通道
HDMI 3D功能
4k×2k分辨率支持

HDMI线缆可以实现的最长信号传输距离依赖于整个系统:源设备的性能、显示设备的性能、信号的数据传输率、线缆本身的性能和长度。在数字时代,我们使用数据速率来描述每秒的比特数据量。HDMI线缆的长度和最大数据传输速率息息相关,如果出现距离过长的问题,HDMI设备所接收到的信号则会出现没有图像、掉帧、雪花,或者没有声音的情况。HDMI线越短,能够实现的最大数据传输率就越高。举个例子,一根HDMI线在2m长度下的数据传输率为19Gb/s,可以满足1080p、120Hz、48bit色深的视频传输。但是如果长度到了6米之后,数据传输率就降到了10Gb/s,只能满足1080p、120Hz、24bit色深的视频传输了。所以说,这根线缆的长度增加之后,数据传输率也会降低。


 楼主| 发表于 2015-4-12 17:15:25 | 显示全部楼层
升频MPINS F300HD
不要小看了这根线,这根线在香港媒体《e-ZONE》的HDMI线缆横向评测中,获得了清晰度、画质、锐利度多项“第一”的殊荣(他们的购买价格为55港币)。
升频(DON SCORPIO)一直宣传为美国品牌,我们事先也怀疑这样便宜的价格是否有假货之嫌。此外,我们在美国Bestbuy商场、亚马逊购物网都未曾见过这个品牌。
网络上搜索也大多是中文页面,和魔声、SONY相比完全是两回事。我们购买这款产品的目的,也是为了对比这种线缆和真正的国外品牌之间的差别。
长度:1.8m
市场参考价:35元
富士骨灰1.4版本3D精装版
富士(Fujicables)是一个在网络上比较出名的高性价比的HDMI线缆品牌,其HDMI线缆质量在网友中有不错的口碑。
从定位上来说,富士骨灰的定位要低于绿曼巴,所以在价格上也比较实惠。从线的材质上来看,绿曼巴用的是镀银铜芯,而骨灰用的是无氧铜,而且骨灰的接口外壳用的是金属材质。
值得说明的是,虽然富士骨灰标称1.4版本,但是在我们后面的测试中发现,骨灰只使用了4对TDMS信号线,和其他HDMI 1.4线缆有区别。
长度:1.5m
市场参考价:45元
秋叶原Q6111
秋叶原是一家以线缆制造生产出名的厂商,其产品在家电渠道非常常见,所以普罗大众对这个品牌很熟悉。
我们测试的是一根型号为Q6111的标准HDMI线,标称的最高传输速度为10.2Gb/s,支持的分辨率为1080p,按照这个规格来看应该是支持HDMI 1.3规格。
但是在后面的描述中又有通过HDMI 1.4版本的字样,可是全然没有支持3D视频的描述。
长度:1.8m
市场参考价:50元
山泽扁平HDMI
山泽这根线缆采用的是扁平化设计,并且包裹了尼龙编织网,在做工上看起来还不错。
而插头上还有金属外壳,再加上线缆两头的屏蔽环,给人一种很高档的感觉。这根线的包装上标注的是HDMI 1.3C版本,使用无氧铜作为线芯。
长度:2m
市场参考价:99元
ACCELL UltraAV系列
ACCELL UltraAV系列HDMI线缆采用了时下流行的扁平线设计。这种设计常用于各品牌的高端家庭装修用线中,原因是扁平线很适合用于家装中埋墙走线。
在转角的时候,普通圆心线无法弯折较大的角度,而扁平型则可以。扁平线虽然厚度不大,但是仍然经过了完整的三层铝箔屏蔽。
UltraAV的数据传输率为6.75Gb/s,支持HDMI 1.3标准,完全支持目前的主流高清视频格式。
长度:2m
市场参考价:129元
富士绿曼巴1.4版
绿曼巴是富士推出的支持1.4版本的HDMI线缆,并宣称达到了21.8Gb/s的数据传输率,完美支持3D高清视频和4k×2k分辨率。
