VGA-Anschluss

Der VGA-Anschluss ist ein analoger Bildübertragungsstandard für Stecker- und Kabelverbindungen zwischen Grafikkarten und Anzeigegeräten. Dieser wurde 1987 mit dem Video Graphics Array von IBM eingeführt.

Aufgrund der analogen Übertragung des Bildsignals ist er für Grafikauflösungen über 1280×1024 nur noch bedingt geeignet, Full HD (1920x1080 Pixel) lässt sich allerdings erreichen. Moderne Weiterentwicklungen, wie DVI, HDMI, UDI benutzen daher wieder eine digitale Übertragung. Für analoge Übertragung von NTSC- und PAL-TV-Signalen existieren verwandte Standards, z.B. RGB, S-Video und F-BAS.

Früher wurde unter anderem in Workstations der Unternehmen Sun, Silicon Graphics und IBM der Steckertyp 13W3 verwendet, bei dem die Bildsignale besser geschirmt sind. Die elektrischen Signale sind aber ansonsten identisch.

Eine kompaktere, manchmal in Laptops eingesetzte Variante ist Mini-VGA, welche sich aber nur mechanisch, nicht elektrisch vom ursprünglichen VGA-Anschluss unterscheidet.

Die PC-99-Norm schreibt seit dem Jahr 1999 für VGA-Stecker und Buchsen die blaue Farbe vor.

Ende 2010 gaben Intel und AMD bekannt, ab dem Jahr 2015 kein VGA mehr in ihren Produkten zu unterstützen. In Zukunft wird man sich auf die Schnittstellen HDMI und DisplayPort konzentrieren.^[1]

Steckverbindung

Stecker eines VGA-Kabels

VGA-Anschlussbuchse

VGA-Stecker und Buchse

13W3-Stecker
Über die drei großen Koaxialverbinder werden die Farbkanäle (Pin 1,2 und 3 beim HD15-Stecker) übertragen.

Mit VGA-Stecker bezeichnet man einen 15-poligen Mini-D-Sub-Stecker (auch D-Sub-Mini-Anschluss genannt) mit drei Anschlussreihen (Typ HD15).

Der Ausgang der Grafikkarte ist stets eine Buchse, der Eingang am Anzeigegerät kann prinzipiell beiderlei Geschlechts (vgl. eng. male = Stecker, female = Buchse) sein (je nach Geräte-Modell). In der Regel (alle modernen Röhren- und LCD-Monitore) ist dieser aber ebenfalls eine Buchse, sodass ein Verbindungskabel zwei Stecker-Enden benötigt. Viele Anzeigegeräte (Monitore) haben auch ein fest angebrachtes Kabel, wobei dieses mit einem Stecker endet und an die Buchse der Grafikkarte im PC passt.

Der Nachfolger von VGA- und DVI-Anschluss ist der DisplayPort.

Die Buchse in Steckrichtung.
Pin	Funktion
1	Rot (0,7 Vss @ 75 Ohm)
2	Grün (Pegel & Impedanz dto.) oder (analoges) Monochromsignal
3	Blau (Pegel & Impedanz dto.)
4	ID2 (Monitor-IDentifizierung #2) oder Reserve
5	digitale Masse für DDC
6	analoge Masse für Rot
7	analoge Masse für Grün
8	analoge Masse für Blau
9	nicht belegt; glgt. +5V von der Grafikkarte (= Computer angeschlossen)
10	analoge Masse für Synchronsignale
11	ID0
12	ID1 oder digit. Datenaustausch (DDC – SDA, Serial DAta = Datenleitg.)
13	Horizontale Synchronisation oder gemeinsame Sync. (H + V)
14	Vertikale Synchronisation
15	Digit. Datenaustausch (DDC – SCL, Serial CLock = Taktleitg.)

Der Signalpegel beträgt (außer für die Datenleitungen) 0,7 V_ss mit 75 Ohm Impedanz. VGA-Kabel können je nach Qualität schon bei Längen unter 5 m deutlich störanfällig sein, oder auch bei über 30 m Kabellänge noch ein gutes Signal übertragen. Vorteilhaft ist ein hochfrequenzgeeignetes Kabel (geringe Dämpfung, hohe Abschirmung (>65 dB), passende Impedanz (75 Ohm)) mit koaxialem Aufbau für die Farbkanäle.

