Меню
ГлавнаяПоломки

S pdif разъем что. Подключение и настройка звука SPDIF-HDMI в компьютере. Размещение компонентов на плате

S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface) – распространенный и стандартизированный интерфейс, предназначенный для передачи цифрового звука между доступными компонентами, звуковыми картами, ресиверами и аудиоаппаратурой. Изначально разъем предназначался для CD и DVD-плееров, способных проигрывать компакт-диски, с единственной целью – уменьшить количество требуемых проводов для качественного воспроизведения контента. И уже после производители домашних кинотеатров, телевизоров и остальной техники взяли новинку на вооружение. Причем и из-за компактности (единственный оптоволоконный кабель, устойчивый к помехам, способен заменить целую связку коннекторов), и из-за качества.

Важно!! S/PDIF прекрасно передает объемный звук и позволяет наслаждаться каждой секундой проигрываемого трека или воспроизводимого фильма.

Что такое S/PDIF OUT на материнской плате

Соответственно, S/PDIF OUT – разъем, частенько встречающийся на материнских платах компьютеров, с единственной целью – передавать цифровой аудиосигнал повышенного качества между разными устройствами и компонентами без обязательной, а иногда и неизбежной процедуры преобразования информации в аналоговый сигнал.

По сути, производители предлагают дополнить атмосферу развлечений на ПК с помощью сторонней аппаратуры, вроде колонок, поддерживающих формат 5.1 Dolby Digital или домашнего кинотеатра для полноты ощущений. В некоторых случаях S/PDIF незаменим, если сигнал с видеокарты невозможно вывести с помощью HDMI, а DVI не передает звук.

В таком случае достаточно воспользоваться докупить колонки с переходником, найти нужный выход на материнской плате (вскрывать крышку системного блока придется в любом случае; в некоторых случаях намного проще докупить внешнюю аудиокарту, способную выполнять ту же задачу, но в разы лучше), а после – настроить способ передачи звука.

Процедура займет каких-то 5-10 минут, а результат сразу же впечатлит – передовое качество без помех, долгого отклика или странного шипенья, известного при использовании некачественной аппаратуры.

В целом, S/PDIF вещь незаменимая, хотя и частично потерявшая былые позиции. Современные материнские платы хоть и поддерживают подобный интерфейс, но вот энтузиастов, обращающихся к S/PDIF, становится с каждым разом все меньше. И дело не в том, что мир перестал волноваться о качестве звука. А в количестве дополнительных решений и выходов, предлагающих те же функции, но без дополнительных настроек.

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.

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 -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.

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.

См. также

  • word clock

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

Wikimedia Foundation . 2010 .

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.

Цифровые интерфейсы давно теснят своих аналоговых предков. Аудиосистемы среднего класса в качестве источника сигнала используют звук закодированный в одном из множества стандартов. Это может быть банальный PCM для стереозвука или семейство стандартов Dolby для их многоканальных родственников. Но сегодня мы поговорим не о способах кодирования, но о том, как именно передаётся сигнал. Существует всего два варианта - оптический и по коаксиальному кабелю. Оптика гарантирует полную электрическую развязку, коаксиальный кабель прост в подключении.

Уже лет десять практически каждая материнская плата укомплектована оптическим цифровым выходом S/PDIF (он же TOSLINK). Но если посмотреть на заднюю панель найти его можно не всегда. В чём же подвох? В нежелании производителя устанавливать ещё один разъём на задней панели и удорожать плату установкой оптического модуля или гнезда под коаксиальный кабель. Если открыть документацию на материнскую плату то можно обнаружить типовой набор из четырёх контактов похожий на гнездо для подключения спикера.

На этой же странице нарисована фирменная планка с коаксиальным и оптическим выходами. Иногда ещё бывают оптические входы, но автор статьи о таком только читал в сети. Поиск оригинальной планки может превратиться в нетривиальную задачу - цена на зарубежных аукционах составляет около 10 долларов без учёта доставки. Быстрый поиск по русскоговорящим форумам находит только запросы о её покупке и советы купить вместо неё звуковую карту с соответствующим гнездом.

По спецификации уровень сигнала на материнской плате - это TTL, о нагрузочной способности выхода SPDIFOUT можно только догадываться. Та же документация рекомендует нагрузить его светодиодом с токоограничивающим резистором - это и будет самым дешевым подключением. Попробовать этот вариант первым я не решался по двум причинам - жаль было платы и насущной необходимости куда-то втыкать стандартный оптический кабель. Позже я всё же собрал эмиттерный повторитель на одном транзисторе и подключил светодиод. Интерфейс весело светился красным светодиодом, но приставленный к нему оптический кабель звука не дал. Всё та же документация рекомендовала подобрать сверхъяркий светодиод с длиной волны 660 нанометров. Возможно ни один из использованных светодиодов не подошел.

Следующий этап - подключение рекомендованного оптического модуля TOTX173. Цена и наличие по интернет-магазинам опять не радует - чуть меньше тех же десяти долларов и длительная доставка. Значит пора искать донора. Пробежавшись по домашней свалке электроники, удалось выявить только одну жертву, ей оказалась Playstation 2, подаренная сотрудниками на прошлый день рождения. Рука на вандализм легендарной приставки не поднялась. На региональном интернет-аукционе был выловлен DVD Recorder Samsung за те же сакральные 10 долларов без доставки. Дальше пойдут фотографии.

S/PDIF на жертве выглядел так

Так как поиск по коду на корпусе (T2002H7) ничего не дал, то устройство пришлось включать в разобранном состоянии для того чтобы убедиться что используется питание от пяти вольт и TTL уровень сигнала.

Контактов всего три, общий легко определяется, питание подключено напрямую к подписанному 5в штекеру, остаётся информационный вывод подключенный через резистор номиналом 220 Ом. Вот наш ново обретённый модуль крупным планом.

Осталось подключиться к материнской плате и собрать это всё в виде планки. Общий вывод подключаем к общему, питание к питанию, а SPDIFOUT через резистор 220 Ом к data. Из куска макетной платы и выгоревшей сетевой карты собираем планку для ПК, у меня получилось так.

Устанавливаем в корпус.

С момента сборки прошло уже более двух недель - всё работает отлично. На слух конечно разница находится в пределах данных психологией ощущений. Но если есть акустика понимающая оптику - почему бы не воспользоваться подключением сделанным своими руками. В комментариях было бы интересно услышать мнение о возможной разнице в звучании такого оптического выхода и полученного с звуковой карты среднего ценового диапазона.

Уже после сборки я добрался до ближайшей мастерской по ремонту бытовой техники. Именно там стояло сразу искать донора - у них есть достаточное количество сгоревших DVD плееров, примерно по доллару за плату. Для тех кто захочет повторить конструкцию - это будет полезным.