S/PDIF — что это, принцип работы, виды и особенности интерфейса

Изготовители современных моделей телевизоров смогли добиться того, чтобы воспроизводимый аудиосигнал, был чётким и громким. Но не всех владельцев устраивает стандартное звучание и появляется необходимость в выводе звука на внешнее медиаустройства, например, домашний кинотеатр.

S/PDIF это международный стандарт передачи цифрового звука. Передача данных реализуется посредством нескольких кабелей и разъёмов. Сначала его использовали в аудиоплеерах. Но технология начала развиваться и S/PDIF-режим появился на домашних кинотеатрах, автомагнитолах, персональных компьютерах и современных моделях телевизоров.

История создания S/PDIF

Стоит отметить, что S/PDIF является детищем компаний Philips и Sony. Интерфейс создавался на базе стандарта профессионального уровня AES/EBU, но обрел более упрощенный вид. С самого начала планировалось, что при помощи S/PDIF будет передавать звук только с CD-дисков. Также шла речь исключительно о стереофонии. Но постепенно интерфейс дорабатывался, а количество поддерживаемых форматов постоянно росло. В результате стандарт научился работать со звуком 7.1 и 5.1. При этом поток сжимается и восстанавливается с использованием декодера.

Протокол [ править | править код ]

S/PDIF может быть использован для передачи цифровых сигналов множества форматов. Наиболее распространены из них: формат использованный в DAT с частотой дискретизации 48 кГц и формат записи компакт-дисков с частотой дискретизации 44,1 кГц. Для того, чтобы поддерживать обе эти системы, формат не имеет определённого битрейта данных. Взамен данные передаются, используя Biphase Mark Code, который имеет один или два перехода для каждого бита данных, позволяя передавать оригинальный word clock вместе с самим сигналом.

Расширяя возможности данного интерфейса, S/PDIF может быть использован для передачи 20-битных потоков аудиоданных плюс другая связанная информация. Можно также передавать 16-битные потоки с нулевым заполнением или 24-битовые, за счёт отказа от дополнительной информации.

Протокол низкого уровня почти тот же, что и в описании AES/EBU. Единственное различие — бит статуса канала («Channel status bit»).

Бит статуса канала («Channel status bit») в S/P-DIF [ править | править код ]

В каждом суб-фрейме имеется один канальный бит статуса, таким образом образуется 192-битовое слово в каждом аудиоблоке. Это означает, что есть 192/8 = 24 байта доступных в каждом аудиоблоке. Значение канального бита статуса в S/PDIF полностью отличается от AES/EBU.

Принцип работы и характеристики S/PDIF

Сам по себе S/PDIF реализован с помощью «тюльпана» (RCA) и электрического (коаксиального) кабеля, где сопротивление составляет 75 Ом. Такой шнур станет идеальным вариантом, если расстояние между устройствами составляет два метра и более. Для максимально коротких дистанций подойдет и обычный RCA-RCA. При этом самым прогрессивным на сегодня представляется вариант подключения через оптоволоконный кабель с применением лазерного луча (TOSLINK или OpticalOut).

Как уже отмечалось, S/PDIF разработан для работы со стереозвуком, но теперь поддерживает и многоканальное звучание сжатого типа. Это стало возможно благодаря расширению допустимой скорости от 150 килобайт в секунду до 1,536 мегабит в секунду. Здесь применяется импульсно-кодовая модуляция для передачи звука. Причем информация дробится на отдельные пакеты (32 бита), а свободное место в них может заполняться нулями. Кроме самого звука осуществляется передача данных о количестве каналов, а также номере дорожки (трека).

Понятие

Интересно, что международный стандарт позволяет использовать вариант как S/PDIF, так и S/P-DIF. У него присутствует своя расшифровка, которая дает нам понять, кем был разработан данный стандарт. Sony/Philips Digital Interface Format хранит в себе набор параметров протокола с аппаратной реализацией. Он имеет возможность передавать цифровое звучание от первого аудиоустройства ко второму.
Рассматривая S/PDIF, мы разберемся с его физической и системной частью. Физический параметр дает возможно узнать, каким путем передается сигнал и по каким каналам, а системный – какой протокол используется.

Виды S/PDIF

На сегодня S/PDIF реализован в нескольких видах:

• Электрический. В данном случае используется коаксиальный кабель, сопротивление которого на входе и выходе достигает 75 Ом. Он соединяется при помощи RCA-разъемов. На расстоянии до полуметра можно применять стандартный аудиокабель «тюльпан». Его выходное напряжение — 1 вольт п-п, под нагрузкой — 0,5 вольт. Если применяется длинный кабель (более 5 метров), то могут быть потери.
• Оптический. Задействован волоконно-оптический кабель (TOSLINK). Данный вариант выделяется работой лазерного луча, который не затухает даже на существенных расстояниях. Особую популярность получил разъем MiniTOSLINK, который очень часто встречается в различных ноутбуках. он совмещает в себе выходы на наушники и S/PDIF.