绿曼巴的线缆颜色为绿色,并以外形形似的一种非洲毒蛇绿曼巴命名,并采用镀银铜芯线。大家在购买绿曼巴的时候要注意,该线缆有两种版本,一种是使用了镀银铜丝的版本,一种是使用普通无氧铜的版本。本次测试的是镀银铜丝版本。
长度:2m
市场参考价:205元
开博尔A系列
近年来,开博尔品牌在网络上的知名度越来越大,被很多网友奉为高性价比的代表。开博尔的HDMI线缆中,A系列属于定位稍高的主推产品,讲究的是扎实的做工和用料。
A系列中的7m以下的短线线径为28AWG,长线线径为24AWG,使用了纯铜线芯和三层屏蔽线,屏蔽线外是铜编屏蔽网,再外面为胶皮和尼龙编织网。
开博尔A系列HDMI线缆也支持HDMI 1.4版本设备,支持3D 1080p视频。
长度:2m
市场参考价:218元
RCA银蛇RHC16120AA
RCA银蛇系列HDMI线缆的外观和它的系列名称一样,线缆外表包裹了一层灰色的尼龙编织网,尼龙网的里面采用8mm厚的绝缘材料。
这款线缆标称支持1.4版本的HDMI设备,可以实现4k×2k的超高分辨率,并支持3D 1080p高清视频和音频回传。
HDMI 1.4版本还有一个新的功能就是音频回传通道,它可以从电视机往音频设备方向再回传一个通道的音频,比如电视机本身拥有数字机顶盒,将音频传输到音箱上时,只需要一根HDMI线缆就可以了。
长度:2m
市场参考价:299元
SONY DLC-HD20P
由于SONY拥有众多的HDMI产品线,如电视、PS3,所以SONY也有自己的HDMI线缆。SONY的HDMI线在市场中并不少见,但是和魔声一样,仿冒品非常多。
所以SONY在防伪方面的工作也相对进行了加强,采用一次性包装,并有相应的防伪标识。SONY DLC-HD20P的包装上并没有标识这款线所支持的具体规格,只是从包装上的Category 2规格上可以看出,它提供2.2 Gb/s的数据传输速率。
长度:2m
市场参考价:299元
魔声MC 1000HD
魔声(MONSTER,又名怪兽)是一个在发烧友口碑中非常不错的美国线缆品牌,该品牌的线缆做工优秀,用料十足。魔声MC 1000HD国内代理商的报价高达2500元,所以很多国内玩家贪图便宜,购买网络上几十元的假货。
我们测试的魔声MC 1000HD 2m线缆一头为普通形状的直插HDMI接头,而另一头则是转了90°的弯头。这种设计的目的是电视机挂墙使用HDMI线缆时,连接更方便,不会出现插不进去的情况。
MC 1000HD是一根Ultra-High Speed HDMI线缆,最大数据传输率为10.2Gb/s,支持1080p以上的分辨率、12bit色深、120Hz频率。
长度:2m
市场参考价:2500元
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 楼主| 发表于 2015-4-12 17:16:22 | 显示全部楼层
模拟信号和数字信号的差别
在模拟时代,线缆品质和信号品质息息相关,而且也和线缆的长度有关系。当模拟视频电缆长度逐渐增加,视频信号质量逐步下降。如右图所示,图像的质量逐渐呈一个线性的下降过程。在输入信号Vi中,还可能因为线缆受到外界的干扰,而叠加干扰信号。信号在放大的过程中,干扰信号也被一并放大,在多级放大电路中,干扰信号就有可能影响到正常的输出信号,从而导致画面受到影响。模拟视频信号有可能出现振幅、高频信号或者低频信号三种损失,画面可能会变得暗淡,或者变得温和。观众对比出现损失的画面和完美的图像后,将会看到两者有明显的区别。

