S/PDIF
S/PDIF (Interfaz digital de Sony/Philips) 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 (usando conectores RCA o BNC) o un cable de fibra óptica con conectores TOSLINK. S/PDIF interconecta componentes en cines 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 comprimido (como el códec de audio DTS o el códec Dolby Digital); no puede admitir formatos de sonido envolvente sin pérdidas que requieren un 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 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 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 el estándar IEC 61937. Este modo se utiliza para conectar la salida de un reproductor de Blu-ray, DVD o una computadora, a través de un cable óptico o coaxial, a un receptor amplificador de cine en casa compatible con la decodificación Dolby Digital o DTS.
Especificaciones de hardware
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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 suficientes similitudes entre las dos interfaces para permitir el uso de diseños iguales o muy similares para los circuitos integrados de interfaz. S/PDIF es casi idéntico a nivel de protocolo, pero utiliza cable coaxial (con conectores RCA) o fibra óptica (TOSLINK; es decir, F05 o EIAJ óptico), los cuales cuestan menos que la conexión XLR utilizada por AES3. Los conectores RCA suelen tener un código de color naranja para diferenciarlos de otros usos de conectores RCA, como video compuesto. S/PDIF usa un cable coaxial de 75 Ω mientras que AES3 usa un par trenzado balanceado de 110 Ω.
Las señales transmitidas a través de conexiones TOSLINK de nivel de consumidor son idénticas en contenido a las que se transmiten a través de conectores coaxiales, aunque TOSLINK S/PDIF suele mostrar una fluctuación más alta.
| AES3 balanceado | AES3 desequilibrado | S/PDIF | |
|---|---|---|---|
| Cabling | 110 Ω STP | 75 Ω coaxial | 75 fibra coaxial o óptica |
| Conector | XLR de 3 pines | BNC | RCA, BNC o TOSLINK |
| Nivel de producción | 2 a 7 V pico a pico | 1.0–1.2 V pico a pico | 0,5 a 0,6 V pico a pico |
| Nivel de entrada | 0,2 V | 0,32 V | 0,2 V |
| Distancia máxima. | 100 m | 1000 m | 10 m |
| Modulación | Código de marca de fases | Código de marca de fases | Código de marca de fases |
| Información de subcódigo | ASCII id. texto | ASCII id. texto | SCMS copia información de protección. |
| Profundidad de bits de audio | 24 bits | 24 bits | 20 bits (24 bits opcionales) |
Especificaciones del protocolo
S/PDIF se usa para transmitir señales digitales en varios formatos, el más común es el formato de frecuencia de muestreo de 48 kHz (usado en cintas de audio digital) y el formato de 44,1 kHz, usado en CD de audio. Para soportar ambos sistemas, así como otros que puedan ser necesarios, el formato no tiene una tasa de bits definida. En su lugar, los datos se envían mediante un código de marca bifásico, que tiene una o dos transiciones por cada bit, lo que permite extraer el reloj de palabras original de la propia señal.
S/PDIF está diseñado para transmitir flujos de datos de audio de 20 bits además de otra información relacionada. Para transmitir fuentes con menos de 20 bits de precisión de muestra, los bits superfluos se establecerán en 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 difiere de AES3 solo en los bits de estado del canal. 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. 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.
| Byte | Bit | Unset (0) | Set (1) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Consumer (S/PDIF) | Cuadro orgánico (AES3) (cambios que significan la palabra de estado del canal AES3) |
| 0 | 1 | Normal | Datos comprimidos |
| 0 | 2 | Copia restringida | Permiso de copia |
| 0 | 3 | 2 canales | 4 canales |
| 0 | 4 | — | — |
| 0 | 5 | No pre-emfasis | Pre-emfasis |
| 0 | 6 a 7 | Modo, define bytes posteriores, siempre cero | |
| 1 | 0 a 6 | Categoría fuente de audio que indica el tipo de equipo fuente (general, CD-DA, DVD, etc.) | |
| 1 | 7 | L-bit, original o copia | |
| 2 | 0-3 | Número de fuentes | |
| 2 | 4-7 | Número de canal | |
| 3 | 0-3 | Frecuencia de muestreo | |
| 3 | 4-5 | Precisión del reloj | |
| 3 | 6-7 | (sin definir) | |
| 4 | 0 | Longitud de la palabra 20 bits | Longitud de la palabra 24 bits |
| 4 | 1-3 | Longitud de la muestra (0=sin definir, 1-4=palabra menos 1-4 bits, longitud de la palabra 5=full) | |
| 4 | 4-7 | (sin definir) | |
| 5-11 | 0-7 | Código EAN-13 (BCD?) | |
| 11 | 4-7 | (sin definir; relleno en código EAN de 13 dígitos) | |
| 12-13 | 0-7 | (sin definir) | |
| 14 | 0-3 | (sin definir) | |
| 14 a 21 | 0-7 | ISRC (no está claro en la codificación; ISRC es 2 alfabético, 3 alfanuméricos y 7 numéricos, que es 26^2 + 36^3 + 10^7 ♥ 2^48.164 y así obviamente encaja en 7.5 bytes, pero un ingenuo 5 ASCII + 7 BCD sería de 8,5 bytes) | |
| 22 a 23 | 0-7 | (sin definir) | |
- ^ (para la mayoría de los códigos de categoría) indica si el audio restringido por copia es original (puede copiarse una vez) o una copia (no permite volver a grabar). El L-bit solo se utiliza si el bit 2 es cero, lo que significa audio restringido por copia. La polaridad L-bit depende de la categoría, con grabación permitida si es 1 para DVD-R y DVD-RW, pero 0 para CD-R, CD-RW y DVD. Para el CD-DA simple (Cds ordinarios no grabables), el L-bit no se define, y la grabación se evita alternando el bit 2 a una velocidad de 4-10 Hz.
Limitaciones
El receptor no controla la tasa de datos, por lo que debe evitar el deslizamiento de bits sincronizando su recepción con el reloj de origen. Muchas implementaciones de S/PDIF no pueden desacoplar por completo 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. 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.