Нормальная температура материнской платы

Температура системной платы – важнейший показатель, за которым нужно постоянно следить, особенно летом, когда температура ртутного столбика доходит до +30 градусов и выше. Работа всех основных компонентов платы сопровождается выделением тепла (больше всего нагреваются процессор и графическая карта). Причем температура материнской платы и её компонентов – это не постоянный показатель. Во время выполнения сложных задач, например, запуск современных игр или майнинг, работа с ресурсоемкими приложениями, температура системной платы существенно повышается.

При превышении критических показателей перегорают мосфеты на материнской плате, а если перегрев очень сильный, транзистор может даже расплавиться и буквально прикипеть к плате, что приводит к разрушению проводников, расположенных под SMD-элементом – многослойные печатные платы (а все материнские платы – многослойные) восстановлению не подлежат. В них можно поменять вздувшиеся конденсаторы, микросхемы и прочие элементы, но если серьезно повреждены дорожки – ремонт (даже если возможен и если вы найдете мастера, который за такую ювелирную работу возьмется) обойдется вам дороже, чем приобретение новой комплектующей.

Чтобы обезопасить технику от перегрева, своевременно меняйте термопасту на процессоре, регулярно очищайте системный блок от пыли, установите в корпус системного блока хорошие вентиляторы. Также рекомендуется регулярно отслеживать температуру материнской платы с помощью специальных утилит (AIDA64, GPU-Z, Эверест и другие). Какую же температуру можно считать нормальной? Ориентируйтесь на показатели, рекомендованные производителем. Но в любом случае, t выше 70 градусов – считается критической.

Если на материнской плате горит красная лампочка, рекомендуем обратиться к документации на конкретную модель комплектующей. Дело в том, что производители используют различные решения для световой индикации ошибок. Поэтому в одних платах индикатор загорается при физическом повреждении, в других – предупреждает о перегреве, а в третьих – это нормальный режим.

В какой технике можно встретить выход S/PDIF?

В начале данный выход можно было встретить в CD-плеерах и DVD-плеерах, в которые вставляются диски.

Однако со временем он стал задействоваться во многих аудио-устройствах. Выход есть в телевизорах, плеерах, звуковых картах для ПК, в автомобильных магнитолах, домашних кинотеатрах.

Особенности S/PDIF выхода в телевизоре

Выход S/PDIF на данном устройстве обязательно нужен для того, чтобы выводить и передавать аудиосигнал в необходимом формате. Когда по ТВ идет передача с высоким качеством и поддерживается формат 5.1, то с оборудования происходит вывод звука в оптическом или цифровом формате. Современные модели телевизоров обычно оснащены коаксиальными или Toslink разъемами.

Общие вопросы, связанные с обновлением драйверов

Что же касается обновления управляющего звуковым оборудованием ПО, не используйте средства системы (все равно этой будет бесполезной тратой времени). Лучше отдать предпочтение, скажем, утилитам класса Driver Booster от компании iObit или DriverPack Solution онлайн-модификации.

Если же проблема устранена не будет, в «Диспетчере устройств» найдите информацию по идентификаторам проблемных девайсов (VEN и DEV), как показано на изображении выше, после чего задайте по ним поиск либо на сайте производителя оборудования (ноутбука или материнской платы, если речь идет об интегрированных картах), либо на специально предназначенных для этого ресурсах, после чего скачайте требуемую версию драйвера, учитывая архитектуру своей ОС, и установите его вручную.

Как правильно выбрать S/PDIF кабель, что лучше коаксиальный или оптический

При покупке стоит обращать внимание на длину кабеля. Без использования соответствующего усилителя сигнала она должна составлять не более пяти метров. Кроме того, важно обратить внимание на то, какая лента поддерживается выбранным кабелем. Оптимальным диапазоном принято считать от 9 МГц до 11 Мгц. Чем выше цифры, тем лучше материал кабеля. Стоит отметить, что больше ценится продукция из боросиликатного стекла. Пластик считается более простым вариантом.