模拟信号质量曲线
而在数字时代,数字信号的抗干扰能力优于模拟信号。不过并不是说数字信号就不会被干扰,数字信号上一样的可能被叠加干扰信号。
数字信号是以“10”的方式进行传播的,比如规定0.8V~1.3V之间的电平为高电平,虽然高电平被干扰信号叠加,但是仍然在这个门限以内,一样会被识别为1,而不会被识别为0。在经过放大之后,干扰信号就会被剔除,信号会重新生成标准信号。所以,数字信号抗干扰能力更强。而数字信号的损失方式和模拟信号也完全不同。它的信号在一定长度内都基本保持完美,但是在到某个临界长度后,信号品质会突然大幅度下降,或者消失。图像品质的曲线就好像一个悬崖,俗称“悬崖效应”。线缆的传输距离达到“悬崖效应”点之前,人眼并不能辨别出图像发生了哪些变化,但是在传输过程中,劣质电缆线造成的数据错误实际上已经出现了。我们人眼是看不到因为这些错误造成的画质改变的,是因为数字传输系统拥有纠错技术。如果出现了误码,在门限规定范围内,图像质量就可以保持完美。但是当误码率超出了门限范围之后,就会出现信号崩溃,出现“悬崖效应”。

数字信号质量曲线
在数字时代,数字信号在传输过程中的错误也是不可避免的,但是出错的几率很小,这个几率用BER(Bit Error Rate,误码率)来衡量。一根HDMI线在10m以内时,可能一天才出一个错误。到17m左右,可能1小时出一个错误,19m左右可能1分钟出一个错误。达到22m以上,就可能每秒产生一个错误,再长就可能超过门限导致信号崩溃。举个例子,大家在看模拟信号的电视节目时,有可能看到色彩出现变化、噪点较多、出现干扰纹、鬼影等各种视频质量下降的现象。但是在数字时代,只要信号本身没有问题,家家户户的节目效果都是一样的,如果误码过多,画面就会出现马赛克,或完全黑屏。
“线缆至上”还是“线缆无用”
由于HDMI接口所传输的图像或音频信号的数据量非常大,因此对线缆的要求也非常高,只有合格的线缆才能传输高带宽的数据。但是,50元和500元的同规格HDMI线缆,在画质表现上又有什么区别呢?是不是500元的线能够获得更好的画质效果呢?这是一个长时间存在并正在争论的问题。
拜托有点常识好不好,HDMI是数字传输的,一条线要么可用要么不可用。只要可用的线,传输的信号都是完全相同的,根本不可能有任何画质音质上的区别。如果线比较长,例如超过5米10米以上,那线的材质的确会影响信号传输的可靠性,因此长线的制造标准要更高一些,但只要质量过关,用起来就都是一样的。——网友 finalpatch
言之有理,本人涉足音视频也算蛮久了,所谓的发烧线缆在模拟传输时代应该有一定的作用,但也决非传言中的那样,更多的是心理作用罢了。到数字时代传输的是非1即0的概念(信号),也就是通与断,楼主讲得没错。前提是合格的产品,标准就是这端传输到那一端发生错误的几率低到可以忽略不计。——网友 xujnhua
不敢苟同,楼主是否考虑过线缆的抗干扰能力对信号的影响进而对画质的影响呢?如产生水波纹或音画不同步以及手机信号的干扰音等等。一条过关的普通线缆和一条优质线缆乃至发烧线缆的区别就在于细节上的把握吧。但是在这些细节上的提升体现在价格上就是性价比的降低,而且给人的直观感觉也极细微甚至需要精密的专业设备才能体现出来。——网友 tcl75
不同品牌型号的HDMI线在音画细节上都会有点差别。怪兽、KIMBER、AQ、GOLDENSOUND四个品牌的画面就有是四种风格。HDMI 1.3要传输音频信号,这就跟玩数码同轴线一样,不同线的声音也会有区别,尤其是对于自己熟悉的画面,比分辨声音更直观容易得多。比如看维也纳金色大厅场景,不同的线对大厅那种金碧辉煌的感觉的表现就各有差异。——某发烧友
流言终结者——主观画质测试
测试方法说明
主观测试
测试设备和影碟:SONY PlayStation 3、东芝55SV650C LCD电视机、《Super HiviCast》影碟。
静态测试
(1)清晰度:整页为不同字号的中文和英文字符,观察各字符的细部影纹及其边界的清晰程度。
(2)灰阶变化:用灰阶过渡的图片考察灰阶变化,是否有明显的条纹。
(3)图片细节:水果静物图片,观察色彩变化和噪点,还有亮部和暗部细节。

动态测试
(1)《灵魂战车》片段:考察人物肤色、火焰变化和黑暗处的细节,以及大动态的细节表现。
(2)《HQV Benchmark》片段:通过摩尔纹考察、噪点考察等专用测试视频片段考察各自的区别。
MC评测工程师 刘宗宇:很遗憾,我始终没有看出任何画质上的区别。在清晰度测试中,最小号字体的“鱼”字旁的竖线会有明显的虚影,在换用任何一条线都有这条虚影,而“日”字底的横线的缺失状况在每根线上都有相同的问题,英文“o”字的锯齿状纹路在每一根线中也都得到了一样的表现。而在灰阶变化的图片里,会有一定的条纹,而这些条纹在每根线中都有出现。而在观察其他图片和视频中,我们都圈定了一些细节,仔细观察后发现这些细节都完全一样,没有观察到换线后的变化。
华测检测工程师 赵良:换上不同的线后,完全没有看出各自之间的差别。无论是在图片还是在视频中,事先圈定的细节通过比较都没有任何区别。在水果静物图片中,噪点的情况在每根线中都有出现,并没有哪个好一点或是差一点。水果的颜色和叶子的轮廓,包括酒杯上反射的蜡烛的影子,在十根线缆上也看不出区别。在灰阶变化的图片里,过渡条纹的曲线弧度都一样。总之,事先圈定的细节问题,在每根HDMI线上都有着一模一样的表现。
DH评测工程师 吴晶(特邀):很难观察出画质上的区别。因为清晰度是不可能有变化的,所以我重点考察的是亮度和色彩。在换用不同的线之后,亮度并没有变化。色彩方面,的确没有看出各自的风格有什么不同。图片中比较艳丽的地方在换用不同的线后都会保持色彩,如果是表现比较差的地方,比如在水果图中有一部分色彩比较暗淡,缺乏润泽感。在换用大品牌的线之后,这个部分也没有改善,没有说是用SONY和魔声之后就会变得更漂亮。

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 楼主| 发表于 2015-4-12 17:16:46 | 显示全部楼层
客观测试
方法:用柯尼卡美能达的分光色度仪,检测三原色画面的亮度值和色度值。
我们记录了电视机在显示三原色时的亮度值和色度值,每个点统计五次求平均值,最后的结果反映了当时的色彩坐标。测试的目的是为了防止人眼因为辨别能力的限制无法看出每根HDMI线之间的色彩变化,用敏感的机器来测试出每根线的区别。
表2:画质客观测试结果

