spdif что это такое в компьютере
SPDIF out на материнской плате — Что это: для чего нужен
Что такое разъем SPDIF out на материнской плате и для чего он нужен?
Всем привет. SPDIF out на материнской плате — что это такое и с чем его едят.
Spdif Out — это протокол передачи цифрового аудиосигнала. Разработан по стандарту AES3 как версия для бытового использования.
Этот формат поддерживает 5.1- и 7.1 — канальное кодирование объёмного звука (Dolby, Theater System).
Выходы S/PDIF есть на аудиоаппаратуре, компьютерах и других звуковых устройствах.
Также разъёмы S/PDIF OUT бывают на материнских платах и видеокартах.
Характеристики:
Передаёт сигналы форматов:
История
Этот формат цифрового интерфейса назвали в честь компаний, создавших компакт-диск: Sony и Philips.
Впервые S/PDIF применили в CD-приводах для соединения с преобразователями для получения Hi-Fi звука.
Обычно цифровой звук передавали, сжимая до аналогового, и затем восстанавливали. При этом качество звука ухудшалось.
Стандарт S/PDIF позволяет избежать этой процедуры, и передаёт звук высокого качества без искажений.
Сейчас он используется не только в CD-ROM и DVD-плеерах, но и в DAT-проигрывателях, звуковых картах ПК, телевизорах и домашних кинотеатрах.
Типы
Инструкции
Рассмотрим ситуацию, когда колонки домашнего кинотеатра или телевизор надо подключить к компьютеру, но на системном блоке выходы S/PDIF отсутствуют.
Способ 1: Подключить оптический кабель к материнской плате
Купить:
Шаги:
Способ 2: Подключить видеокарту DVI к материнской плате
Купить:
Перед покупкой лучше убедиться в наличии необходимых разъёмов на материнской плате и видеокарте.
Шаги:
Рядом с коннекторами “земля” и “сигнал” находится “5V”.
Обычно самый первый в ряду, и часто отделяется от других пустым пином.
К нему ничего подключать нельзя, иначе провод загорится!
Сейчас редко применяют ухищрения с подключением внутренних кабелей, т.к. современные компьютеры оснащены Spdif Out выходами.
Более того, системы телевизоров и домашних кинотеатров уже способны извлекать звук из HDMI-каналов.
Поэтому формат S/PDIF в бытовой аудиотехнике используется всё реже.
В статье мы разобрали что такое SPDIF out на материнской плате. Рекомендую к прочтению: 10 лучших программ для диагностики компьютера и ноутбука
Цифровое аудио SPDIF
S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format) – международное обозначение передачи цифрового звука, позволяющее максимально улучшить качество звучания различной аудио и видеоаппаратуры. Изначально такой стандарт звучания использовался только в аудиоплеерах. Сегодня его можно установить в домашний кинотеатр, на персональный компьютер, в автомагнитолу или телевизор.
Что собой представляет SPDIF на телевизоре
Цифровой S/PDIF режим обеспечивает передачу звуковых данных в нужном формате. Если по телевизору идет фильм или программа в формате HD-качества, а само устройство поддерживает 5.1 или 7.1 формат, то с помощью SPDIF можно получать цифровой звук лучшего качества.
В телевизорах этот аудиовыход обозначается SPDIF out или Digital audio out.
Для чего нужен
Такой S/PDIF предназначен для передачи напрямую цифрового звукового сигнала между устройствами, использующимся для просмотра и прослушивания аудио и видеотрансляций без преобразования цифрового звучания в аналоговое.
Из-за ограничения пропускной способности протокола передача осуществляется сжатым потоком, затем его восстанавливает декодер.
Эта технология качественной передачи звука, защищена от воздействия электрических помех. Особенно хорошо S/PDIF воспроизводит стереофоническое объемное звучание.
Типы стандарта SPDIF
В технологии S/PDIF используется два стандарта передачи цифрового звука: коаксиальный и оптический.
Коаксиальный часто обозначается RCA Jack, а оптический Toslink (Toshiba link) или EIAJ Optical.
Коаксиальный выход
Самый старым считается коаксиальный вид передачи аудиосигнала, многие кабельные каналы и провайдеры от такого формата отказываются. Он также используется во многих моделях бытовой аудио и телеаппаратуры:
Подключение устройств осуществляется при помощи коаксиального кабеля. Такой цифровой разъем отличает качественное звучание стереофонического и многоканального звука только в том случае, если рядом нет электромагнитного поля.
