S/PDIF (Sony/Philiрs Digital Interface Format - формат цифрового интерфейса фирм Sony и Philiрs) - цифровой интерфейс для бытовой радиоаппаратуры.
AES/EBU (Audio Engineers Society / European Broadcast Union - общество звукоинженеров / европейское вещательное объединение) - цифровой интерфейс для студийной радиоаппаратуры
Оба интерфейса являются последовательными и используют одинаковый формат сигнала и систему кодирования - самосинхронизирующийся код BMC (Biphase-Mark Code - код с представлением единицы двойным изменением фазы), и могут передавать сигналы в формате PCM разрядностью до 24 бит на частотах дискретизации до 48 кГц.
Каждый отсчет сигнала передается 32-разрядным словом, в котором 20 разрядов используются для передачи отсчета, а 12 - для формирования синхронизирующей преамбулы, передачи дополнительной информации и бита четности. 4 разряда из служебной группы могут использоваться для расширения формата отсчетов до 24 разрядов.
Помимо бита четности, служебная часть слова содержит бит достоверности (Validity), который должен быть нулевым для каждого достоверного отсчета. В случае приема слова с единичным битом Validity либо с нарушением четности в слове приемник трактует весь отсчет как ошибочный и может на выбор либо заменить его предыдущим значением, либо интерполировать на основе нескольких соседних достоверных отсчетов.
Отсчеты, помеченные как недостоверные, могут передавать CD-проигрыватели, DAT-магнитофоны и другие устройства, если при считывании информации с носителя не удалось скорректировать возникшие в процессе чтения ошибки.
S/PDIF пpедставляет собой упpощенный ваpиант AES/EBU
и используется в бытовой радиоаппаратуре. Оба интерфейса S/PDIF и AES/EBU являются последовательными и используют одинаковый формат сигнала и систему кодирования - самосинхронизирующийся код BMC (Biphase-Mark Code - код с представлением единицы двойным изменением фазы "бифазная модуляция"), и могут передавать сигналы разрядностью до 24 бит на частотах дискретизации до 48 кГц. Таким образом из звуковых данных и сигнала синхронизации создается поток S/PDIF-данных. Каждый бит звуковых данных представлен временным интервалом, начинающимся и заканчивающимся изменением сигнала. Эти изменения (переходы) хорошо видны на сигнале, где они обозначены стрелками. Бит данных "1" создает дополнительный переход внутри временного интервала. Бит данных "0" создает временной интервал без внутреннего перехода. Таким образом звуковые данные и тактовые импульсы объединяются в единый поток данных.
Звуковые данные и информация субкода объединяются в 32-разрядные субкадры. Каждый субкадр начинается с преамбулы, четырехразрядной синхрогруппы, которая нарушает правила бифазного кодирования. Преамбула действует как сигнал синхронизации, обозначающий начало нового субкадра. За преамбулой следуют четыре бита вспомогательной информации и 20 разрядов звуковой информации. Если передается шестнадцатиразрядная звуковая информация, то дополнительные четыре разряда не используются (заменяются при кодировании нулями). Четырехбитную область дополнительных данных можно использовать для размещения звуковых данных, увеличивая за ее счет полную длину слова аудиоданных до 24 битов. Дополнительные четыре бита (правильность звукового отсчета, бит данных пользователя, статус звукового канала и четность субкадра) завершают субкадр. Субкадры левого и правого звуковых каналов идентифицируются несколько различными преамбулами. В едином потоке битов они передаются поочередно. Из субкадров формируются блоки длиной 192 бита. При частоте дискретизации 44,1 кГц общая скорость цифрового потока составляет 2,8224 миллиона бит в секунду.
Стандартно формат кодирования предназначен для передачи одно- и двух-канального сигнала, однако при использовании служебных разрядов для кодирования номера канала возможна передача многоканального сигнала.
Интерфейс S/PDIF бывает двух видов: коаксиальный и оптический
.
Входы и выходы, коаксиального SPDIF выполнены на разъемах типа RCA. Цифровой сигнал передается по обычному соединительному шнуру с соответствующими разъемами. В коаксиальном SPDIF данные передаются в виде электрических импульсов по обычным проводам, которые подвержены всевозможным наводкам. В принимающем устройстве все эти наводки отфильтровываются, однако вероятность потери части данных все равно присутствует.
Оптический SPDIF использует для передачи данных оптический кабель. Его входы и выходы выполнены на разъемах типа Toslink, которые закрываются заглушками, по которым очень легко узнать этот тип интерфейса. Оптический кабель совершенно не реагирует на магнитные поля, поскольку данные передаются в виде световых импульсов. Поэтому считается, что оптический интерфейс передачи цифровых данных гораздо лучше защищен от внешнего воздействия, чем коаксиальный. В спутниковых ресиверах используется именно оптический вид интерфейса S/PDIF.
