S/PDIF
Interfaz de audio digital estandarizada

Conectores S/PDIF y TOSLINK en un equipo de audio

S/PDIF ( Sony/Philips Digital Interface ) [1] [2] es un tipo de interfaz 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 BNC , o de 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 . [3] S/PDIF puede transportar dos canales de audio PCM sin comprimir o sonido envolvente 5.1 comprimido ; no puede admitir formatos envolventes sin pérdida que requieren un mayor ancho de banda . [4]

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 a través de cables ópticos o eléctricos. El nombre significa Sony/Philips Digital Interconnect Format (Formato de interconexión digital Sony/Philips), pero también se conoce como Sony/Philips Digital Interface (Interfaz digital Sony/Philips). 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). [5]

Aplicaciones

Un uso común es transportar dos canales de audio digital sin comprimir desde un reproductor de CD a un receptor amplificador.

La interfaz S/PDIF también se utiliza para transportar audio digital comprimido para sonido envolvente según lo define la norma IEC 61937. Este modo se utiliza para conectar la salida de un reproductor de Blu-ray , DVD o computadora, a través de una conexión óptica o coaxial, a un receptor amplificador de cine en casa que admita decodificación Dolby Digital o DTS Digital Surround .

Especificaciones de hardware

Conector coaxial RCA de audio digital (naranja)

S/PDIF se desarrolló al mismo tiempo que el estándar principal, AES3, utilizado para interconectar equipos de audio profesionales en el campo del audio profesional . Esto fue el resultado del deseo de las diversas partes interesadas de tener al menos similitudes suficientes entre las dos interfaces para permitir el uso de los mismos diseños, o muy similares, para interconectar circuitos integrados . [6] S/PDIF es casi idéntico a nivel de protocolo , [a] pero utiliza cable coaxial (con conectores RCA ) o fibra óptica ( TOSLINK ; es decir, JIS F05 o EIAJ óptico), los cuales cuestan menos que la conexión XLR utilizada por AES3. Los conectores RCA suelen estar codificados por color naranja para diferenciarse de otros usos de conectores RCA, como el vídeo compuesto . S/PDIF utiliza cable coaxial de 75 Ω, mientras que AES3 utiliza par trenzado balanceado de 110  Ω .

Las señales transmitidas a través de conexiones TOSLINK de consumo son idénticas en contenido a las transmitidas a través de conectores coaxiales. La tecnología óptica proporciona un aislamiento eléctrico que puede ayudar a solucionar problemas de bucle de tierra en los sistemas. La conexión eléctrica puede ser más robusta y admite conexiones más largas. [7]

Comparación de AES3 y S/PDIF [8]
AES3S/PDIF
EquilibradoDesequilibradoCobreÓptico
Cableado110 Ω de tensión de puenteCoaxial de 75 ΩCoaxial de 75 ΩFibra óptica
ConectorXLR de 3 pinesBNCRCA o BNCEnlace Toslink
Nivel de salida2–7 V pico a pico1,0–1,2 V pico a pico0,5–0,6 V pico a pico—
Nivel de entrada mínimo0,2 voltios0,32 V0,2 voltios—
Distancia máxima1000 metros100 metros10 metros
ModulaciónCódigo de marca bifásica
Información del subcódigoTexto de identificación ASCIIInformación de protección de copia de SCMS .
Profundidad de bits de audio24 bits20 bits (24 bits, opcionalmente) [ cita requerida ]

Especificaciones del protocolo

S/PDIF se utiliza para transmitir señales digitales en varios formatos, siendo los más comunes el formato de frecuencia de muestreo de 48 kHz (utilizado en la cinta de audio digital ) y el formato de 44,1 kHz, utilizado en el audio de CD . Para admitir ambas frecuencias de muestreo, así como otras que puedan ser necesarias, el formato no tiene una tasa de bits definida . En su lugar, 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.

