Что такое S/PDIF: принцип работы

Характеристики и принципы работы S/PDIF

Компании Sony и Philips создали компакт-диски и придумали, как сделать аудиозапись на них. После этого разработали способ передачи цифровых данных между устройствами: S/PDIF (S/P-DIF) – Sony-Philips Digital (Interconnection) Interface Format.

Разработчики интерфейса поставили перед собой задачу создать способ передачи двухканального звука с диска в цифровом формате. Действующий стандарт AES/EBU стремились упростить, а вместо XLR-разъёмов предложить пользователям замену дешевле и понятнее. Также в задачу входило получение с компакт-диска цифрового сигнала без преобразования в аналоговый.

S/PDIF стал результатом реализации поставленных задач. Интерфейс работает не только со стереофонией, но и с форматами 5.1 и 7.1. Для нормальной передачи стереозвука необходима скорость 150 Кбайт/с. Создатели увеличили этот показатель, но в рамках протокола (1,536 Мбит/с). Это открыло путь многоканальному сжатому звуку, который восстанавливался декодером.

Помимо основной информации передавались данные о номере трека, числе каналов, возможности копировать.

Стереозвук передаётся при помощи импульсно-кодовой модуляции. Информация подаётся пакетами по 32 бита (24 б на основную информацию, 8 – на служебную). Когда данных меньше, свободное место в пакете заполняется нулями.

Реализация

S/PDIF можно подключать электрическим кабелем через разъём RCA (в народе «тюльпан»). Если две точки соединения расположены на расстоянии не больше чем полметра, подойдёт кабель RCA-RCA. Но для S/PDIF созданы специальные шнуры с соответствующим сопротивлением в 75 Ом: коаксиальные (соосные) и оптоволоконные.

В основе коаксиального кабеля лежит сигнальный провод, покрытый изоляционным материалом и обернутый в экранный. Такое же строение у остальных шнуров для передачи аудио и видео данных, телевизионных проводов для подключения к антенне.

Если передача данных планируется на расстоянии больше двух метров, нужно использовать только соосный кабель.

Другой вариант реализации S/PDIF – шнур из оптоволокна и лазерный луч для подачи сигнала. На технике для него продуман квадратный выход с заглушками или откидными шторками, который называется OpticalOut или TOSLINK (коротко от ToshibaLink). В такой же разъём меньшего размера (MiniTOSLINK) помимо кабеля подключают и наушники.

Какой кабель выбрать?

По большому счёту и оптоволокно, и коаксиальный кабель обеспечивают одинаковое качество передачи информации в цифровом формате. Нюансы касаются эксплуатации самих шнуров.

Электрический провод доступнее и крепче. На расстоянии больше 5 метров может затухать сигнал, поэтому такой кабель лучше использовать на дистанции до 5 м.

Оптоволоконный шнур выигрывает у коаксиального на расстоянии, поскольку затухание не грозит лазерному лучу. Также данные в таком кабеле не подвержены помехам и электрическим наводкам. Потому оптоволокно лучше работает «в компании» с другими проводами (в машине).

Касательно минусов, оптоволоконный кабель – более хрупкий. Если укладывать его с резкими поворотами и перегибами, повреждения гарантированы.

Как и когда применяли интерфейс?

Сначала S/PDIF использовали в компьютерах для подключения CD-привода к звуковой карте. Такое применение интерфейса длилось до тех пор, пока компьютеры не усовершенствовались и не смогли сами обрабатывать в реальном времени цифровые аудиосигналы.

Таким образом, в начале 2000-х S/PDIF перестал быть необходимым для ПК, но стал востребованным для домашних кинотеатров до эры HDMI.

Сегодня этот цифровой интерфейс используется в телевизорах, которые превратились в главные воспроизводители аудио в доме. Сам по себе ТВ не в каждой модификации выдаёт мощный звук, поэтому к нему подключают дополнительные акустические устройства.

Также S/PDIF помогает совместить работу техники современной и старшего поколения. Нужно только удостовериться, что на обоих устройствах предусмотрены необходимые разъёмы.

Лайфхак от S/PDIF: как из старого проигрывателя и оптического кабеля сделать «ЦАП»

Оптические и электрические выходы S/PDIF есть на проигрывателях мини-дисков. Это уже достаточно устаревшая техника, к тому же в большинстве случаев оптическая система в ней неисправна. Но и от нее может быть польза.

Дело в том, что электроника у таких устройств намного долговечней, чем оптика. Поэтому проигрыватель можно использовать для создания цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Соедините оптоволоконным кабелем компьютерную плату и проигрыватель – в результате получите на линейном аналоговом выходе «деки» аналоговый сигнал. Такой преобразователь работает намного лучше, чем компьютерный на встроенной звуковой плате. К тому же на «деке» вам пригодится выход для наушников и регулятор громкости.

Как востребованная цифровая технология S/PDIF стала связующим элементом между поколениями. Есть мнение, что будущее у S/PDIF короткое из-за новых способов передавать изображение и звук (HDMI и DisplayPort). Хотя они функциональные и мощные, тем не менее предшественника с рынка пока не удалили.  

Фото: Shutterstock