USB кабель длиной 120см
Оптический кабель длиной 1М
Торцы закрыты резиновыми защитными колпачками.
Разъем стандартный SPDIF со скошенными уголками.
Многие из вас, как и я, иногда его видели в телевизорах и некоторых компьютерах, но никогда не использовали, так что будет интересно узнать что за зверь.
Внутри оптоволокно, если на один конец подать свет - с другого конца его можно снять.
И, наконец, сам конвертер представляет из себя металлическую коробочку с разъемами с обеих сторон.
С одной стороны входы: питание и цифровой звук либо через оптический кабель Toslink как у нас, либо через коаксиальный.
С другой стороны выходы: под наушники 3.5мм, два тюльпана RCA и индикатор питания, красный и довольно ядреный.
Размеры конвертера невелики: 5.5см*6см*2см
Но он довольно увесистый благодаря металлическому корпусу: 82г
Разбирается конвертер легко, достаточно открутить винтик.
А затем еще два и готово:
Сзади как-то немного неаккуратно сделано, пайка местами некрасивая, кое-где не смыт флюс.
Даю фотки крупным планом:
http://s19.postimg.org/42zggy8tv/audio_converter_19.jpg
http://s19.postimg.org/bmsjj020j/audio_converter_20.jpg
http://s19.postimg.org/o05dpwroz/audio_converter_21.jpg
http://s19.postimg.org/fkft8eotv/audio_converter_22.jpg
Ну что ж, давайте подключать.
Подключение до безобразия простое, вставить нужные провода куда надо и запитать от USB самого же телевизора.
Индикатор вырвиглазный, прям мини фонарик.
Лучше повернуть его куда-то взад в стену или совсем заклеить, благо хоть когда ТВ выключен, то и он выключен.
В настройках телевизора в разделе звук можно выбрать куда выводить звук, на Самсунг туда быстрее всего попасть через кнопку быстрых настроек.
Если выбран аудиовыход как на скриншоте, то звук в самом ТВ больше не идет, а при попытке регулировки громкости будет писать о том, что мы настроились на внешние динамики и теперь должны регулировать звук пультом от них.
Можно звук не переключать на внешние, они и так играют всегда как только воткнули, тогда будут играть одновременно и внешние динамики, и внутренние, причем во многих случаях будет идти эхо из-за времени конвертации цифры в аналог, эдакий эффект зала.
Можно делать Mute встроенным колонкам или уменьшить их громкость до нуля, чтобы не скакал сбоку значок выключенного динамика.
Но при просмотре особенно многоканальных фильмов лучше использовать и те, и другие колонки, телевизор хорошо передает средние частоты - речь, муз. центр выступает в роли саба и дает спецэффекты.
При работе конвертер практически не греется.
У меня нет профессионального микрофона, поэтому я сделал все, что мог, при помощи обычного камкордера, чтобы передать вам разницу в звуке встроенных колонок и внешних.
В реальности разница еще выше, чем на видео.
Вам потребуются басовитые наушники или колонки, чтобы услышать разницу, в динамиках ноутбука или настольных пластиковых пищалках вы вряд ли что-то различите.
Это все, всем спасибо за внимание.
На сегодняшний день существует так много слотов и разъемов, что иногда трудно разобраться с одним из них. Так, часто возникают проблемы с покупкой нового девайса и подключением к нему каких-то дополнительных устройств. Сегодня мы узнаем все о S/PDIF - что это, для чего и зачем.
Понятие
Интересно, что международный стандарт позволяет использовать вариант как S/PDIF, так и S/P-DIF. У него присутствует своя расшифровка, которая дает нам понять, кем был разработан данный стандарт. Sony/Philips Digital Interface Format хранит в себе набор параметров протокола с аппаратной реализацией. Он имеет возможность передавать цифровое звучание от первого аудиоустройства ко второму.
Рассматривая S/PDIF, мы разберемся с его физической и системной частью. Физический параметр дает возможно узнать, каким путем передается сигнал и по каким каналам, а системный - какой протокол используется.
Спецификация
Прежде чем разобраться с областью применения данного интерфейса, поймем, чем же он занимается. В целом данный формат допускает несколько типов кабелей и разъемов. Так миру доступен цифровой S/PDIF, коаксиальный и оптический. Есть под эти все варианты соответствующие адаптеры и переходники. Возможно вместо коаксиального использовать оптический и наоборот. Единственное, что, помимо адаптеров, нужен внешний блок питания.
