S/PDIF
S/PDIF ( цифровой интерфейс Sony/Philips ) [1] [2] — это тип цифрового аудиоинтерфейса , используемый в потребительском аудиооборудовании для вывода звука на относительно короткие расстояния. Сигнал передается либо по коаксиальному кабелю с разъемами RCA или BNC , либо по оптоволоконному кабелю с разъемами TOSLINK . S/PDIF соединяет компоненты домашних кинотеатров и других цифровых систем высокого качества .
S/PDIF основан на AES3 межсоединения стандарте . [3] S/PDIF может передавать два канала несжатого звука PCM или сжатого 5.1 объемного звука ; он не может поддерживать форматы объемного звучания без потерь, требующие большей пропускной способности . [4]
S/PDIF — это протокол канального уровня , а также набор спецификаций физического уровня для передачи цифровых аудиосигналов по оптическому или электрическому кабелю. Название означает формат цифрового межсоединения Sony/Philips, но также известен как цифровой интерфейс Sony/Philips. Sony и Philips были основными разработчиками S/PDIF. S/PDIF стандартизирован в IEC 60958 как IEC 60958 типа II (IEC 958 до 1998 г.). [5]
Приложения
[ редактировать ]Обычно используется для передачи двух каналов несжатого цифрового звука от проигрывателя компакт-дисков к ресиверу с усилителем.
Интерфейс S/PDIF также используется для передачи сжатого цифрового звука для объемного звука , как это определено стандартом IEC 61937 . Этот режим используется для подключения выхода проигрывателя Blu-ray , DVD-плеера или компьютера через оптический или коаксиальный кабель к ресиверу-усилителю домашнего кинотеатра , поддерживающему декодирование Dolby Digital или DTS Digital Surround .
Технические характеристики оборудования
[ редактировать ]S/PDIF был разработан одновременно с основным стандартом AES3, используемым для соединения профессионального аудиооборудования в сфере профессионального аудио . Это стало результатом желания различных заинтересованных сторон иметь по крайней мере достаточное сходство между двумя интерфейсами, чтобы можно было использовать одинаковые или очень похожие конструкции для взаимодействующих микросхем . [6] S/PDIF практически идентичен на уровне протокола . [а] но использует либо коаксиальный кабель (с разъемами RCA ), либо оптическое волокно ( TOSLINK ; т. е. оптический JIS F05 или EIAJ), оба из которых стоят дешевле, чем соединение XLR, используемое AES3. Разъемы RCA обычно имеют оранжевую цветовую маркировку, чтобы отличать их от других разъемов RCA, таких как композитное видео . сопротивлением 110 Ом Для S/PDIF используется коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом, а для AES3 — симметричная витая пара .
Сигналы, передаваемые через соединения TOSLINK потребительского уровня, по содержанию идентичны сигналам, передаваемым через коаксиальные разъемы. Оптический обеспечивает электрическую изоляцию, которая может помочь решить проблемы с контуром заземления в системах. Электрическое соединение может быть более надежным и поддерживать более длинные соединения. [7]
AES3 | S/PDIF | |||
---|---|---|---|---|
Сбалансированный | Несбалансированный | Медь | Оптический | |
Кабели | 110 Ом СТП | Коаксиальный 75 Ом | Коаксиальный 75 Ом | Оптическое волокно |
Разъем | 3-контактный XLR | БНК | RCA или BNC | ТОСЛИНК |
Выходной уровень | 2–7 В от пика до пика | 1,0–1,2 В от пика до пика | 0,5–0,6 В от пика до пика | — |
Мин. входной уровень | 0.2 V | 0.32 V | 0.2 V | — |
Макс. расстояние | 1000 м | 100 м | 10 м | |
Модуляция | Код двухфазной маркировки | |||
Информация о субкоде | ASCII- идентификатор. текст | Информация о защите от копирования SCMS . | ||
Битовая глубина звука | 24 бита | 20 бит (24 бита, опционально) [ нужна ссылка ] |
Спецификации протокола
[ редактировать ]S/PDIF используется для передачи цифровых сигналов в нескольких форматах, наиболее распространенным из которых является формат с частотой дискретизации 48 кГц (используется в цифровой аудиоленте ) и формат 44,1 кГц, используемый в аудио компакт-дисках . Чтобы поддерживать обе частоты дискретизации, а также другие, которые могут потребоваться, формат не имеет определенной скорости передачи данных . Вместо этого данные передаются с использованием кода двухфазной метки исходную тактовую частоту слова , который имеет один или два перехода для каждого бита, что позволяет извлечь из самого сигнала.
