2013年9月5日 星期四

S / PDIF (二) ( 搬家文 from yahoo blog , Day 2 )

(以下圖文內容譯自 Amin Wshi-Anwar “S/PDIF”  http://homepage.mac.com/beepboy/definition/index.html )


S/PDIF 的型態

S/PDIF的使用有兩種型態。一為使用 coaxial 同軸,另一為 optical 光纖 (toslink)

Coaxial同軸
Coaxial S/PDIF cable 由銅或銀導體和絕緣體組成。這種 cable 由中心導體以「電」傳送信號,為了避免受到外部電磁場和無線電干擾,線外層會以遮蔽網包覆導體。因為對外部雜訊敏感,遮蔽做的好的 cable,通常都很貴。姑不論價格,Coaxial S/PDIF cable 因為它的高頻寬與較早較成熟的標準,為音響迷所愛用。在 Coaxial S/PDIF cable 兩端可以見到和一般類比 cable 所用一樣的 RCA 接頭


                                                      

Optical 光纖 (toslink)
ToslinkToahiba 的一個品牌名稱,是一種光纖數位音頻 cable 接頭的格式。不同於電氣信號,光纖 cable 以光脈衝型態搭載音頻數據傳送資料。Toslink 接頭是一種方形聯接器,廣泛使用在環繞擴大機、DVD、和CD 播放器、碟形衛星天線接受器以及其他設備。相較於 coaxial cable,光纖的優勢在於對雜訊的免疫力。然而,大部份的光纖 cable都有頻寬的限制,取抉於所選用的材料。塑膠光纖便宜、隨手可得,但是缺乏頻寬。雖然這個缺點大致說來並不嚴重(約千分之一秒聲音 delay),對要求完美的人來說,可能會選用較貴的玻璃光纖 cable

                                                                 Multiple S/PDIF inputs behind a Sony STR-DA1000ES receiver


工作原理

S/PDIF 有多種數位傳輸格式,最常見的是用在 DATDigital Audio Tape)的 48 kbps (kilo-samples-per-second),和用在 CD 44.1 kbps 格式。為了確保兩種系統的相容性,和與其他格式相容的彈性,並不定義 data 速率。而是採用了 biphase-mark-code 技術,每 bit 有兩次傳送,這讓原始信號的時脈可以被壓縮。
                               
                                               Digital stream from the source is decoded into sound by the receiver before it is sent to the speaker
資料格式包含一個 32–bit 的字串(stream),在每一個音頻(audio)資料 channel 中,以 192 字的「block」傳送。一般立體兩聲道系統,會傳送一連串的 384 字(words)給 A 聲道,然後 B 聲道,然後再 A 聲道…,最後 4 bit 為狀態和偵錯碼。Bit 28 是「Validity」位元,如果沒有特別設定,不會動作。以 CD player 為例,當它讀取取樣有問題時,就發揮作用了


成本

我們聽到的聲音是類比的,儲存在 CD DVD 中的數位聲音資料,必須轉換成類比,才能讓你的耳朵聽到有意義的聲音。因此,DACDigital to Analog Converter)普遍應用在數位裝置中,如 CD playerDVD player、電腦等等,雖然一般說來,內建的 DAC 品質不會是最好的。外接 DAC 較精準、較優的功能,通常不會在 DVD CD DAC 中出現。
                                       
                                                                                    Analog Implementation
                                       
                                                                                   S/PDIF Implementation
 上圖可以看到,以 S/PDIF 連接的系統,四台 DAC 消失了。不但減少成本,也消除了用到低品質 DAC 的機會。如今,為了廣大消費者的需求,DAC 仍然存在大多數的數位器材中。對那些希望使用自備 DACreceicer),以獲得最佳品質的人,S/PDIF 適時提供了另一選擇。

簡史
0 年代早期,當 CD 問世時,啟動了數位音響的步伐。剛開始,那些信號乖乖待在器材裡,等到被轉換成類比信號才被送出機箱外。然後一個新的趨勢崛起,認為要盡可能保留數位信號狀態,因為這是保留原汁原味的唯一方法。要達成這個目的,不同器材彼此間必須能以數位方式溝通,這時正是 AES / EBU 標準發展的時候。

AES / EBUAudio Engineering Society / European Broadcasting Union 的縮寫,1992 年訂定(19951998 修訂) 器材間以下列三種連接方式中的任一種方法,資料傳輸的標準:
  • AES Type I Balanced - 3-conductor, 110-ohm twisted pair cabling with an XLR connector, used in professional installations
  • AES Type II Unbalanced - 2-conductor, 75-ohm coaxial cable with an RCA connector, used in consumer audio
  • AES Type II Optical - optical fiber, usually plastic but occasionally glass, with an F05 connector
AES Type II specification 的先驅是 Sony/Philips Digital InterfaceS/PDIFAES Type II Optical 則以 Toshiba 品牌名稱 Toslink 廣為人知。S/PDIF,是泛用途、消費版的 AES / EBU 格式。



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