Прародитель
Разработка этого интерфейса началась с уже имеющегося тогда профессионального стандарта AES/EBU. Шифр впервые стал известным в 1986 году. Тогда над ним работали Общество звукоинженеров и Исправленная версия стала использоваться в 1992 году, после чего перетерпела изменения в 2002 и 2009 годах.
Как обычно, существует некое различие в интерфейсах. Его можно определить с помощью устоявшихся стандартов.
Различие
Если вы ничего не знаете о S/PDIF, что это и для чего нужно, то, скорее всего, никогда не слышали и о AES/EBU. Последний стандарт придумали для форматов DAT и CD, которые кодируются с помощью импульсивно-кодовой модуляции. Интерфейс использует код BMC. Это значит, что передача информации происходит с любым показателем частоты дискретизации, а восстановление частоты проходит через расшифровку данных.
Стандарт AES был представлен тремя модификациями. Все работали с показателем сопротивления 110 Ом, с симметричным подключением, в зависимости от модификаций использовался пары или категории 5. При этом стандарт разъемов также отличался, сначала XLR или D-25, позже RJ-45. Уровень сигнала 2-7 В.
Модуляция оставалась неизменной и проходила через кодирование. Подкодовые данные представлены ASCII ID-текстом. Максимальное расстояние сначала было всего 100 м, позже - 400 м. Разрешающая способность достигла 24 бит.
Перед тем как все узнали о S/PDIF, что это и для чего нужно, появился промежуточный вариант AES3id. Он уже работал с сопротивлением 75 Ом, подключение имел несимметричное, кабель коаксиальный. Формат разъема снова поменялся на BNC, а уровень сигнала опустился до 1 В. Максимальное расстояние достигло отметки 1000 м. Разрешающая способность осталась неизменной - 24 бита.
Этот промежуточный вариант во многом продиктовал спецификацию новинки. Так, обозреваемый стандарт также работал с сопротивлением 75 Ом, имел несимметричное подключение. Кабель был как коаксиальный, так и оптический, в зависимости от типа. Разъем снова поменял формат: RCA или TOSLINK. Уровень сигнала стал наполовину меньше - 0,5 В. Изменились подкодовые данные, которые оснастили технологией защиты от копирования SCMS. Максимальная длина уменьшилась и стала лишь 10 м, а способность 20 бит опционально показывала все те же 24 бита.
Типы
Как мы уже говорили ранее, существует три типа данного стандарта. Есть оптический S/PDIF, цифровой и коаксиальный. Первый TOSLINK получил свое название благодаря разработчику Toshiba. Это оптоволоконный стандарт. Его часто можно встретить в бытовых аудиоустройствах, компьютерных звуковых платах и т. д. Популярным последнее время становятся MiniTOSLINK с форм-фактором 3,5 jack. Их можно встретить в некоторых моделях ноутбуков, у которых выход S/PDIF совмещен с гарнитурой.
Коаксиальный тип имеет сопротивление 75 Ом, присоединяется с помощью интерфейса RCA. Если вам не подходят обычные аудиокабели, которые еще называют тюльпанами, то присмотритесь к коаксиальному стандарту. Чтобы корректно работать, он терминируется с двух сторон, а показатели входного и выходного сопротивления равны 75 Ом.
Из всех вариантов, самым распространенным разъемом стал RCA. Он в паре со стандартом S/PDIF "расположился" на потребительской аудиотехнике. Немного реже применяется оптический тип. Чтобы использовать аудиосистему с активной акустикой, необходимо как раз и обзавестись выходом S/PDIF.
S/PDIF или S/P-DIF — расшифровывается как Sony/Philips Digital Interface Format , или как Sony /Philips Digital Interconnect Format описано также как IEC 958 type II в международном стандарте IEC-60958. Является совокупностью спецификаций протокола низкого уровня и аппаратной реализации, описывающих передачу цифрового звука между различными компонентами аудиоаппаратуры. При описании S/PDIF необходимо описать как физическую часть (то есть, собственно, каким образом сигнал передаётся и по чему), так и программную часть (то есть используемый протокол).
S/P-DIF - потребительская версия стандарта известного как AES/EBU ; имеет небольшие отличия в протоколе и требует менее дорогих аппаратных средств.
