Цифровой выход аудиосигнала оптический

Цифровой выход аудиосигнала оптический

S/PDIF или S/P-DIF — расшифровывается как Sony/Philips Digital Interface (или 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 [1] .

Содержание

История [ править | править код ]

S/PDIF был разработан на основе профессионального стандарта AES/EBU, в качестве его упрощенной версии и защищён патентом [2] . Изначально интерфейс использовался для передачи звука c компакт-дисков и специализировался только на стереофонии. В дальнейшем стандарт был доработан для передачи звука в форматах 5.1 и 7.1, но в связи с ограничением пропускной способности протокола в 1,536 Мбит/с, реализация стала возможна только сжатым потоком и его последующем восстановлении декодером [1] .

Аппаратная реализация [ править | править код ]

Спецификация S/PDIF допускает несколько типов кабеля и разъёмов. 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 остаётся во многом идентичным на уровне протокола AES/EBU, но имеет другие физические разъёмы, которые в отличие от XLR дешевле и легче в использовании.

Типы разъёмов и кабелей [ править | править код ]

  • 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 с волновым 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. Коаксиальный кабель должен быть терминирован с обеих сторон — выходное сопротивление передатчика делается 75 Ом, входное сопротивление приёмника также 75 Ом (терминаторы уже встроены в устройства). Без нагрузки выходное напряжение передатчика составляет 1 вольт от пика до пика (п-п), под нагрузкой 0.5 вольт п-п. С учётом потерь на длинном кабеле допускается минимальное напряжение на входе приёмника 0.2 вольта п-п.
  • TOSLINK — волоконно-оптический кабель. Сейчас большую популярность приобрели разъёмы типа MiniTOSLINK Mini toslink -это разъём оптического кабеля в форм-факторе 3,5 jack. Очень часто такие разъёмы встречаются в современных ноутбуках, где выход S/PDIF совмещён с выходом на наушники. Для соединения такого ноутбука с ресивером потребуется кабель MiniTOSLINK — TOSLINK, либо переходник для стандартного кабеля TOSLINK-TOSLINK.

Протокол [ править | править код ]

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 определённого 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/PDIF 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 счёт 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 [ править | править код ]

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/PDIF полностью отличается от AES/EBU.

Для SPDIF 192-битовые слова поделены на 12 слов по 16 бит каждое. Первые 6 бит первого слова — управляющий код; значение этих бит показано в таблице:

Значения контрольных кодов в SPDIF

Номер бита Если не задан: Если задан:
Пользователь Профессионал
1 Обычные Сжатые данные
2 Копирование запрещено Копирование разрешено
3 2 канала 4 канала
4
5 Без предыскажений С предыскажениями

Области применения [ править | править код ]

Интерфейс S/PDIF поддерживает передачу цифровых аудио сигналов от одного устройства к другому без процедуры преобразования в аналоговый сигнал, что позволяет избежать ухудшения качества звука [3] .

S/PDIF первоначально применялся в CD-плеерах [1] (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 и может быть заменён единственным оптоволоконным кабелем, который устойчив к электрическим помехам.

Читайте также:  Внешняя звуковая карта c media

Другое применение интерфейс S/PDIF находит в передаче цифрового потока объёмного звука сжатого стандартом IEC 61937 [1] . Этот режим используют, чтобы подключить выход DVD-плеера к входу AV-ресивера домашнего кинотеатра, который поддерживает форматы Dolby Digital или Digital Theatre System (DTS) объёмного звука.

Разъём RCA — наиболее распространённый разъём, используемый с интерфейсом S/PDIF и идентичный разъёму, применяемому в потребительской аудио продукции. Кроме того, в некоторых случаях используется оптический разъём. Для того чтобы подключить аудиосистему непосредственно к активной акустической системе, последняя должна поддерживать вход S/PDIF.