R G B 色彩
范围
亮度
cd/m2
X Y 亮度
cd/m2
XY 亮度
cd/m2
X Y
1.升频
MPINS
F300HD
61.420.64560.3243229.410.27510.644429.580.15170.051481.92%
2.富士
骨灰
61.770.6441 0.3240 229.790.2756 0.6437 29.65 0.1519 0.0515 81.47%
3.秋
叶原Q6111
62.080.6437 0.3247 230.2 0.2750 0.6441 29.49 0.1517 0.0511 81.55%
4.山泽
扁平
62.190.6461 0.3263 230.53 0.2764 0.6444 29.27 0.1509 0.0509 81.91%
5.ACCELL
UltraAV
62.190.6433 0.3259 228.06 0.2747 0.6454 29.55 0.1514 0.0515 81.6%
6.富士
绿曼巴
61.800.6457 0.3266 228.49 0.2747 0.6430 29.72 0.1514 0.0512 81.72%
7.开博尔
A系列
62.120.6464 0.3265 229.91 0.2751 0.6440 29.68 0.1516 0.0515 81.92%
8.RCA
银蛇
62.80 0.6452 0.3267 231.67 0.2747 0.6461 30.06 0.1516 0.0517 82.03%
9.SONY62.04 0.6446 0.3254 229.63 0.2749 0.6457 29.68 0.1515 0.0515 81.92%
10.魔声
MC 1000HD
62.14 0.64570.3266 229.920.2754 0.6456 29.95 0.1516 0.0519 81.97%

和我们前面所说的相机拍摄屏幕的情况一样,用同一根线,在同一个画面的情况下,分光色度仪五次测试之间的数据因为光线变化、快门抖动等原因都会对结果造成细微的影响。这些线缆的测试结果显示差别并不明显,差距在合理的误差范围以内。如果真的人眼能感受出那根线的亮度更亮,或者色彩更鲜艳,那么测试值的差距至少在5%以上。而且也并没有一个可以遵循的规律可循,就是大品牌、高品质的线缆的色彩范围更大,或者亮度更高。
皇帝的新衣
其实,HDMI数字视频信号的传输过程就如同用网线传输网络信号一样。数据从A端到B端的过程中,“01001”传过去就能保证仍然是“01001”,而不会变成“11001”或是别的。即使出了错,也会在纠错机制的帮助下恢复正确。为什么有人会说换了不同的视频线,就有不同的画面风格、不同的色彩表现呢?在模拟时代,有些信号的频率可能出现相移,导致亮度、音色出现变化是可以理解的。而数字时代,难道一幅红色(255,0,0)的图像,在使用不同的HDMI线传输后,就会变成(253,0,0)抑或是(255,1,2)吗?所以,用不同的HDMI线缆会有不同的画质简直就是荒谬至极的观点。至于有用户表示,自己曾遇到过HDMI线出现雪花,或者在1080p分辨率下出现闪烁的现象,换线后正常。那是遇到了不合格的HDMI线,跟“风格论”并不是一回事。
如果按照某些人的理论,数字信号在传递过程中会失真,那么在网络数据的传输过程中,数据也有可能出现变化。但是事实上,我们从来就没有因为网络传输导致图片的色彩或者内容发生风格上的变化。从来没有看到过贝尔金网线传输的图片质量会优于杂牌网线,更没有听到过复制在Sandisk闪盘中的MP3音色要比复制在PNY闪盘中的更醇美。同样的道理,无论HDMI线缆的价格如何、品质如何、材料如何,只要它的质量合格,符合HDMI规范,那么传输的图像质量就是完全一样的。
道理虽是如此,但是我们曾无数次在专业平面媒体、网络媒体、专业论坛上看到过的HDMI线缆的横评,几乎都有一致的论调。
“索尼原装以及卡登仕的HDMI线的表现的确是最优秀的,尽管效果在一般人看起来与其他品牌差别不是很大,但是对于追求极致效果的玩家来说,这些区别就成为了很关键的购买因素。”
“PEGA HDMI线在这次对比之下,出现了明显的硬伤,的确是比较失望,希望厂家能日后加以改进。”
“相比之下怪兽M1000和CinemaQuest HDMI-3在清晰度表现上要优于其他线缆,富士和贝尔金的效果保持一致。这两款线缆与怪兽和CinemaQuest HDMI-3差之毫厘。但是入门级产品中富士比秋叶原在清晰度上就要好很多。”