50 Ом или 75 Ом
Подключение коаксиального spdif проводится при помощи кабеля и разъема RCA, коннектор которого выглядит как привычный “тюльпан”. Если между оборудованием расстояние не выше 50 см, то можно использовать любой кабель, имеющий сопротивление 50 Ом. Если расстояние между оборудование больше, то потребуется коаксиальный кабель с сопротивлением на 75 Ом.
Все кабели такого типа являются коаксиальными. Оба вида на 50 и на 75 Ом имеют центральный сигнальный провод в изоляции, обернутый в экранный материал.
Toslink
Это оптический spdif разъем, который устанавливается в современные модели телевизоров, через который они подключаются к магнитофонам, плеерам или компьютерам.
Это оптический формат интерфейса, который воспроизводит отличный звуковой сигнал в любых условиях. Подключение проводится с помощью оптоволоконного кабеля. Для получения качественного звучания нужно все оборудование соединить качественным оптическим кабелем, затем открыть звуковые настройки телевизионного приемника, найти там опцию “Динамики” и в ней установить галочку напротив строки “Внешние динамики”.
Причины поломки
Пользователи могут столкнуться с тем, что после подключения разъема s pdif звук может пропасть. Возможные причины:
Чтобы установить причину поломки, нужно провести диагностику с помощью диагностической утилиты программы или специального оборудования.
HDMI eARC vs S/PDIF: почему рано хоронить оптический аудиокабель
Стандарт HDMI 2.1 принёс с собой обновленную функцию HDMI ARC, которая теперь называется eARC (Enhanced Audio Return Channel). Пропускная способность расширенного реверсивного звукового канала возросла в 37 раз (с 1 Мбит/с до 37 Мбит/с), что сделало возможным передачу без сжатия звука в формате 5.1 и 7.1.
Также появилась полноценная поддержка таких стандартов многоканального звука, как Dolby Atmos и DTS:X. И если во времена HDMI 2.0 передача звука по оптическому кабелю ещё не казалась чем-то сильно устаревшим, то теперь для многих пользователей S/PDIF — это артефакт из далёкого прошлого.
В этой статье я не хочу вдаваться в подробности работы той или иной технологии передачи звука. Вместо этого я предлагаю сконцентрироваться на практическом применении HDMI eARC и оптического S/PDIF (Toslink). Рассмотрим те факторы, которые даже в 2021 году могут склонить пользователя в сторону выбора старого-доброго оптического аудиокабеля.
Задержка звука
Для тех, кто использует домашнюю аудиоситему только для прослушивания музыки и просмотра фильмов — это фактор не столь значимый. А вот если планируется подключать к акустике игровую приставку или ПК, то показатель задержки звука следует принимать во внимание. Одним из известных изданий, которое регулярно проводит замеры задержки звука для различных аудиосистем, является Rtings.com. Ниже пара скриншотов с этого сайта.
Нельзя сказать, что задержка звука во всех случаях будет ниже при подключении по Toslink. Однако во многих современных моделях саундбаров (независимо от ценового сегмента) наблюдается именно такая тенденция.
Помехи и наводки
Оптическое волокно представляет собой диэлектрический материал, поэтому кабелю Toslink не страшны электромагнитные помехи. В то же время подавляющее большинство проводов HDMI — медные. Для защиты от помех в них используется экранирование, да только качество экранирования с 2012 года существенно снизилось. Согласно данным европейских исследователей, даже покупка «премиального» кабеля HDMI вовсе не гарантирует, что он будет защищен от помех на должном уровне.
Помехи при подключении через HDMI выражаются обычно в виде произвольного моргания дисплея и «заикания» звука. В некоторых случаях сам HDMI-кабель может служить источником помех для других устройств. Чаще всего провода HDMI конфликтуют с ТВ-антеннами и WiFi-роутерами.
Конечно, существуют и оптические HDMI-кабели, которые лишены этого недостатка. Однако их массовому распространению препятствует в большей степени их высокая цена, а в меньшей — их односторонняя природа (передача сигнала возможна только в одном направлении). К вопросу цены этих проводов мы вернемся чуть позже.