El protocolo S/PDIF difiere de AES3 solo en los bits de estado del canal; consulte AES3 § Protocolo para obtener una vista general. Ambos protocolos agrupan 192 muestras en un bloque de audio y transmiten un bit de estado del canal por muestra, lo que proporciona una palabra de estado del canal de 192 bits por canal por bloque de audio. 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.

Componentes de la palabra de control S/PDIF [9]
BytePocoSin configurar (0)Conjunto (1)
00Consumidor (S/PDIF)Profesional (AES3)
(cambia el significado de la palabra de estado del canal AES3 )
1PCM normalDatos comprimidos
2Restricción de copiaPermiso de copia
32 canales4 canales
4——
5Sin pre-énfasisPreénfasis 50/15
6–7Modo, define bytes subsiguientes; los valores distintos de cero no están definidos.
10–6Categoría de fuente de audio que indica el tipo de equipo fuente (general, CD-DA, DVD, etc.)
7Broca en forma de L, original o copia [A]
20–3Número de fuente
4–7Número de canal
30–3Frecuencia de muestreo: 0000 2 : 44,1 kHz, 0100 2 : 48 kHz, 1100 2 : 32 kHz
4–5Precisión del reloj: 10 2 : 50 ppm, 00 2 : 1100 ppm, 01 2 : paso variable (requiere receptor compatible)
6–7Indefinido
40Longitud de palabra 20 bitsLongitud de palabra 24 bits
1–3Longitud de muestra (0: indefinido, 1–4: longitud de palabra menos 1-4 bits, 5: longitud de palabra completa)
4–7Indefinido
5–100-7Código EAN-13 (posiblemente en decimal codificado en binario)
110-3
4–7Indefinido; relleno en código EAN de 13 dígitos
12–130-7Indefinido
140–3
4-7ISRC (codificación poco clara; ISRC es 2 alfabéticos, 3 alfanuméricos y 7 numéricos, que es 26 2 × 36 3 × 10 7 ≈ 2 48,164 y, por lo tanto, obviamente cabe en 7,5 bytes, pero un código ASCII 5 + 7 BCD ingenuo sería 8,5 bytes)
15–210–7
22–230–7Indefinido
  1. ^ (para la mayoría de los códigos de categoría) indica si el audio con restricción de copia es original (se puede copiar una vez) o una copia (no se permite volver a grabar). El bit L solo se utiliza si el bit 2 es cero, lo que significa que se trata de audio con restricción de copia. La polaridad del bit L depende de la categoría: 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 no grabables comunes), el bit L no está definido y se evita la grabación alternando el bit 2 a una velocidad de 4 a 10 Hz.

Enmarcado de datos

El S/PDIF está pensado para transmitir secuencias de datos de audio de 20 bits y otra información relacionada. El S/PDIF también puede transportar muestras de 24 bits mediante cuatro bits adicionales; sin embargo, no todos los equipos admiten esta función y estos bits adicionales pueden ignorarse.

Para transmitir fuentes con menos de 20 bits de precisión de muestra, los bits superfluos se establecerán en cero y los bits 4:1–3 (longitud de muestra) se establecerán en consecuencia.

Encapsulación IEC 61937

La norma IEC 61937 define una forma de transmitir datos comprimidos multicanal a través de S/PDIF. [10]

  • El bit de palabra de control 0:1 se establece para indicar la presencia de datos PCM no lineales.
  • La frecuencia de muestreo se establece para mantener la frecuencia de símbolos (datos) necesaria. La frecuencia de símbolos suele ser 64 veces la frecuencia de muestreo.
  • Los datos se empaquetan en bloques. A cada bloque de datos se le asigna un preámbulo IEC 61937, que contiene dos palabras de sincronización de 16 bits e indica el estado y la identidad (tipo, validez, número de flujo de bits, longitud) de los datos encapsulados presentes. Se agrega relleno para que coincida con el tamaño del bloque completo según lo requiera la sincronización.

