S / PDIF - S/PDIF
S / PDIF ( Sony / Philips Digital Interface ) es un tipo de interconexión de audio digital que se utiliza en equipos de audio de consumo para emitir audio a distancias relativamente cortas. La señal se transmite a través de un cable coaxial con conectores RCA o un cable de fibra óptica con conectores TOSLINK . S / PDIF interconecta componentes en sistemas de cine en casa y otros sistemas digitales de alta fidelidad .
S / PDIF se basa en el estándar de interconexión AES3 . S / PDIF puede transportar dos canales de audio PCM sin comprimir o sonido envolvente 5.1 / 7.1 comprimido (como el códec de audio DTS ); no puede admitir formatos envolventes sin pérdida que requieran mayor ancho de banda.
S / PDIF es un protocolo de capa de enlace de datos , así como un conjunto de especificaciones de capa física para transportar señales de audio digital entre dispositivos y componentes a través de cables ópticos o eléctricos. El nombre significa Sony / Philips Digital Interconnect Format, pero también se conoce como Sony / Philips Digital Interface. Sony y Philips fueron los principales diseñadores de S / PDIF. S / PDIF está estandarizado en IEC 60958 como IEC 60958 tipo II (IEC 958 antes de 1998).
Aplicaciones
Un uso común de la interfaz S / PDIF es transportar audio digital comprimido para sonido envolvente según lo define la norma IEC 61937 . Este modo se usa para conectar la salida de un reproductor de DVD o computadora, vía óptica o coaxial, a un receptor amplificador de cine en casa que admita Dolby Digital o DTS . Otro uso común es transportar dos canales de audio digital sin comprimir desde un reproductor de CD a un receptor amplificador.
Especificaciones de hardware
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S / PDIF se desarrolló al mismo tiempo que el estándar principal, AES3, que se utiliza para interconectar equipos de audio profesionales en el campo del audio profesional . Esto resultó del deseo de los diversos comités de normas de tener al menos suficientes similitudes entre las dos interfaces para permitir el uso de diseños iguales o muy similares para los circuitos integrados de interfaz . S / PDIF se mantuvo casi idéntico a nivel de protocolo , pero cambió los conectores físicos de XLR a cable coaxial eléctrico (con conectores RCA ) o fibra óptica ( TOSLINK ; es decir, F05 o EIAJ óptico), los cuales cuestan menos que el XLR. conexión. Los conectores RCA suelen tener un código de color naranja para diferenciarlos de otros usos de conectores RCA, como el vídeo compuesto . El cable también se cambió de par trenzado balanceado de 110 Ω a cable coaxial de 75 Ω, utilizando conectores RCA.
Las señales transmitidas a través de conexiones TOSLINK de nivel de consumidor son idénticas en contenido a las transmitidas a través de conectores coaxiales, aunque TOSLINK S / PDIF comúnmente exhibe una mayor fluctuación .
| AES3 equilibrado | AES3 desequilibrado | S / PDIF | |
|---|---|---|---|
| Cableado | 110 Ω STP | 75 Ω coaxial | Fibra óptica o coaxial de 75 Ω |
| Conector | XLR de 3 clavijas | BNC | RCA o TOSLINK |
| Nivel de salida | 2-7 V pico a pico | 1.0-1.2 V pico a pico | 0,5–0,6 V pico a pico |
| Min. nivel de entrada | 0,2 V | 0,32 V | 0,2 V |
| Max. distancia | 100 metros | 1000 metros | 10 m |
| Modulación | Código de marca bifase | Código de marca bifase | Código de marca bifase |
| Información de subcódigo | ID ASCII . texto | ID ASCII . texto | Información de protección de copia de SCMS . |
| Profundidad de bits de audio | 24 bits | 24 bits | 20 bits (24 bits opcional) |
Especificaciones de protocolo
S / PDIF se utiliza para transmitir señales digitales de varios formatos, siendo el más común el formato de frecuencia de muestreo de 48 kHz (utilizado en DAT ) y el formato de 44,1 kHz, utilizado en CD de audio. Para admitir ambos sistemas, así como otros que puedan ser necesarios, el formato no tiene una velocidad de datos definida . En cambio, los datos se envían utilizando un código de marca bifásico , que tiene una o dos transiciones para cada bit , lo que permite extraer el reloj de palabras original de la propia señal.
S / PDIF está destinado a ser utilizado para transmitir flujos de datos de audio de 20 bits más otra información relacionada. Para transmitir fuentes con menos de 20 bits de precisión de muestra, los bits superfluos se pondrán a cero. S / PDIF también puede transportar muestras de 24 bits mediante cuatro bits adicionales; sin embargo, no todos los equipos admiten esto y estos bits adicionales pueden ignorarse.
El protocolo S / PDIF es idéntico al AES3 con una excepción: el bit de estado del canal difiere en S / PDIF. Ambos protocolos agrupan 192 muestras en un bloque de audio y transmiten un bit de estado de canal por muestra, proporcionando una palabra de estado de canal de 192 bits por canal por bloque de audio. El significado de la palabra de estado del canal es completamente diferente entre AES3 y S / PDIF. Para S / PDIF, la palabra de estado de 192 bits es idéntica entre los dos canales y se divide en 12 palabras de 16 bits cada una, siendo los primeros 16 bits un código de control.
| Poco | Desarmado (0) | Serie 1) |
|---|---|---|
| 0 | Consumidor (S / PDIF) | Profesional (AES3) (cambia el significado a la palabra de estado del canal AES3 ) |
| 1 | Normal | Datos comprimidos |
| 2 | Copiar restringir | Permiso de copia |
| 3 | 2 canales | 4 canales |
| 4 | - | - |
| 5 | Sin pre-énfasis | Pre-énfasis |
| 6–7 | Modo, define bytes subsiguientes, siempre cero | |
| 8-14 | Categoría de fuente de audio (general, CD-DA, DVD, etc.) | |
| 15 | L-bit, original o copia (ver texto) | |
Los bits 8-14 del código de control son un código de categoría de 7 bits que indica el tipo de equipo fuente, y el bit 15 es el "bit L", que (para la mayoría de los códigos de categoría) indica si el audio con restricción de copia es original (puede copiarse una vez) o una copia (no permite volver a grabar). El bit L solo se usa si el bit 2 es cero, lo que significa audio con restricción de copia. La polaridad del bit L depende de la categoría, y se permite la grabación si es 1 para DVD-R y DVD-RW, pero 0 para CD-R, CD-RW y DVD. Para CD-DA simples (CD ordinarios no grabables), el bit L no está definido y la grabación se evita alternando el bit 2 a una frecuencia de 4–10 Hz.
Limitaciones
El receptor no controla la velocidad de datos, por lo que debe evitar el deslizamiento de bits sincronizando su recepción con el reloj fuente. Muchas implementaciones de S / PDIF no pueden desacoplar completamente la señal final de la influencia de la fuente o la interconexión. Específicamente, el proceso de recuperación del reloj utilizado para sincronizar la recepción puede producir jitter . Si el DAC no tiene una referencia de reloj estable, se introducirá ruido en la señal analógica resultante. Sin embargo, los receptores pueden implementar varias estrategias que limitan esta influencia.
La fibra óptica TOSLINK, a diferencia de los cables coaxiales, es inmune a los bucles de tierra y las interferencias de RF . Sin embargo, el núcleo de fibra de TOSLINK puede sufrir daños permanentes si se dobla firmemente.