Большинство кабелей в качестве коммуникации используют электричество. Цифровые и аналоговые (передача идет одинаково) потоки будут переходить от одного устройства к другому в виде электрического импульса через проводник.

Другую схему передачи сигнала использует кабель, подключаемый через оптический выход. Что такое оптический выход на телевизоре – далее в статье

Смысл системы и история возникновения

Ещё несколько десятилетий назад, передача оптосигнала считалась фантастикой. Многие хотели применять на практике очень высокую скорость передачи данных, на которую способен только свет.

В 1840 году физики доказали, что свет может отражаться в воде. В 1854 году уже другой ученый выдвинул доказательства, что свет изгибается вместе с носителем. В 1880 году Александр Белл изобрел оптическую телефонную связь, и назвал ее фотофоном. Но эта технология не прижилась. Но идея передачи сигнала через воздух увидела свет.

Подробная технология начала использоваться, к примеру, для общения между проходными судами. Фотофон был невостребованным, пока не начали использовать для эксперимента лазер, и не добились прорыва в технологии волоконно-оптических сетей.

В середине 20 века началось активное использование оптоволоконных технологий. В 1980 году ученым удалось изобрести стекловолоконный провод, который мог передавать световой сигнал. Именно с этого момента ученые начали использовать такую технологию в телекоммуникации.

Установленные стандарты передачи через волокно используют основные этапы перемещения информации:

  1. Сигнал создается из электрического.
  2. Происходит ретрансляция с сохранением силы, но без искажений.
  3. Сигнал принимает устройство.
  4. Он преобразуется обратно в электрический.

Оптический кабель для телевизора состоит из 2 частей: сердцевина и оболочка.

При использовании провода нужно учитывать сложность в соединении – там, где был произведен разрез. Такие процедуры проводят с использованием высокоточной аппаратуры. Поэтому в домашних условиях применяют готовые провода определенной длины.

Преимущества оптического выхода

Использование такого выхода на телевизоре обусловлено некоторыми преимуществами:

  • передаваемый сигнал не подвергается воздействию электромагнитных помех;
  • собственные электромагнитные излучения полностью отсутствуют;
  • создается гальваническая развязка между несколькими приборами.

Каждое из преимуществ оказывает большое влияние на звуковоспроизводящую систему. Дело в том, что производители техники много времени тратит на соединение блоков между собой без помех.

Оптическое соединение на телевизоре стало определенным стандартом для каждого ТВ-устройств, DVD проигрывателя, компьютерных карт и игровых консолей.
Оптосоединение обеспечивает высококачественный способ передачи звука с телевизора или иной аппаратуры без потери качества.

Сравнение с HDMI

Современные производители предоставляют широкий выбор при подключении звуковых устройств через домашний кинотеатр. В результате можно получить потрясающий результат.
Самым популярным методом на данный момент – соединение через HDMI кабель. Так можно передавать не только аудио, но и видеосигнал передается в высоком разрешении.

Когда на рынке появилось оборудование с таким интерфейсом, оптоволокно и его аудиовыход ушло на второй план, поскольку провод может передавать только аудиосигнал, и необходима отдельная коммутация для видеоизображения.

Но, несмотря на то, что стандарт соединения используется уже 30 лет, он актуален и по сей день. Оптический провод по-прежнему используют для коммутации до 7,1 каналов высокого разрешения аудио.

Провод применяют из-за использования привычных ресиверов, обладающих высоким качеством и оптическим входом на порту. Если человек любит хорошее звучание на телевизоре, ему не имеет смысла заменять эти устройства на новые. Стоит отметить, что в большинстве плееров или HDTV а также игровых консолях, всё ещё используют оптический порт.

При включении радиооборудования или телевизора, могут возникнуть помехи из-за плохого заземления или полного его отсутствия. В таких ситуациях начинается гул в акустической системе.

Нужно изолировать аппаратуру с помощью оптического провода. С этой задачей не может справиться привычный многим HDMI. Акустика с оптическим входом надежнее. Раньше таким способом подключали аппаратуру к музыкальному центру через оптический кабель.