Протокол S/PDIF отличается от AES3 только битами состояния канала; см . Протокол AES3 § для просмотра высокого уровня. Оба протокола группируют 192 выборки в аудиоблок и передают один бит состояния канала на каждую выборку, обеспечивая одно 192-битное слово состояния канала на канал на каждый аудиоблок. Для S/PDIF 192-битное слово состояния идентично для двух каналов и разделено на 12 слов по 16 бит каждое, причем первые 16 бит являются управляющим кодом.
Байт | Кусочек | Сброшено (0) | Набор (1) |
---|---|---|---|
0 | 0 | Потребительский (S/PDIF) | Профессиональный (AES3) (меняет значение на слово состояния канала AES3 ) |
1 | Обычный ПКМ | Сжатые данные | |
2 | Ограничить копирование | Разрешение на копирование | |
3 | 2 канала | 4 канала | |
4 | — | — | |
5 | Никаких предварительных акцентов | Предыскажение 50/15 | |
6–7 | Режим определяет последующие байты; значения, отличные от нуля, не определены. | ||
1 | 0–6 | Категория аудиоисточника с указанием типа исходного оборудования (обычное, CD-DA, DVD и т. д.) | |
7 | L-бит, оригинал или копия [А] | ||
2 | 0–3 | Номер источника | |
4–7 | Номер канала | ||
3 | 0–3 | Частота дискретизации: 0000 2 : 44,1 кГц, 0100 2 : 48 кГц, 1100 2 : 32 кГц | |
4–5 | Точность часов: 10 2 : 50 стр/мин, 00 2 : 1100 стр/мин, 01 2 : переменный шаг (требуется совместимый приемник) | ||
6–7 | Неопределенный | ||
4 | 0 | Длина слова 20 бит | Длина слова 24 бита |
1–3 | Длина выборки (0: не определено, 1–4: длина слова минус 1–4 бита, 5: полная длина слова) | ||
4–7 | Неопределенный | ||
5–10 | 0-7 | Код EAN-13 (возможно, в двоично-десятичном формате) | |
11 | 0-3 | ||
4–7 | Неопределенный; заполнение 13-значного кода EAN | ||
12–13 | 0-7 | Неопределенный | |
14 | 0–3 | ||
4-7 | ISRC (кодировка неясна; ISRC состоит из 2 буквенных, 3 буквенно-цифровых и 7 цифровых символов, что составляет 26 2 × 36 3 × 10 7 ≈ 2 48.164 и так очевидно укладывается в 7,5 байт, но наивная 5 ASCII + 7 BCD будет 8,5 байт) | ||
15–21 | 0–7 | ||
22–23 | 0–7 | Неопределенный |
- ^ (для большинства кодов категорий) указывает, является ли звук с ограниченным копированием оригинальным (можно скопировать один раз) или копией (не допускает повторной записи). Бит L используется только в том случае, если бит 2 равен нулю, что означает аудио с ограничением копирования. Полярность L-бита зависит от категории: запись разрешена, если она равна 1 для DVD-R и DVD-RW и 0 для CD-R, CD-RW и DVD. Для обычных CD-DA (обычных неперезаписываемых компакт-дисков) бит L не определен, и запись предотвращается путем чередования бита 2 с частотой 4–10 Гц.
Обрамление данных
[ редактировать ]S/PDIF предназначен для передачи 20-битных потоков аудиоданных, а также другой сопутствующей информации. S/PDIF также может передавать 24-битные выборки посредством четырех дополнительных битов; однако не все оборудование поддерживает это, и эти дополнительные биты можно игнорировать.
Для передачи источников с точностью выборки менее 20 бит лишние биты будут установлены в ноль, а биты 4:1–3 (длина выборки) будут установлены соответственно.
Инкапсуляция МЭК 61937
[ редактировать ]IEC 61937 определяет способ передачи сжатых многоканальных данных через S/PDIF. [10]
- Бит 0:1 управляющего слова устанавливается для указания наличия данных нелинейной ИКМ.
- Частота дискретизации устанавливается для поддержания необходимой скорости символов (данных). Частота символов обычно в 64 раза превышает частоту дискретизации.
- Данные упакованы в блоки. Каждому блоку данных присваивается преамбула IEC 61937, содержащая два 16-битных слова синхронизации и указывающая состояние и идентичность (тип, достоверность, номер битового потока, длину) имеющихся инкапсулированных данных. Заполнение добавляется для соответствия полному размеру блока в соответствии с требованиями времени.