Hay varias codificaciones disponibles según IEC 61937, incluidas Dolby AC-3 / E-AC-3 , Dolby TrueHD , MP3, AAC, ATRAC , DTS y WMA Pro . [11] [12]

Limitaciones

El receptor no controla la velocidad de datos, por lo que debe evitar el deslizamiento de bits sincronizando su recepción con el reloj de la 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 fluctuaciones . [13] [14] [15] 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. [15] [16]

Véase también

Notas

  1. ^ El formato S/PDIF para consumidores admite el Sistema de gestión de copias en serie , mientras que las interfaces profesionales no lo hacen.

Referencias

  1. ^ "Información S/PDIF". Intel . 21 de julio de 2017 . Consultado el 3 de abril de 2018 .
  2. ^ "S/PDIF" . Consultado el 3 de abril de 2018 .
  3. ^ "SoundSystem SixPack 5.1+ True 6 Channel + Digital In & out – Stuff Worth Knowing" (PDF) . TerraTec . 5 de julio de 2001. pág. 43 . Consultado el 18 de enero de 2011 .
  4. ^ Mark Johnson; Charles Crawford; Chris Armbrust (2007). Manual de DVD de alta definición: producción para HD-DVD y discos Blu-Ray: producción para HD-DVD y discos Blu-Ray . McGraw Hill Professional. págs. 4–10. ISBN 9780071485852... conexiones como S/PDIF no tienen el ancho de banda necesario para ofrecer sonido envolvente sin comprimir...
  5. ^ "Tarjeta de sonido". kioskea.net . Kioskea Network . Consultado el 4 de agosto de 2010 . Los componentes de una tarjeta de sonido son: [...] Una salida digital SPDIF (Sony Philips Digital Interface, también conocida como S/PDIF o S-PDIF o IEC 958 o IEC 60958 desde 1998). Se trata de una línea de salida que envía datos de audio digitalizados a un amplificador digital mediante un cable coaxial con conectores RCA en los extremos.
  6. ^ Finger, Robert A. 1992 'AES3-1992: La interfaz de audio digital de dos canales revisada', J.AudioEng.Soc., vol. 40, n.º 3, marzo de 1992, pág. 108
  7. ^ "Conexiones SPDIF: conéctese, no se confunda" . Consultado el 15 de mayo de 2024 .
  8. ^ Dennis Bohn (2001). "Interfacing AES3 & S/PDIF" (PDF) . Rane Corporation . pág. 2. Consultado el 18 de enero de 2011 .
  9. ^ Comprensión y análisis de los bits de estado de los canales de audio digital en Wayback Machine (archivado el 28 de febrero de 2019)
  10. ^ Digitalton - Schnittstelle für nichtlinear-PCM-codierte Audio-Bitströme unter Verwendung von IEC 60958 - Parte 1: Allgemeines (IEC 61937-1:2007 + A1:2011); Deutsche Fassung EN 61937-1:2007 + A1:2011
  11. ^ "FFmpeg: referencia del archivo libavformat/spdif.h". ffmpeg.org .
  12. ^ "Representación de formatos para transmisiones IEC 61937 - Aplicaciones Win32". learn.microsoft.com . 15 de mayo de 2023.
  13. ^ Giorgio Pozzoli. "DIGITabilis: curso intensivo sobre interfaces de audio digital" tnt-audio.com.
  14. ^ Chris Dunn, Malcolm J. Hawksford. "¿Tiene fallas la interfaz de audio digital AES/EBU/SPDIF?" Convención AES 93, artículo 3360.
  15. ^ de Tracy, Norman. "Sobre el jitter, el estándar S/PDIF y los DAC de audio". Archivado desde el original el 1 de julio de 2017.
  16. ^ Lesso, Paul (2006). "Un receptor S/PDIF de alto rendimiento" (PDF) . Audio Engineering Society. Archivado desde el original (PDF) el 4 de junio de 2014. {{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda ) Convención AES 121, artículo 6948
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con S/PDIF .
  • S/PDIF en Epanorama.net
  • S/PDIF en hardwarebook.net en Wayback Machine (archivado el 11 de septiembre de 2022)
  • Más información sobre los bits de datos del canal
  • Interfaz AES3 y S/PDIF
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=S/PDIF&oldid=1234849978"