示波器眼图张开越大信号品质越好,左图信号质量差,右图信号质量好。
从以上其他媒体的测试结果显示,不同的HDMI线不仅仅是在色彩方面,甚至连清晰度也有了差别,为什么看似专业的测试会出现这样的结果呢?这些所谓的“专业”测试人员的眼睛能察觉到这些细微的差别吗?大家都听说过《皇帝的新衣》这则寓言故事,用到这里是再准确不过的了。前面我们说过,不同的HDMI线有不同的风格根本就是不可能的事情。一些大品牌,如SONY、魔声(怪兽)、线圣等国外品牌的线缆在这些测试者的眼中就画质一流,而其它品牌不仅仅画质不佳,甚至连清晰度都出现了问题。这就像寓言里的故事情节一样,人们都不敢说出自己心里的真实想法,一些厂商、媒体和发烧友宣称高品质的HDMI线会令画质更优秀,无数的不明真相的用户在附和。相信我们的这个说法,会引起不少支持“HDMI线缆风格论”的“发烧友”不满,欢迎你们来邮件和我们探讨这个问题(邮箱地址liuzy@cniti.cn)。不过,在写信前,请你先做一个盲测。请人在你的器材上换用不同品牌的HDMI线缆,如果你十次有五次都能挑出你认为的画质最优秀的,或者画质表现不佳的HDMI线缆,那么我们一定会为前面的说法道歉。
那么,我们就完全不追求HDMI线缆的品质了吗?事实也不是这样,高品质的HDMI线缆虽然不能令画质有所改善,但是它能够令信号的传输品质更佳,出的错误更少。这一点可以通过两个HDMI行业的标准测试项目:误码率测试和“眼图”测试来查看各自的区别。比如说,两根线的价格和品质有差别,虽然传输的图像完全一样,但是品质好的线在示波器上的眼图更漂亮,而错误更少。很可惜的是,我们联系了很多厂商,都无法完成这两个项目的测试。不过,《微型计算机》评测室联合华测检测一起,在华测检测通过专业的仪器考察每根HDMI线缆品质,从中也可以比较出这些线缆的区别。
华测检测公司(CTI)介绍
CTI华测检测技术股份有限公司是中国第三方测试、检验与验证服务的开拓者和领先者,为众多行业和产品提供一站式的全面质量解决方案。CTI具有中国合格评定国家认可委员会CNAS认可及计量认证CMA资质,并获得英国UKAS、新加坡SPRING、美国CPSC认可,检测报告具有国际公信力,赢得了国内外众多知名企业的信赖。
基于遍布全球服务网络和深厚的服务能力,CTI在工业品检测、消费品检测、贸易保障及生命科学四大领域,提供有害物质、安规、EMC、可靠性、失效分析、材料分析、环境安全、计量校准、纺织品、鞋类、皮革、玩具、汽车、验货、食品、药品、化妆品等多项检测服务。
CTI可靠性分析测试中心可以对产品的可靠性和寿命进行综合分析测试,下属的失效分析实验室可以对电子产品、金属和非金属制品进行材料、工艺、质量方面的分析与评测,能够对相关产品在设计、生产、检测和使用中出现的故障进行机理分析,为客户提供专业的全套解决方案。

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 楼主| 发表于 2015-4-12 17:18:51 | 显示全部楼层
焊点质量检查
使用X-RAY透视仪,对HDMI线缆的插头进行X射线透视,观察接头的焊接质量是否存在问题。如果引脚缝隙之间存在金属屑类物质,从工艺角度分析可以判断这是引脚和线路焊接时留下的焊锡渣。

X-RAY透视仪
焊锡渣存在于插头的封闭空间中,有可能会使各引脚之间发生短路,或是使各引脚之间的耐电压值降低,从而导致线路和设备出现功能失效或烧毁的情况。其次,部分引脚与线路焊接处的焊料不饱满,很容易导致焊点断开或接触不良。
升频MPINS F300HD
升频MPINS F300HD的插头内还算干净,只发现了一点焊锡渣。但是这点焊锡渣存在于两根线之间,这比较容易引起短路的现象。

我们通过X射线还发现了它的接口的19根引脚并不是完全都用起来了的,仔细数数只有15根线。这说明它为了节约成本而偷工减料,在接下来的开膛破肚中我们将核实这个情况。
富士骨灰1.4版本3D精装版
由于富士骨灰1.4版本线的插头使用了较厚的金属外壳,需调高X射线功率后才能穿透。穿透后它的内部很干净,不过,问题和前一款线一样,部分引脚空焊,说明导线数量肯定没有标准的19根,用料不足。
这是一根号称1.4版本的线,不应该出现这样的情况。或者这根线本身就是1.3版本,我们不得而知。
秋叶原Q6111
秋叶原Q6111的焊点质量还可以,比较饱满,但是锡渣残留比较多,主要集中在引脚附近,长时间使用后比较危险。
我们在这条线的透视图中也发现它缺少几根线,这将在后面进行核实。
山泽扁平HDMI
山泽扁平HDMI线的焊点附近有较多的焊锡渣残留,还有个别导线有散丝现象。

散丝的导线主要是TMDS Data Shield屏蔽线缆,虽然不是传递信号之用,但是做工应该更严谨。
ACCELL UltraAV
没有发现锡渣残留的现象,焊接质量还算不错,隐隐约约可以看到用于屏蔽的铝箔层。

富士绿曼巴1.4版
焊接质量一般,插头内部有一些锡渣残留,但主要集中在束线的位置,离焊点较远,没有大问题。
开博尔A系列
X射线透视能看到明显的金属屏蔽网和屏蔽铝箔,插头内有较多锡渣残留,这有可能会对相邻线路间的绝缘及耐压产生影响。
RCA银蛇
插头内部很干净,没有残留的锡渣,如果非要挑剔的话只是一根用于屏蔽信号的导线有散丝现象。
SONY DLC-HD20P
前面8款的HDMI接口金属外壳都只是到接口部分就没有了,而SONY的金属外壳一直屏蔽到了线束里面,并和线缆的金属屏蔽编织网咬合在一起,起到很好的屏蔽作用。
插头内还是发现了一个焊锡渣残留,而焊点质量没有问题。
魔声MC 1000HD
魔声MC 1000HD接口金属外壳和SONY一样,一直屏蔽到了线缆金属编织网处,并有金属条包裹起来。必须将X射线电压调高才能穿透金属壳看清楚内部情况。
接头内部很干净,无锡渣残留。但在90°弯头处有一个焊点的焊料不饱满。
内部结构和线缆直径检查
我们将线剥开,观察线芯数量,和刚才的X-RAY检查部分的结果进行核对。同时用100×的金相显微镜观察HDMI线中粗细两种线芯的直径,计算截面积。所有的图片放大倍数都是相同的100×,也可以根据照片直接判断各线缆之间的粗细。

