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Articulo de referencia

S/PDIF

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 aud...

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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 transmitir audio a distancias relativamente cortas. La señal se transmite mediante un cable coaxial con conectores RCA o BNC , o mediante 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 transmitir dos canales de audio PCM sin comprimir o sonido envolvente 5.1 comprimido ; no puede admitir formatos de sonido envolvente sin pérdidas que requieren 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 la transmisión de señales de audio digital a través de cable óptico o eléctrico. Su nombre significa Formato de Interconexión Digital Sony/Philips, pero también se conoce como Interfaz Digital Sony/Philips. Sony y Philips fueron los principales diseñadores de S/PDIF. S/PDIF está estandarizado en la norma IEC 60958 como IEC 60958 tipo II (IEC 958 antes de 1998). [ 5 ]

Aplicaciones

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

La interfaz S/PDIF también se utiliza para transmitir 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, mediante cable óptico o coaxial, a un receptor amplificador de cine en casa compatible con la 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 resultado del deseo de las diversas partes interesadas de tener al menos suficientes similitudes entre las dos interfaces para permitir el uso de los mismos diseños, o muy similares, para la interfaz de 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 óptica), ambos más baratos que la conexión XLR utilizada por AES3. Los conectores RCA suelen estar codificados por colores naranja para diferenciarlos 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 uso doméstico tienen el mismo contenido que las transmitidas a través de conectores coaxiales. La tecnología óptica proporciona aislamiento eléctrico, lo que puede ayudar a solucionar problemas de bucles de tierra en los sistemas. La conexión eléctrica puede ser más robusta y admite conexiones más largas. [ 7 ]

Especificaciones del protocolo

El protocolo S/PDIF se utiliza para transmitir señales digitales en diversos formatos, siendo los más comunes el formato de frecuencia de muestreo de  48 kHz (utilizado en cintas de audio digital y DVD ) y el formato de 44,1 kHz, utilizado en CD de audio . Para admitir ambas frecuencias de muestreo, así como otras que pudieran ser necesarias, el formato no tiene una tasa de bits definida . En su lugar, los datos se envían mediante código de marca bifásico , que tiene una o dos transiciones por cada bit, lo que permite extraer la señal de reloj original de la propia señal. 

El protocolo S/PDIF se diferencia de AES3 únicamente en los bits de estado del canal; consulte la sección Protocolo AES3  para obtener una descripción 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 y por bloque de audio. En el caso de S/PDIF, la palabra de estado de 192 bits es idéntica para ambos canales y se divide en 12 palabras de 16 bits cada una, siendo los primeros 16 bits un código de control.

  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 permite grabar de nuevo). El bit L solo se usa si el bit 2 es cero, lo que significa que el audio tiene 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 es 0 para CD-R, CD-RW y DVD. Para los CD-DA estándar (CD no grabables comunes), el bit L no está definido y la grabación se impide alternando el bit 2 a una frecuencia de 4 a 10 Hz.

Estructura de datos

El bloque S/PDIF contiene 192 tramas, y cada trama contiene dos subtramas. Una subtrama tiene datos de audio de 20 o 24 bits. [ 10 ]

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

Para transmitir fuentes con una precisión de muestreo inferior a 20 bits, los bits superfluos se pondrán a cero y los bits 4:1 – 3 (longitud de la muestra) se ajustarán en consecuencia.

Encapsulado IEC 61937

La norma IEC 61937 define una forma de transmitir datos comprimidos multicanal a través de S/PDIF. [ 11 ]

  • El bit 0:1 de la palabra de control se configura para indicar la presencia de datos PCM no lineales.
  • La frecuencia de muestreo se ajusta para mantener la velocidad de símbolos (datos) necesaria. La velocidad de símbolos suele ser 64 veces la frecuencia de muestreo.
  • Los datos se empaquetan en bloques. Cada bloque de datos incluye un preámbulo IEC 61937 con dos palabras de sincronización de 16 bits que indican el estado y la identidad (tipo, validez, número de bitstream y longitud) de los datos encapsulados. Se añade relleno para ajustar el tamaño del bloque según lo requiera la temporización.

Existen varias codificaciones disponibles a través de IEC 61937, incluyendo Dolby AC-3 / E-AC-3 , Dolby TrueHD , MP3, AAC, ATRAC , DTS y WMA Pro . [ 12 ] [ 13 ]

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 jitter . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Si el DAC no tiene una referencia de reloj estable, se introducirá ruido en la señal analógica resultante. Sin embargo, los receptores pueden implementar diversas estrategias que limitan esta influencia. [ 16 ] [ 17 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Las interfaces S/PDIF para consumidores son compatibles con el Sistema de Gestión de Copias en Serie , mientras que las interfaces profesionales no lo son.

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. Archivado del original (PDF) el 2 de julio de 2018. 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 Blu-ray Disc: Producción para HD-DVD y Blu-ray Disc . McGraw Hill Professional. págs. 4–10 . ISBN   9780071485852... las 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). Esta es 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, No. 3, marzo de 1992, pág. 108
  7. ↑ "Conexiones SPDIF: Conéctese, no se confunda" . Consultado el 15 de mayo de 2024 .
  8. ↑ Dennis Bohn (2001). "Interfaz AES3 y S/PDIF" (PDF) . Rane Corporation . pág. 2. Consultado el 18 de enero de 2011 . 
  9. ↑ "Comprensión/Análisis de los bits de estado del canal de audio digital" . Archivado del original el 28 de febrero de 2019. Consultado el 7 de julio de 2022 .{{cite web}}: CS1 maint: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )
  10. ↑ "Recepción de flujo de audio S/PDIF con la serie STM32F4/F7/H7" (PDF) . Consultado el 1 de agosto de 2025 .
  11. ↑ 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
  12. ↑ "FFmpeg: Referencia del archivo libavformat/spdif.h" . ffmpeg.org .
  13. ↑ "Representación de formatos para transmisiones IEC 61937 - Aplicaciones Win32" . learn.microsoft.com . 15 de mayo de 2023.
  14. ↑ Giorgio Pozzoli. " DIGITabilis: curso intensivo sobre interfaces de audio digital " tnt-audio.com.
  15. ↑ Chris Dunn, Malcolm J. Hawksford. " ¿Tiene fallos la interfaz de audio digital AES/EBU/SPDIF? " Convención AES 93, documento 3360.
  16. 1 2 Tracy, Norman. "Sobre la fluctuación de fase, el estándar S/PDIF y los DAC de audio" . Archivado del original el 1 de julio de 2017.
  17. ↑ Lesso, Paul (2006). "Un receptor S/PDIF de alto rendimiento" (PDF) . Audio Engineering Society. Archivado del original (PDF) el 4 de junio de 2014.{{cite journal}}: La cita de la revista requiere |journal=( ayuda ) Convención AES 121, documento 6948
  • S/PDIF en Epanorama.net
  • S/PDIF en hardwarebook.net en Wayback Machine (archivado el 11/09/2022)
  • Más información sobre los bits de datos del canal
  • Interfaz AES3 y S/PDIF