Благодаря своим уникальным параметрам, качество звука между оптопроводом и HDMI очень хорошее.

Поэтому старый кабель для телевизора не потерял своей значимости и в современные дни. Можно легко подключать домашний кинотеатр к телевизору модели 2018 года. Качество изображения и звука будет очень высоким.

Как выглядит оптический выход на телевизоре

На телевизоре есть большое количество разъемов. Один из них – для передачи сигнала оптического. Этот порт легко узнать благодаря трапецевидной заглушки, которая подписана Optical Audio, Digital Audio Out, или Toslink.

При включении устройства, заработает индикатор с красным свечением вокруг порта чтобы пользователи знали, как подключить устройство. Поэтому подключение оптического кабеля телевизору – дело простое.

Читайте также:  Я признался маме обо всех своих двойках

Параметры оптического кабеля для качественного соединения

Чтобы подключить к устройству оптический провод, при этом сохранив высокие показатели звука, нужно руководствоваться следующими правилами:

  1. Длина провод не должна превышать 10 метров. Самый оптимальный вариант – 5 метров. В таком случае качество передачи сигнала останется неизменным. Также некоторые производители выпускают тридцатиметровые кабели, которые передают сигнал без перебоя. Но качество будет зависеть от принимающего устройства.
  2. Чем толще кабель, тем дольше он прослужит.
  3. Самые качественные варианты дополнительно оснащают оболочкой, изготовленной из нейлоновой ткани.
  4. Важно обращать внимание на тип сердечника. Подходящие варианты – кремнеземные или стеклянные. Они значительно превышают пластиковые по качеству.
  5. Пропускная способность должна быть высокой. Хороший кабель имеет от 9 до 11 МГц. Такой показатель нужно выбирать, если дома установлена многоканальная звуковая система, со значительной частотой дискретизации.

Аудиокабели и переходники: виды и назначение.

В настоящее время существует множество стандартов передачи аудиосигнала. Они развивались разными фирмами в разное время и неудивительно, что разные стандарты используют разные разъемы и кабеля. Если в пределах одного устройства проблем это не вызывает, то при расширении мультимедийной системы рано или поздно приходится столкнуться с проблемами при передаче аудиосигнала от одного устройства к другому. Проблемы эти можно подразделить на три вида:

1. Стандартный кабель отсутствует, или его длины не хватает.

2. Сопрягаемые устройства используют один стандарт передачи аудиосигнала, но имеют разные разъемы.

3. Сопрягаемые устройства используют разные стандарты аудиосигнала.

Первая проблема решается с помощью аудиокабелей. Можно удлинить стандартный соединительный кабель с помощью удлинительного кабеля, либо (что предпочтительнее) заменить его на более длинный соединительный. Порой возникает необходимость собрать кабель самостоятельно – тогда, помимо акустического кабеля, потребуется приобрести коннекторы.

Для решения второй проблем предназначаются переходники, представляющие собой пару разъемов различных стандартов, соединенных в небольшом корпусе. Здесь нужно хорошо представлять себе, какие разъемы используются одним стандартом передачи звука и в принципе совместимы друг с другом.

В интернете можно запросто купить переходник чего угодно во что угодно – хоть USB в RCA. Что там куда распаяно и к чему может привести попытка использовать такой «переходник» — остается только гадать.

Справедливости ради следует заметить, что странного вида переходники действительно встречаются и даже работают. Но такие переходники всегда идут в комплекте к какой-либо аппаратуре, которая может распознать нестандартный сигнал на разъеме и соответственным образом его обработать. Использование таких переходников на других устройствах может оказаться для этих устройств фатальным.

Для решения третьей проблемы используются преобразователи аудиосигнала, и их выбор – тема отдельной статьи.

Характеристики аудиокабелей и переходников.

Тип.