金相显微镜
HDMI线缆外面一般是尼龙编织网,防止磨损,这层网并不是必需的。第一层为橡胶表皮。第二层是金属屏蔽网。第三层为锡纸,包裹里面的线材,也有屏蔽作用。内部铜线有四组三根一组的绞合线,绞合线外面也包裹有锡纸,还有7根单独的彩线。线的总数量为19根,对应接口上的19个触点。
HDMI的4组屏蔽绞合线,它们就是用来传输前面所介绍的4组TMDS信号的。每组屏蔽绞合线一般由两根信号线和一根屏蔽线组合而成,总共12根。剩下的7根线分别对应+5V、DDC时钟、DDC数据、ECE/DDC的地线、HPD热插拔、CEC等。信号线直径较粗,其他的功能线一般线径较细。不过根据后面的观察发现,信号线线径粗的原因并不是里面的铜丝更粗,而是胶皮更粗的缘故,粗线和细线的铜丝粗细基本都是一样的。

HDMI线缆解剖图
而高速附以太网络功能HDMI线缆,也就是HDMI 1.4版本中新增的版本,屏蔽绞合线的数量上升为5组,多了一对差分信号线。多出来的一组差分信号就是HEC(HDMI Ethernet Channel)网络通道,它利用原本保留的14#线及用做热插拔诊断的HPD线传递信号,用ECE/DDC的地线增加功能做为该信号的屏蔽线。再加上另外的5根彩线,总数也是19根。所以,HDMI线缆是否是HDMI 1.4新版线缆,剥出来就知道了。
升频MPINS F300HD
升频MPINS F300HD的线缆剥开之后我们发现里面并没有金属屏蔽网,而且总共的线只有15根,结果和前面X射线检查的一致,缺少的4根线是TMDS信号中的屏蔽线。
粗一点的信号线截面图可以看到它使用了7根细铜丝组成,每根细铜丝的直径为100um。这种线如果在示波器上进行测试,肯定会因为屏蔽不佳而导致信号眼图张度受到影响,我们很难想象这样的线居然还在某些媒体上获得画质第一的称号。
TMDS信号线直径:100μm×7
截面积:0.2198mm2
富士骨灰1.4版本3D精装版
富士骨灰在X射线检查中,也有很多空焊点,剥开一看,总共的线比升频还少,只有13根。它虽然有金属屏蔽网,但是比较稀疏。
它不但缺少四组TMDS信号中的屏蔽线,另外的7根线也只有5根。它的TMDS信号线是一根铜丝,线径为244.3μm,由于测量误差的原因,标准线径应该为250μm,截面积要比其它线小一些。
TMDS信号线直径:244.3μm
截面积:0.1874mm2
秋叶原Q6111
秋叶原Q6111线缆的标称胶皮比较柔软,剥开后,金属屏蔽网比较稀疏。它也只有15根铜线,4组双绞屏蔽线中没有屏蔽线。
它的铜线中间是一根铜丝,铜丝的线径比富士骨灰更粗。测量出来的线径为294.9μm,截面积比前面两款都要大。由于测试误差的原因,真正的线径可能有300μm。另外7根功能线的线径也有291.1μm。
TMDS信号线直径:294.9μm
截面积:0.2731mm2
山泽扁平HDMI
山泽扁平HDMI线的外面是尼龙编织网,里面的四组差分信号线和7根功能线总共19根一共分成了五组,每组线外面都有金属屏蔽网和锡箔纸包裹。
它的一组TDMS差分信号线包含两根TMDS信号线和屏蔽线,屏蔽线为两根线径0.25μm左右的没有胶皮的铜线。
TMDS信号线直径:317.7μm
截面积:0.3169mm2
ACCELL UltraAV
ACCELL也是扁平HDMI线,只是没有外面的尼龙编织网,线缆的内部结构和山泽基本类似,总共19根铜线一根不少。
只是它的TDMS差分信号屏蔽线是由结构和TDMS差分信号线类似的7根细铜丝组成,外面没有胶皮。后面测试的TDMS差分信号屏蔽线大多数采用了这种结构。
TMDS信号线直径:103.8μm×7
截面积:0.2368mm2
富士绿曼巴1.4版
富士绿曼巴是一根1.4版的HDMI线缆,所以剥开之后会发现它的结构和前面几根线有一些区别。
它的TDMS差分信号线一共有5组,每组三根。而且绿曼巴宣传使用了镀银铜线,我们在剥开信号线胶皮后发现的确是这样。
TMDS信号线直径:105.1μm×7
截面积:0.2428mm2
开博尔A系列
开博尔A系列在剥开胶皮之后,会发现铜编屏蔽网很密实,用料还算不错。它也是使用了5组TDMS差分信号线,专门留出了一组网络通道。
而且开博尔A系列铜导线的线径要比其他HDMI线缆明显粗得多。实际测量直径达到了131.6μm,一共7根铜线的截面积要比质量差的线足足大了一倍。
TMDS信号线直径:131.6μm×7
截面积:0.3807mm2
RCA银蛇
RCA银蛇也是一根宣称为HDMI 1.4版本的线缆,它的内部同样使用了5组TDMS差分信号线,拥有完整的19根线缆和多种屏蔽层。
它的铜线的直径为100μm,做工用料中规中矩,包括密实的屏蔽铜线编织网和2层屏蔽铝箔。
TMDS信号线直径:100.0μm×7
截面积:0.2198mm2
SONY DLC-HD20P
SONY DLC-HD20P是一根普通版本的HDMI线缆,所以是四组TDMS差分信号线。它同样拥有完整的19根线缆和屏蔽层。
它内部的19根线缆中,TDMS差分信号线看起来线径更粗,但是内部的铜丝直径为102.5μm×7,胶皮厚。而其他的7根功能线线径虽细,但是铜丝直径达到了129.7μm×7,胶皮更薄。
TMDS信号线直径:102.5μm×7
截面积:0.2309mm2
魔声MC 1000HD
从显微镜的观察来看,魔声MC 1000HD的TDMS差分信号线内只有四根铜丝。仔细测算一下每根铜丝的直径达到了162μm,所以截面积为0.3296mm2,仅次于开博尔。
而且线径更细的功能线里面的铜丝直径也达到了126.6μm,7根铜丝的总截面积也达到了0.3523mm2,比其他线的用料更好。再加上厚实的屏蔽层、胶皮和做工,魔声MC 1000HD线缆给人的手感非常不错。
TMDS信号线直径:162μm×4
截面积:0.3296mm2