Сложность монтажа
Провода Toslink традиционно тоньше, чем провода HDMI. Диаметр наиболее доступных Toslink-кабелей — от 2.2 до 3 мм. Диаметр типичного медного HDMI 2.1 — около 7 мм, оптического — 5 мм. Как правило, медный кабель HDMI тем толще, чем он длиннее.
Кабели Toslink существенно дешевле кабелей HDMI 2.1, особенно когда речь идет о большой длине. Максимальная дистанция передачи звука через интерфейс S/PDIF — 10 метров. По крайней мере, так говорится во многих источниках, включая и англоязычную Википедию. Когда-то это было правдой, но сейчас встречаются оптические аудиокабели длиной и 15, и 20, и даже 30 метров.
Кабели HDMI 2.1 длиной до 5 метров — почти всегда медные. А те, что длиннее — почти всегда оптические. Максимальная длина ограничена лишь толщиной кошелька, и найти HDMI 2.1 длиной 100 (сто) метров сейчас не является проблемой. Оптический HDMI в пересчете на 1 погонный метр стоит намного дороже медного. Таким образом, когда необходимо проложить аудиокабель на расстояние более 5 метров, выгода от выбора Toslink становится наиболее очевидной.
К примеру, самый доступный 10-метровый кабель Toslink на AliExpress продаётся за
300 рублей (см. здесь). В то же время самый дешевый 10-метровый HDMI 2.1 стоит уже
5200 рублей (см. здесь). А если вдруг есть необходимость передавать иногда звук и в противоположном направлении, то понадобится ещё и второй такой же кабель (не забываем про эту досадную особенность оптических HDMI).
Выводы
В том, что будущее многоканального звука — за HDMI, сомнений нет. Так же, как и будущее мониторов — за 4K. Однако до тех пор, пока 1080p и 1440p мониторы остаются намного более доступными, они будут иметь свою долю рынка. Тоже самое и с интерфейсом S/PDIF — он обходится в разы дешевле HDMI eARC, и к тому же имеет некоторые преимущества. Конечно, сжатый звук формата Dolby Digital 5.1 и DTS 6.1 — это его верхний предел. Однако эффект от этого сжатия можно ощутить только на дорогой акустике, а для саундбаров и простеньких домашних кинотеатров возможностей интерфейса S/PDIF большинству пользователей по-прежнему будет достаточно.
Оптический S/PDIF для ПК своими руками
Цифровые интерфейсы давно теснят своих аналоговых предков. Аудиосистемы среднего класса в качестве источника сигнала используют звук закодированный в одном из множества стандартов. Это может быть банальный PCM для стереозвука или семейство стандартов Dolby для их многоканальных родственников. Но сегодня мы поговорим не о способах кодирования, но о том, как именно передаётся сигнал. Существует всего два варианта — оптический и по коаксиальному кабелю. Оптика гарантирует полную электрическую развязку, коаксиальный кабель прост в подключении.
Уже лет десять практически каждая материнская плата укомплектована оптическим цифровым выходом S/PDIF (он же TOSLINK). Но если посмотреть на заднюю панель найти его можно не всегда. В чём же подвох? В нежелании производителя устанавливать ещё один разъём на задней панели и удорожать плату установкой оптического модуля или гнезда под коаксиальный кабель. Если открыть документацию на материнскую плату то можно обнаружить типовой набор из четырёх контактов похожий на гнездо для подключения спикера.
На этой же странице нарисована фирменная планка с коаксиальным и оптическим выходами. Иногда ещё бывают оптические входы, но автор статьи о таком только читал в сети. Поиск оригинальной планки может превратиться в нетривиальную задачу — цена на зарубежных аукционах составляет около 10 долларов без учёта доставки. Быстрый поиск по русскоговорящим форумам находит только запросы о её покупке и советы купить вместо неё звуковую карту с соответствующим гнездом.
Значит, изготовим планку самостоятельно. Несмотря на потенциальную простоту изготовления ничего похожего, для оптического подключения в сети не обнаружилось. По коаксиальному подключению информации больше — но мы то хотим оптику. Значит начинаем читать документацию, например здесь, S/PDIF Documentation.