Generell ist der VGA-Anschluss für hohe Auflösungen bis 400 MHz Videobandbreite geeignet; dies reicht für die Darstellung von 2560 x 1440 Pixeln bei einem Bildseitenverhältnis von 16:9 und einer Bildfrequenz von 75 Hz aus. In der Praxis ist bei klassischen, analogen Röhrenbildschirmen besonders bei hohen Auflösungen ab 1280 x 1024 auf ein hochwertiges, gut geschirmtes VGA-Kabel zu achten, um ein scharfes, störungsfreies Bild zu erhalten.

Bei modernen, digitalen LCD-Flachbildschirmen ist, falls vorhanden, der digitale DVI-Anschluss vorzuziehen, da durch die Analogisierung des Bildes durch die Grafikkarte und die anschließende Re-Digitalisierung des Bildes im Displaycontroller unweigerlich Qualitätseinbußen entstehen.

Hinweis: DDC1 verwendet Pin 14 (V-Sync) als SCL, allerdings geht nur ein vereinfachtes Datensignal vom Monitor zum PC, DDC2 verwendet dafür Pin 15, unterstützt aber Signale in beide Richtungen und hat mehr Funktionen.

Wenn kein DDC-Signal verwendet werden kann, kann auch das ältere "ID"-System verwendet werden.
Pin 11	PIN 12	PIN 4	Erklärung
ID0	ID1	ID2
NC	NC	NC	kein Monitor angeschlossen
	GND		Monochrom-Monitor
GND			Farbmonitor Auflösung 800x600
GND		GND	Farbmonitor Auflösung 1024x768

Je nach Auflösung(en) gibt es noch mehr Kombinationen (PIN 15 wird dann manchmal als ID3 bezeichnet)

Hinweis: Manche moderne Grafikkarten und Beamer unterstützen auch einen HDTV-Ausgang (Component Video) am VGA-Stecker; dann wird statt des RGB-Signals ein YPbPr-Signal übertragen. Die Belegung ist typischerweise, jedoch nicht zwingend, Rot-Differenz = Pr auf Pin 1, gammakorrigierte Helligkeit = Y auf Pin 2 (mit Sync), Blau-Differenz = Pb auf Pin 3, Pin 6 bis 8 Masse, Rest NC (engl. not connected, d.h. nicht belegt).

Signaleigenschaften

Durch die Generierung von unterschiedlichen Pixelfrequenzen durch die Grafikkarte ist ein Einsatz von einstellbaren Tiefpassfiltern zur Begrenzung der Videobandbreite nach dem RAMDAC technisch kaum realisierbar. Ein VGA-Signal erfährt daher keine Bandbegrenzung, was zu einem treppenförmigen Verlauf des Analogsignals im Pixeltakt mit eventuell vorhandenen Überschwingern nach Pixelflanken führt. Die Verarbeitung solcher Signale ist bei rein analogen Röhrenbildschirmen meist unproblematisch, kann aber bei LCD-Flachbildschirmen zu Problemen führen. Für die Wiedergabe auf einem LCD muss das Signal zuerst mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) wieder digitalisiert werden, was eine korrekte Einstellung der Pixelfrequenz und der Pixelphase (Zeitpunkt der ADC-Abtastung während jeder Pixeldauer) voraussetzt. Dies wird in heutigen Flachbildschirmen durch automatische Routinen innerhalb 0,5-2 s bewerkstelligt, gelingt aber nicht immer fehlerfrei, so dass eine manuelle Feineinstellung für jede verwendete Bildauflösung notwendig werden kann.

Verwandtschaft zu DVI

DVI, der digitale Nachfolger von VGA, besitzt auch einige Pins, in denen ein analoges VGA-Signal übertragen wird. Mit einem Adapter können also VGA-Geräte auch an DVI-Ausgängen betrieben werden, sofern die entsprechenden Signalleitungen auch mit einem analogen Signal versorgt werden (nur bei DVI-I und DVI-A der Fall).

Einzelnachweise

1. ↑ Intel und AMD besiegeln das Ende der VGA-Schnittstelle, golem.de, 9. Dezember 2010, Zugriff am 9. Dezember 2010