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:
0 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, где прежний беспорядок многочисленных проводов может быть заменён единственным оптоволоконным кабелем, который устойчив к электрическим помехам.

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.

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 Европейский вещательный союз. 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 кабель экранированной 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.

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.

Цифровое аудио S/PDIF – третий тип, поуровневый (TTL). Стандарт основан на биполярной схеме построения транзисторов и резисторов. Транзисторно-транзисторная логика базируется на двух ступенях, хотя и не всегда. Первая >2,4 В, вторая 0-0,4 В. Выходы этого типа можно найти на звуковых картах.

Есть простое объяснение классификации, чтобы не путаться и нормально разобраться с тем, что это — S/PDIF. Данный цифровой звуковой интерфейс, как мы уже обнаружили, может быть цифровым или оптическим. Если у вас дома размещена хорошая аудиосистема или звуковой центр, его лучше подключать именно через данный тип разъема. Качество звука намного лучше, чем через стандартный формат.

Улучшение связано с тем, что звук, проходя через высокочастотную начинку и собирая все «грязные» импульсы, выводится не через аналоговый формат, а цифровой, который не дает звучанию исказиться. Если же использовать оптический стандарт, то можно забыть и о помехах по общему приводу.

Применение

Обозреваемый стандарт сперва использовался в CD-плеерах. После обнаружили, что его можно применять в качестве соединителя и передатчика звука в других аудиоустройствах. Так, этот интерфейс стал появляться в MiniDisc-плеерах и на звуковых картах для ПК. Некоторые наблюдательные водители могли заметить стандарт и в автомобильном звуке. Особенно это стало находкой для тех, кто устал от беспорядка большого количества кабелей. Теперь пучок проводов легко заменялся одним оптоволоконным кабелем.

S/PDIF можно встретить и в качестве передатчика цифрового потока. Обычно в этом режиме работают DVD-плееры с входом AV-ресивера домашнего кинотеатра. В итоге все новые технологии звучания стали доступны в домашних условиях. Многие пользователи смогли познакомиться с Dolby Digital и Digital Theatre System(DTS).

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.

Изготовители современных моделей телевизоров смогли добиться того, чтобы воспроизводимый аудиосигнал, был чётким и громким. Но не всех владельцев устраивает стандартное звучание и появляется необходимость в выводе звука на внешнее медиаустройства, например, домашний кинотеатр.

S/PDIF это международный стандарт передачи цифрового звука. Передача данных реализуется посредством нескольких кабелей и разъёмов. Сначала его использовали в аудиоплеерах. Но технология начала развиваться и S/PDIF-режим появился на домашних кинотеатрах, автомагнитолах, персональных компьютерах и современных моделях телевизоров.

Что такое S/PDIF на телевизоре

Цифровой или оптический разъём S/PDIF на телевизоре необходим для вывода и дальнейшей передачи аудиосигнала в соответствующем формате. Если на Тв-приёмнике транслируется фильм или передача в HD-качестве и устройство поддерживает формат 5.1, то с телевизора будет выводиться звук в цифровом или оптическом формате. На современных моделях телевизора он обычно представлен в виде разъёма Toslink или коаксиальном.

Типы стандарта S/PDIF

Технология S/PDIF имеет два вида передачи сигнала: коаксиальный и оптический.

  1. Коаксиальный выход. Несмотря на то что данный вариант передачи аудиосигнала уже уходит в прошлое, некоторые интернет-провайдеры и поставщики кабельного телевидения всё ещё его используют. Также данный разъём присутствует на домашних кинотеатрах, видео и аудиоплеерах и автомагнитолах. Он обеспечивает передачу звука в цифровом качестве между цифровой аппаратурой. Чтобы это было возможным, необходимо подключить устройства между собой с помощью соответствующего коаксиального кабеля. Цифровой разъём способен передавать многоканальный или стереофонический звук без потери качества аудиосигнала. Этот вариант подключения недорогой. Но если поблизости есть электромагнитное поле, качество звучания сильно падает.
  2. Toslink. На данный момент именно через данный разъём осуществляется подключение телевизора к внешним устройствам для передачи звука. Это оптический интерфейс, способный воспроизводить сигнал, не подверженный внешнему воздействию. Чтобы подключить медиасистему к ТВ-приёмнику с помощью оптического выхода требуется оптоволоконный кабель. Если используется качественный провод, то соединение между аппаратурой будет надёжным, а звучание идеальным. Выпускаемые сейчас телевизоры и медиасистемы оборудованы оптическим интерфейсом. При выборе необходимо учитывать характеристики подключаемых устройств, а также имеются ли соответствующие разъёмы. Сама процедура подключения и настройка достаточно проста. С помощью кабеля необходимо соединить все устройства, а в звуковых настройках телевизора нужно найти пункт «Динамики» и выбрать «Внешние динамики».

ВНИМАНИЕ! Не рекомендуется использовать кабели длиной более 10 метров. Чем длиннее кабель, тем будет хуже качество звука.

Для чего нужен S/PDIF

S/PDIF интерфейс Sony/Philips является очень распространённым. Это стандартный канал для передачи цифрового аудиосигнала между аппаратурой. Он очень компактный и является единственной технологией для передачи звука полностью устойчивого к внешнему воздействию и различным помехам, что позволяет обеспечивать качественное звучание.

СПРАВКА! Режим S/PDIF идеально воспроизводит объёмный стереофонический звук, что позволяет в полной мере насладиться аудио или видеофайлами.

Такой разъём можно встретить на телевизорах, медиаустройствах, материнских платах персональных компьютеров. Его единственное предназначение — это передача цифрового сигнала высокого качества между различной цифровой аппаратурой, исключая обязательную процедуру преобразования цифрового сигнала в аналоговый.

При подключении различных медиаустройств с помощью данного интерфейса можно в полной мере наслаждаться звуком в формате 5.1. Особенно он актуален, когда нет возможности подключить аппаратуру с помощью кабеля и разъёма HDMI.

Данная технология очень популярна именно в телевизорах. Подключение и настройки занимают совсем немного времени, взамен же пользователь получает качественное звучание.