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 楼主| 发表于 2015-4-12 17:19:57 | 显示全部楼层
镀层厚度检查
金镀层耐蚀性强,导电性好,易于焊接,耐高温,且具有一定的耐磨性,而且还很美观。所以,几乎大多数HDMI接口都会镀上一层薄薄的金。不过,我们这里测试的不是接口外壳的金层厚度,因为它的厚度对电气性能没有丝毫影响。我们是对接口中PIN针的镀层结构、厚度和成分并进行了分析。

JEOL透射电子显微镜
我们使用透射电子显微镜搭配能谱仪对PIN针进行测试。透射电子显微镜可以观察纳米级的微区元素,并对元素的成分进行分析。

进行镀层观察和成份分析
测试时将这些HDMI线缆的PIN针通过切片法纵向剖开,从侧面观察镀层的结构和厚度。(图中放大倍数有差别,具体受人工制样的影响,对薄于0.1μm的镀层测试结果可能会有偏差。)

升频MPINS F300HD

富士骨灰1.4版本3D精装版

秋叶原Q6111

山泽扁平HD

ACCELL UltraAV

富士绿曼巴1.4版

开博尔A系列

RCA银蛇

SONY DLC-HD20P

魔声MC 1000HD
从测试结果来看,PIN针主要使用的是锡青铜作为基材。锡青铜具有高弹性、良好的耐磨与耐腐蚀性能,适用于制造各种弹性元件。插头连接器的PIN针要应对频繁的插拔,所以一般会使用锡青铜。然后在基材上先镀镍,镍上再镀金。先镀镍后镀金的原因是铜质基材上直接镀金非常困难,所以一般来说PIN针的结构会观察到三层。颜色最深的一层为铜,颜色淡一点的为镍,而颜色发白发亮的地方为金,在成分分析中也进行了验证。镀层厚度检查中主要观察的就是镀金层的厚度和质量,从结果来看大致可以分为四个档次。
第一档次:魔声MC 1000HD(2.65μm)、SONY DLC-HD20P(2.16μm),它们的镀金层都比较厚,而且很连续。
第二档次:秋叶原Q6111(0.71μm),它的镀金层比第一档的样品要薄,但比起其他样品又厚了很多,而且也很连续。
第三档次:开博尔A系列(0.18μm)、RCA银蛇(0.17μm)、山泽扁平线(0.06μm),镀金层很薄,但还好都比较连续。
第四档次:ACCELL、升频和两根富士的HDMI线缆,它们的镀金层都非常薄,而且断断续续,几乎难以测量,只能检测到有金元素的存在。
镀层孔隙率测试
由于镀金层的成本问题,金层通常很薄,镀层中几乎都存在孔隙,会影响其防护性能。腐蚀性气体可通过金镀层孔隙对基材产生浸蚀,再扩散到表面形成斑点。所以孔隙率测试就是分析产品镀层质量的一项关键。测试方法就是将样品暴露于酸性环境中一定的时间,模拟在现实长期使用中遇到的极端情况。然后烘干,再于显微镜下观察镀层的变化情况。镀层在实验后被腐蚀得越严重,则说明其质量越不好。那么在现实中当镀层出现腐蚀后,引脚基材也就很容易被损坏,从而导致HDMI接头出现性能和功能的故障。
第一档次:魔声MC 1000HD、SONY DLC-HD20P
表现很不错,PIN针上还有很完整的镀金层包裹,PIN针接触点没有出现腐蚀。
第二档次:秋叶原Q6111、RCA银蛇
腐蚀比较轻微,但是PIN针接触点上仍然出现了黑色腐蚀点。
第三档次:ACCELL UltraAV、开博尔A系列、山泽扁平HDMI、富士绿曼巴
腐蚀程度严重,出现了大面积的腐蚀斑块。
第四档次:富士骨灰1.4版本3D精装版、升频MPINS F300HD
腐蚀很严重,几乎没有看到还有镀金层能够剩下,有大面积的腐蚀斑块。