Приложения
S/PDIF первоначально применялся в CD-плеерах (и DVD-плеерах, проигрывающих компакт-диски), а затем стал общим способом соединения и передачи звука в других аудиокомпонентах, например, таких как MiniDisc>-плееры и звуковые карты для персональных компьютеров. Он также приобрёл популярность в автомобильном звуке, где прежний беспорядок многочисленных проводов может быть заменен единственным волоконно-оптическим кабелем, который устойчив к электрическим помехам.Другое применение интерфейс S/PDIF находит в передаче цифрового потока окружающего звука как определено стандартом IEC 61937. Этот режим используют, чтобы подключить выход DVD-плеера к входу AV-ресивера домашнего кинотеатра, который поддерживает форматы Dolby Digital или Digital Theatre System(DTS) окружающего звука.
S/PDIF (Sony*/Philips* Digital Interface) - это интерфейс формата передачи аудио, который поддерживает передачу цифровых аудио сигналов от одного устройства к другому без процедуры преобразования в аналоговый сигнал, что позволяет избежать ухудшения качества звука.
Разъем RCA - наиболее распространенный разъем, используемый с интерфейсом S/PDIF и идентичный разъему, применяемому в потребительской аудио продукции. Кроме того, в некоторых случаях используется оптический разъем. Для того чтобы подключить аудиосистему непосредственно к динамикам, последние должны поддерживать вход S/PDIF.
Если системная плата для настольных ПК не поддерживает встроенные разъемы S/PDIF, можно установить звуковую карту, включающую эти разъемы.
Аппаратная реализация
Спецификация S/PDIFormat допускает несколько типов кабеля и разъемов. Ключевые слова для электрического типа — «coaxial» и «RCA jack». Другой тип назван «оптическим» с часто употребляемым словом «TOSLINK » или, реже, «EIAJ Optical». Существуют адаптеры для перехода с коаксиального RCA Jack S/PDIF на оптический TOSLINK S/PDIF и наоборот, для них необходим внешний источник питания. Достоинством оптического типа S/PDIF является отличная устойчивость к электрическим помехам.S/PDIF был разработан на основе профессионального стандарта звуковой индустрии, известного как AES/EBU, который обычно применяется для цифровой записи на магнитную ленту в DAT-системах и для передачи звука в профессиональных звукозаписывающих студиях. S/PDIF остается во многом идентичным на уровне протокола, но имеет другие физические разъёмы, которые в отличие от XLR дешевле и легче в использовании.
Типы разъёмов и кабелей
- Цифровой сигнал с TTL уровнями. TTL - Транзисторно-транзисторная логика. TTL обычно (но не всегда!) имеет два уровня: >2,4 В (единица) и 0-0,4 В (ноль). TTL S/PDIF выходы также есть в звуковых картах.
- Коаксиальный. Коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом, присоединённый к разъёмам RCA. Обычные аудиокабели (тюльпаны) могут быть использованы для передачи S/PDIF сигнала на короткие расстояния (до 0,5 м), для больших расстояний надо использовать 75 омный коаксиальный кабель. На разъёмах с каждой стороны должны быть установлены 75 омные терминирующие резисторы. Без нагрузочных резисторов отклонение напряжения равно ±0,5В, с резисторами ±0,25В.
- TOSLINK - волоконно-оптический кабель. Сейчас большую популярность приобрели разъемы типа MiniTOSLINK -это разъем оптического кабеля в форм-факторе 3,5 jack. Очень часто такие разъемы встречаются в современных ноутбуках, где выход S/PDIF совмещен с выходом на наушники. Для соединения такого ноутбука с ресивером потребуется кабель MiniTOSLINK - TOSLINK, либо переходник для стандартного кабеля TOSLINK-TOSLINK.
Протокол
S/PDIF может быть использован для передачи цифровых сигналов множества форматов. Наиболее распространены из них: формат использованный в DAT с частотой дискретизации 48 кГц и формат записи компакт-дисков с частотой дискретизации 44,1 кГц. Для того, чтобы поддерживать обе эти системы, формат не имеет определенного битрейта данных. Взамен данные передаются, используя Biphase Mark Code, который имеет один или два перехода для каждого бита данных, позволяя передавать оригинальный word clock вместе с самим сигналом.Расширяя возможности данного интерфейса, S/P-DIF может быть использован для передачи 20-битных потоков аудиоданных плюс другая связанная информация. Можно также передавать 16-битные потоки с нулевым заполнением или 24-битовые, за счет отказа от дополнительной информации.
Протокол низкого уровня почти тот же, что и в описании AES/EBU. Единственное различие - бит статуса канала («Channel status bit»).