При любом типе подключения передача информации одинаковая. Большой разницы нет передавать по оптике или электрике. Однако последний вариант является более распространенным и доступным. Оптоволокно найти немного сложнее, особенно если искать у себя в запасах. Но есть приверженцы теории того, что оптическое подключение меньше страдает от помех. Поэтому его проще использовать, когда подключено много другой электроники. К его минусам можно отнести хрупкость при укладке. Такой кабель предпочтительнее скручивать широкой петлей. Если класть более резкими углами с поворотами, то стоит обратить внимание на коаксиальный кабель. Что касается дальности, то оба варианта идентичны. У них максимальная дистанция передачи представлена цифрами 10 метров. В плюсы оптики здесь можно отнести то, что от 5 метров лазерный луч не будет затухать в отличие от электрического сигнала.

Что делать с интегрированным устройствами HD Audio?

Если же выше предложенные действия никакого эффекта не дали, вызовите «Диспетчер устройств» и посмотрите на состояние оборудования, которое необходимо использовать. Если оно отключено, через меню ПКМ активируйте его. В случае отсутствия драйверов или выявления проблем с их функционированием обновлять их, используя средства системы, не стоит.

Лучше удалите все присутствующие проблемные компоненты из системы, включая и их драйверы, после чего выполните полный рестарт системы. По идее, Windows сама установит новые драйверы. Если у вас имеется оригинальный диск с драйверами, который поставлялся при покупке компьютера или лэптопа, лучше установить соответствующее программное обеспечение именно с него.

TOSLINK и S/PDIF: в чем разница

Данный интерфейс работает с оптоволоконным разъемом TOSLINK или коаксиальным кабелем, имеющим разъемы RCA. Фактический сигнал у обоих вариантов одинаков. Но TOSLINK на коаксиальном кабеле отличается более высокой нестабильностью сигнала. С S/PDIF чаще всего связывают оптоволокно, так как он является более современным и востребованным.

Плюсы и минусы S/PDIF

Достоинства:

• Передает объемный звук в сжатом виде.
• Передача стереозвука без потерь в формате PCM.
• Spdif почти неподвластен воздействиям извне.
• Актуален, когда недоступно подключение оборудования с интерфейсами HDMI.

Недостатки:

• Ограниченная пропускная способность.
• Не способен передавать потоки DTS-HD Master Audio и Dolby TrueHD.

Активация интегрированных карт в первичных системах

Теперь давайте посмотрим, что еще можно предпринять, если при использовании цифрового аудио S/PDIF звука нет и после этого. Вполне возможно, что основное звуковое устройство отключено в первичной системе BIOS.

На стадии перезагрузки или при включении компьютера войдите в BIOS, затем переместитесь в раздел дополнительных параметров (Advanced) или используйте меню интегрированных устройств (Onboard Devices), найдите там свой звуковой адаптер и включите его, если он по каким-то причинам оказался отключенным, установив для него параметр Enabled.

Если же звуковая карта в списке отсутствует вообще, проверьте подключение карты к материнской плате (для съемных устройств). В случае с интегрированными адаптерами лучше, конечно, протестировать всю плату. Однако это требуется далеко не всегда. Проще всего выполнить обновление BIOS, скачав на официальном сайте разработчика самую свежую прошивку. При наличии у вас обновленного интерфейса UEFI ее можно будет установить прямо из-под Windows, а в случае с обычным BIOS придется создавать специальный загрузочный носитель и/или использовать инструменты самой первичной системы, если таковые в ней предусмотрены.

Есть ли будущее у S/PDIF выхода

Выход S/PDIF уступает некоторым современным способам передачи звука по небольшой передаче звука и расстоянии передачи данных. Он может использоваться в отдельных случаях, когда это необходимо или нет других вариантов. Чаще всего разъем задействован для совместимости с техникой прошлых поколений. Так, он будет актуален для подключения аналоговых акустических систем, различных видеомагнитофонов, а также DVD-проигрывателей и других устройств. При этом актуальность S/PDIF не проходит еще и по причине того, что по сравнению с HDMI eARC он намного дешевле. Если пользователь не приобретает дорогую акустику, то он не заметит минусов данного интерфейса.

Использование средства диагностики

Вам будет интересно: Как создать плейлист M3U для музыки, видео и телевизионных каналов?

Теперь приступим к устранению возможных проблем. Если при использовании устройства цифрового аудио S/PDIF нет звука, в «Виндовс 7» и более новых ОС первым делом обязательно воспользуйтесь встроенных в системный набор диагностическое средство обнаружения и исправления неполадок, которое находится в «Панели управления».

Многие пользователи его явно недооценивают, считая, что выявленные проблемы оно обычно не устраняет. Но вам, собственно, это и не нужно! В данном случае гораздо важнее выявить точную причину, а для этого данный инструмент подходит прекрасно (даже если выявленные неполадки самостоятельно устранить не может). Как только будет показан отчет, вы точно будете знать, что делать дальше.

Библиография

• J. Watkinson, The Art of Digital Audio, Third Edition
  , Focal Press, 2001