Соединительные кабели предназначаются для соединения двух элементов аудиосистемы. Обычно с обеих сторон такого кабеля находится разъемы одного типа и вида. Впрочем, часто бывает и так, что соединительный кабель одновременно является и переходником.

Удлинительный кабель предназначен для удлинения кабеля и всегда имеет на разных концах разъемы одного типа, но разных видов: с одной стороны Female (розетка), с другой стороны Male (вилка).

Коннектор– разъем, предназначенный для установки на кабель. Хотелось бы предостеречь читателя от искушения, которое часто возникает у людей, не нашедших в продаже требуемый переходник: взять два нужных коннектора и соединить их куском акустического кабеля. Делать такое, не разобравшись досконально в совместимости соединяемых разъемов и в тонкостях такого соединения, ни в коем случае не стоит. Даже если стандарты, используемые на обоих концах провода, в принципе совместимы (например, балансный и небалансный вход/выход — и там, и там сигнал аналоговый), то все равно прямое соединение разъемов может, как минимум, ухудшить качество сигнала.

Переходник– устройство, предназначенное для перехода с одного типа разъема на другой или – для разъемов одного типа – с одного вида на другой (с вилки на розетку или наоборот). Иногда бывает, что, несмотря на полную совместимость стандартов, искомый переходник не находится – например, нужен переходник с RCA Female на jack 6,3 Male, таких в продаже нет, зато есть переходники RCA Female на jack 3,5 Male и 3,5 Female на jack 6,3 Male. Комбинировать нужный переходник из двух имеющихся можно, и, если качество разъемов хорошее, то ухудшения звука вы не услышите. Но нужно иметь в виду, что каждое дополнительное разъемное соединение – это точка риска. Стоит в цепочке соединений попасться непропаянному контакту, окислившемуся или неплотно сидящему разъему – и качество звука упадет очень сильно. Поэтому комбинировать составные переходники следует только в случаях крайней необходимости.

Читайте также:  Arthur forty af 104 отзывы

Длина кабеля должна выбираться с таким расчетом, чтобы его с небольшим запасом хватило для нужного соединения. Брать слишком длинный кабель без необходимости не стоит – даже самые лучшие кабеля снижают уровень полезного сигнала, и, чем больше длина кабеля, тем сильнее.

Ферритовые кольца или экранирование кабеля – это способ защиты передаваемого аудиосигнала от электромагнитных помех. Ферритовые кольца защищают сигнал от высокочастотных помех, поэтому в аналоговых кабелях не применяются. Экранирование же защищает кабель от любых видов электромагнитных помех.

Разъемы.

Для понимания, из какого разъема в какой могут быть переходники, разделим все разъемы по группам, использующим совместимые форматы передачи данных.

Рабочие переходники возможны только в пределах одной группы.

TS, TRS, TRRS (Jack) используются для передачи аналогового звукового сигнала линейного уровня. Бывают различных диаметров:

— jack 6,3 мм (TS, TRS) – используются для подключения профессионального звукового и музыкального оборудования;

— mini-jack 3,5 мм (TS, TRS, TRRS) – используется для подключения микрофонов, бытовых наушников, компьютерной аудиотехники;

— micro-jack 2,5 мм (TS, TRS, TRRS) используются в мобильных телефонах.

При условии использования для передачи сигнала одного уровня, могут быть скомбинированы в любых сочетаниях, наиболее распространенные переходники: 6,3 TRS – 3,5 TRS, TRS – 2 x TS, TRRS – 2 x TRS.

RCA (Phono) используются для передачи сигнала линейного уровня и широко применяется как в бытовой, так и в профессиональной аудио- и видеотехнике. Применяется также для передачи цифрового сигнала. Разъем содержит два контакта и может быть предназначен для передачи только моно звукового сигнала. Для передачи стереосигнала используется пара разъемов RCA. Могут быть скомбинированы с разъемами типа jack, наиболее распространенные переходники: TRS – 2 x RCA, TS – RCA. При использовании таких переходников, следует убедиться в согласованности сигналов на обеих сторонах переходника – цифровой RCA нельзя подключать переходником к аналоговому TRS.

