S/PDIF

TOSLINK — оптический разъём S/PDIF.

Коаксиальный разъём S/PDIF.

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. 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.

Области применения

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 объемного 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) объемного звука.

S/PDIF (Sony*/Philips* Digital Interface) — это формат интерфейса 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 активной акустической системе, последняя должна 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 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, 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 разъемы типа MiniTOSLINK [1] -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:

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

Прочее

S/PDIF определен международным стандартом IEC 60958-3.

S/PDIF защищён патентом: EP000000811295B1

См. также

• word clock
• AES/EBU

Ссылки

• Epanorama.net: S/PDIF (англ.)
• Подключение и настройка звука SPDIF-HDMI в компьютере  (рус.)

Примечания

Библиография

• J. Watkinson, The Art of Digital Audio, Third Edition, Focal Press, 2001