По стандарту IEC 61937 доступен ряд кодировок, включая Dolby AC-3 / E-AC-3 , Dolby TrueHD , MP3, AAC, ATRAC , DTS и WMA Pro . [11] [12]
Ограничения
[ редактировать ]Приемник не контролирует скорость передачи данных, поэтому он должен избегать проскальзывания битов путем синхронизации приема с тактовой частотой источника. Многие реализации S/PDIF не могут полностью отделить конечный сигнал от влияния источника или межсоединения. В частности, процесс восстановления тактового сигнала , используемый для синхронизации приема, может вызывать дрожание . [13] [14] [15] Если ЦАП не имеет стабильной опорной частоты, в результирующий аналоговый сигнал будет внесен шум. Однако получатели могут реализовать различные стратегии, ограничивающие это влияние. [15] [16]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Потребительский S/PDIF поддерживает систему управления последовательным копированием , тогда как профессиональные интерфейсы этого не делают.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Информация S/PDIF» . Интел . 21 июля 2017 года . Проверено 3 апреля 2018 г.
- ^ «S/PDIF» . Проверено 3 апреля 2018 г.
- ^ «SoundSystem SixPack 5.1+ True 6-канальный + цифровой вход и выход — вещи, которые стоит знать» (PDF) . ТерраТек . 5 июля 2001 г. с. 43 . Проверено 18 января 2011 г.
- ^ Марк Джонсон; Чарльз Кроуфорд; Крис Армбраст (2007). Справочник по DVD высокой четкости: Производство дисков HD-DVD и Blu-Ray: Производство дисков HD-DVD и Blu-Ray . МакГроу Хилл Профессионал. стр. 4–10 . ISBN 9780071485852 .
...такие соединения, как S/PDIF, не имеют пропускной способности, необходимой для передачи несжатого объемного звука...
- ^ «Звуковая карта» . kioskea.net . Сеть Киоскеа . Проверено 4 августа 2010 г.
Компонентами звуковой карты являются: [...] цифровой выход SPDIF (цифровой интерфейс Sony Philips, также известный как S/PDIF или S-PDIF или IEC 958 или IEC 60958 с 1998 года). Это выходная линия, которая отправляет оцифрованные аудиоданные на цифровой усилитель с помощью коаксиального кабеля с разъемами RCA на концах.
- ^ Фингер, Роберт А. 1992 «AES3-1992: Пересмотренный двухканальный цифровой аудиоинтерфейс», J.AudioEng.Soc., Том 40, № 3, март 1992 г., стр. 108
- ^ «Соединения SPDIF: подключайтесь и не путайтесь» . Проверено 15 мая 2024 г.
- ^ Деннис Бон (2001). «Взаимодействие AES3 и S/PDIF» (PDF) . Корпорация Рейн . п. 2 . Проверено 18 января 2011 г.
- ^ Понимание/анализ битов состояния цифрового аудиоканала на Wayback Machine (архивировано 28 февраля 2019 г.)
- ^ Цифровой звук. Интерфейс для аудиопотоков, закодированных нелинейным PCM, с использованием IEC 60958. Часть 1: Общие сведения (IEC 61937-1: 2007 + A1: 2011); Немецкая версия EN 61937-1:2007 + A1:2011
- ^ «FFmpeg: ссылка на файл libavformat/spdif.h» . ffmpeg.org .
- ^ «Представление форматов для передач IEC 61937 — приложения Win32» . Learn.microsoft.com . 15 мая 2023 г.
- ^ Джорджо Поццоли. « DIGITabilis: ускоренный курс по цифровым аудиоинтерфейсам » tnt-audio.com.
- ^ Крис Данн, Малкольм Дж. Хоксфорд. « Является ли цифровой аудиоинтерфейс AES/EBU/SPDIF дефектом? » Конвенция AES 93, документ 3360.
- ^ Jump up to: а б Трейси, Норман. «О джиттере, стандарте S/PDIF и аудио ЦАП» . Архивировано из оригинала 1 июля 2017 года.
- ^ Лессо, Пол (2006). «Высокопроизводительный приемник S/PDIF» (PDF) . Общество аудиоинженеров. Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2014 года.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) Конвенция AES 121, документ 6948
Внешние ссылки
[ редактировать ]- S/PDIF на Epanorama.net
- S / PDIF на hardwarebook.net на Wayback Machine (архивировано 11 сентября 2022 г.)
- Подробнее о битах данных канала
- Интерфейс AES3 и S/PDIF