XLR– используется для передачи аналоговых сигналов микрофонного и линейного уровней. Широко применяется в профессиональной аппаратуре благодаря хорошему контакту (большая площадь соприкосновения контактов) и надежному соединению (не может случайно выскочить). Под «микрофонным разъемом» на профессиональной аппаратуре обычно имеется в виду разъем типа XLR. На линейных входах-выходах разъем XLR обычно используется для передачи балансного сигнала. Также иногда применяется для передачи цифрового сигнала. Переходники под эти разъемы существуют, но при их использовании надо понимать, какой сигнал передается по кабелю. Микрофонный уровень намного ниже линейного, при подключении переходником микрофона на линейный вход звук будет очень тихим. Переходником TRS-XLR можно завести балансный сигнал на простой стерео вход, но защита от помех, являющаяся отличительной особенностью балансного канала, при этом работать не будет.

Наиболее распространенные переходники: XLR – 6,3 мм TRS (микрофонный уровень), XLR – TRRS (балансный сигнал линейный уровень)

SpeakONразъемы используются (чаще в профессиональной аппаратуре) для передачи усиленного сигнала от усилителей к колонкам. Надобности в переходниках с таким разъемом обычно не возникает, чаще всего акустический кабель с разъемом SpeakON на втором конце имеет такой же разъем или просто оголенные провода, разделанные для крепления в винтовой или пружинный зажим акустической системы.

ODT Toslink – используется для передачи цифрового сигнала (в формате S/PDIF или ADAT) по оптоволоконному кабелю. Соответственно, переходник может быть тоже только для оптоволоконного кабеля. К примеру, на некоторых миниатюрных аудиоустройствах для экономии места используется уменьшенный вариант разъема Toslink, внешне похожий на jack 3,5 мм. Для такого разъема существуют переходники Toslink – jack 3,5 мм. Разумеется, подключить с его помощью оптический S/PDIF выход к обычному линейному входу невозможно.

USB, mini-USB, micro-USB – разъем для передачи цифровых данных самого широкого профиля, может использоваться и для передачи аудиосигнала в цифровом виде. Преобразовать цифровой сигнал, передающийся по USB, в аналоговый с помощью простого переходника невозможно. Некоторая путаница в применении этих разъемов началась с недавнего времени и связана с широким применением разъемов mini и micro-USB в мобильных устройствах. Часто в таких устройствах разъем USB используется не для передачи цифровых данных, а для подзарядки и подключения наушников. В комплекте с такими устройствами обычно идет кабель, выглядящий как переходник с mini-USB (micro-USB) на jack 3,5 мм. Разумеется, использовать его с другими устройствами не стоит.

Вид разъема.Разъемные соединения большинства типов содержит два контакта разных видов: один – вилка (штырек, Male, «папа»), второй – розетка (гнездо, Female, «мама»). Блочные (крепящиеся на корпус аппаратуры) разъемы для передачи аудиосигналов обычно имеют вид Male, кабельные – Female.

Ссылка на основную публикацию
Хрипит динамик в машине причины
Атмосфера в салоне автомобиля во многом зависит от работы акустической системы. В бюджетных машинах штатная магнитола и динамики оставляют желать...
Фиксированная шапка сайта при прокрутке
Допустим у вас важная информация например контакты находятся в шапке и вы хотите что бы они всегда были на веду...
Фиксированное меню при скролле
Создаём эффект залипания при прокручивании страницы на блоках меню навигации, бокового виджета и меню с помощью jQuery и без него....
Хром видео не на весь экран
БлогNot. Chrome 33 перестал показывать YouTube в полный экран. Chrome 33 перестал показывать YouTube в полный экран. Видел такой запрос....
Adblock detector