Бит статуса канала («Channel status bit») в S/P-DIF
В каждом суб-фрейме имеется один канальный бит статуса, таким образом образуется 192-битовое слово в каждом аудиоблоке. Это означает, что есть 192/8 =24 байта доступных в каждом аудиоблоке. Значение канального бита статуса в S/P-DIF полностью отличается от AES/EBU.Для SPDIF, 192-битовые слова поделены на 12 слов по 16 битов каждое. Первые 6 битов первого слова - управляющий код; значение этих битов показано в таблице:
Прочее
S/PDIF определен международным стандартом IEC 60958-3.S/PDIF защищён патентом:
Каждый уважающий себя меломан, строящий аудиосистему на базе ПК с применением внешнего ЦАП, вынужден сам себе ответить на, казалось бы, малозначительный, но основополагающий на практике вопрос. USB- или SPDIF-подключение? Давайте же попытаемся расставить все точки над «i» раз и навсегда!
Это дивное, фантастичное для того времени детище научного прогресса 1980-х годов, SPDIF, до сих пор остается актуальным. Будучи изначально профессиональным стандартом коммутации в студиях цифровой звукозаписи, оно получил путевку в жизнь и в рамках домашних систем. Так в чем же секрет этой «оптики»?
Правда в том, что никакого секрета здесь нет. Все мы знаем, что передача данных со скоростью света практически исключает возможность прямой конкуренции. Такой стандарт позволяет практически полностью исключить из обработки цифрового сигнала такое нежелательное явление, как джиттер . Джиттер возникает в том случае, если между источником цифрового сигнала и его приемником есть даже минимальная рассинхронизация по частоте. То есть если источник выдает сигнал с большей частотой, чем его способен принять и обработать приемник, то на стороне последнего возникает джиттер и, соответственно, необходимость передискретизации сигнала для того, чтобы его можно было обработать. SPDIF начисто лишен такого недостатка. Ведь у него частоту семплирования устанавливает источник. Приемник же способен обработать сигнал практически с любой доступной источнику частотой. Потому современные ЦАП, подключаемые по SPDIF, способны без понижающей передискретизации обработать цифровой аудиосигнал даже с характеристиками 24/192.
Пример эталонной передачи сигнала по «оптике»
Похвастаться этим формат USB Audio v.1 не может. Увы, но устройства-приемники, работающие с таким стандартом, не способны зачастую обрабатывать сигнал с характеристиками выше 16/48. И пусть в документации к стандарту значится 24/96, но на практике даже операционная система Windows принудительно (!) понижает значения для исходящего сигнала до 16/48 в случае подключения к ПК аудиоустройства, созданного на основе этого протокола. Все дело в том, что протокол, разработанный и сертифицированный в 1998 году, является исключительно синхронным. Что это значит? На практике это означает то, что перед началом передачи цифрового сигнала источник и приемник «договариваются» между собой о том, с какой частотой эта передача будет происходить. Эта частота остается неизменной на протяжении всей передачи. То есть за один и тот же промежуток времени из-за принудительной «уравняловки» частоты может быть передан абсолютно разный объем данных. С обработкой какого-то объема приемник может справиться без проблем, но уже в следующую милисекунду новый, превышающий предыдущий, объем данных может заставить его очень сильно «напрячься». А это приводит к неизбежной потере части деталей звуковой дорожки, к искажениям и прочим нежелательным последствиям. То есть о Hi-Fi говорить уже не приходится.
Тот же сигнал в исполнении USB Audio 1.0. Печальное зрелище
Ситуацию призван был исправить USB Audio v.2. Он уже располагает асинхронным режимом работы, что само по себе практически полностью исключает джиттер. Введенный в 2009 году стандарт, правда, требует для своей успешной работы USB 2.0 или 3.0. И, разумеется, несовместим с выпущенными ранее ЦАП. Однако качественный звук требует жертв:). Фактически достоверность передаваемого по USB Audio 2.0 сигнала не уступает таковой у SPDIF/Toslink. Таким образом, ЦАП-ы и внешние звуковые карты, выпущенные после 2009 года и поддерживающие USB Audio 2.0 как аппаратно, так и на уровне драйверов, способны обеспечить качество звука, не отличимое от «оптики». Справедливости ради нужно отметить, что драверов, обеспечивающих поддержку USB Audio v.2 прямо из коробки нет даже в Windows 10. И задача по их разработке ложится на плечи производителей внешних звуковых карт и ЦАП-ов. А они в свою очередь с ней вполне успешно справляются.
USB Audio 2.0 Async творит чудеса
Выбор способа подключения происходит теперь лишь на основе личных предпочтений, а не технического превосходства одного формата над другим. Потому утверждение о том, что «оптика» лучше USB, на сегодняшний день является мифом, хоть и довольно распространенным . До скорого!
P.S. Иллюстрации, полученные в идеальных условиях и на референсной аппаратуре, взяты из материалов ресурса