升频MPINS F300HD

ACCELL UltraAV

富士骨灰1.4版本3D精装版

富士绿曼巴1.4版

秋叶原Q6111

开博尔A系列

山泽扁平HDMI

RCA银蛇

SONY DLC-HD20P

魔声MC 1000HD

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 楼主| 发表于 2015-4-12 17:20:35 | 显示全部楼层
测试总结画质看不出差别
在前面我们对数字信号的传输方式进行了说明,只要它能够保证数字信号在传输过程中不出错,价格便宜的线材和昂贵的线材就不可能在画质上出现差别。我们评测的这十根HDMI线缆中,既有偷工减料的HDMI线缆,也有用料扎实、做功优秀的线缆,它们的显示效果并没有区别,无论是从清晰度方面、色彩方面还是亮度方面都完全一样。至少,我们的眼睛无法去识别那些细小的差异。那些偷工减料的HDMI线缆,大多数省去了TDMS中的屏蔽线,这根线对功能没有影响,但是对信号品质有较大的影响。好在我们测试的线缆都是比较短的1.8m和2m的长度,所以,没有因为“悬崖效应”而出现问题,信号的BER错误率在可以接受的范围内。
做工品质决定价格
虽然画质一样,但是我们还是要追求HDMI线缆的品质。偷工减料的HDMI线缆极易出现闪烁、雪花、黑屏等现象。而且做工不佳的HDMI线缆的接口也容易出现接触不良或者短路等电气性能方面的问题。特别是用于埋墙的长距离HDMI线缆,非常容易因为质量问题造成信号传输受到影响,到时候就后悔莫及了。
从各项评测结果来看,基本可下这个结论,就是做工品质决定价格。廉价线缆偷工减料现象严重,而价格在200元以上的HDMI线缆基本能够保证按照规范要求制造,并保证一定的品质。
选购建议
从我们的测试结果来看,不同价格档次的HDMI线在画质上面没有差别,但是并不是说我们随便买一根线就行了。首先还是要保证HDMI线缆的品质做工要优秀。对于普通用户来说,短距离HDMI线缆可以选择200元左右的价格适中的产品,而且最好选择HDMI 1.4版本,应对未来更大的分辨率和3D应用。
如果是要选购长距离的HDMI线缆,可以选择线径更粗的产品。在HDMI线缆中,用AWG(American Wire Gauge)美制电线标准来衡量线径的粗细,AWG值是导线直径(以英寸计)的函数。AWG前的数字越小表示线径愈粗,所能承载的电流就越大,反之则线径越细,所承载的电流量越小。一般HDMI线缆的线径从30AWG~22AWG都有,不同线径的HDMI线缆可以达到的长度有区别。短距离线缆选择26AWG和28AW就能够满足,如果要达到10米以上的传输距离,一定要选择24AWG或更粗的HDMI线。本次我们测试的HDMI线缆大多数都没有标明线径,唯一例外的是魔声MC 1000HD,它的胶皮上标注的规格是“26AWG/8C+28AWG/7C”,意思是4对TDMS信号线是采用26AWG规格的线缆,而7根功能线则使用的是较细的28AWG线缆。
购买HDMI线的时候还要注意不要买到假冒产品,比如目前网络上几十元的“魔声、线圣、SONY”已经泛滥,贪图便宜就容易买到假货。尽可能地在一些有信誉的商家处购买进口品牌的HDMI线缆,同时应具备一定的鉴别能力。比如,查看PIN针的镀金层的金黄色是否饱满,接口做工是否优秀等。还可以查看产品是否通过的HDMI协会认证。如果一个线缆的包装上印有HDMI或HDMITM的标志,这说明该产品是经过了HDMI协会官方指定的ATC测试合格的产品。如果大家看到只写了HDMI四个字母,那有可能是该产品没有经过HDMI协会指定的官方测试,这时就一定要谨慎购买了!
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发表于 2015-6-12 08:37:50 | 显示全部楼层
涨知识了,谢谢!
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发表于 2015-6-13 10:09:37 | 显示全部楼层
谢谢分享!
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发表于 2015-6-15 18:33:45 | 显示全部楼层
好贴!谢谢分享!
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