По спецификации уровень сигнала на материнской плате — это TTL, о нагрузочной способности выхода SPDIFOUT можно только догадываться. Та же документация рекомендует нагрузить его светодиодом с токоограничивающим резистором — это и будет самым дешевым подключением. Попробовать этот вариант первым я не решался по двум причинам — жаль было платы и насущной необходимости куда-то втыкать стандартный оптический кабель. Позже я всё же собрал эмиттерный повторитель на одном транзисторе и подключил светодиод. Интерфейс весело светился красным светодиодом, но приставленный к нему оптический кабель звука не дал. Всё та же документация рекомендовала подобрать сверхъяркий светодиод с длиной волны 660 нанометров. Возможно ни один из использованных светодиодов не подошел.
Следующий этап — подключение рекомендованного оптического модуля TOTX173. Цена и наличие по интернет-магазинам опять не радует — чуть меньше тех же десяти долларов и длительная доставка. Значит пора искать донора. Пробежавшись по домашней свалке электроники, удалось выявить только одну жертву, ей оказалась Playstation 2, подаренная сотрудниками на прошлый день рождения. Рука на вандализм легендарной приставки не поднялась. На региональном интернет-аукционе был выловлен DVD Recorder Samsung за те же сакральные 10 долларов без доставки. Дальше пойдут фотографии.
S/PDIF на жертве выглядел так
Так как поиск по коду на корпусе (T2002H7) ничего не дал, то устройство пришлось включать в разобранном состоянии для того чтобы убедиться что используется питание от пяти вольт и TTL уровень сигнала.
Контактов всего три, общий легко определяется, питание подключено напрямую к подписанному 5в штекеру, остаётся информационный вывод подключенный через резистор номиналом 220 Ом. Вот наш ново обретённый модуль крупным планом.
Осталось подключиться к материнской плате и собрать это всё в виде планки. Общий вывод подключаем к общему, питание к питанию, а SPDIFOUT через резистор 220 Ом к data. Из куска макетной платы и выгоревшей сетевой карты собираем планку для ПК, у меня получилось так.
Устанавливаем в корпус.
С момента сборки прошло уже более двух недель — всё работает отлично. На слух конечно разница находится в пределах данных психологией ощущений. Но если есть акустика понимающая оптику — почему бы не воспользоваться подключением сделанным своими руками. В комментариях было бы интересно услышать мнение о возможной разнице в звучании такого оптического выхода и полученного с звуковой карты среднего ценового диапазона.
Уже после сборки я добрался до ближайшей мастерской по ремонту бытовой техники. Именно там стояло сразу искать донора — у них есть достаточное количество сгоревших DVD плееров, примерно по доллару за плату. Для тех кто захочет повторить конструкцию — это будет полезным.
S/PDIF
S/PDIF или S/P-DIF — расшифровывается как Sony/Philips Digital Interface (или Interconnect) Format (описано также как IEC 958 type II в международном стандарте IEC-60958). Является совокупностью спецификаций протокола низкого уровня и аппаратной реализации, описывающих передачу цифрового звука между различными компонентами аудиоаппаратуры. При описании S/PDIF необходимо описать как физическую часть (то есть, собственно, каким образом сигнал передаётся и по чему), так и программную часть (то есть используемый протокол).
S/P-DIF — потребительская версия стандарта известного как AES/EBU; имеет небольшие отличия в протоколе и требует менее дорогих аппаратных средств.
Содержание
Области применения
S/PDIF первоначально применялся в CD-плеерах (и DVD-плеерах, проигрывающих компакт-диски), а затем стал общим способом соединения и передачи звука в других аудиокомпонентах, например, таких как MiniDisc-плееры и звуковые карты для персональных компьютеров. Он также приобрёл популярность в автомобильном звуке, где прежний беспорядок многочисленных проводов может быть заменен единственным волоконно-оптическим кабелем, который устойчив к электрическим помехам.
Другое применение интерфейс S/PDIF находит в передаче цифрового потока объемного звука как определено стандартом IEC 61937. Этот режим используют, чтобы подключить выход DVD-плеера к входу AV-ресивера домашнего кинотеатра, который поддерживает форматы Dolby Digital или Digital Theatre System(DTS) объемного звука.
S/PDIF (Sony*/Philips* Digital Interface) — это формат интерфейса передачи аудио, который поддерживает передачу цифровых аудио сигналов от одного устройства к другому без процедуры преобразования в аналоговый сигнал, что позволяет избежать ухудшения качества звука.
Разъем RCA — наиболее распространенный разъем, используемый с интерфейсом S/PDIF и идентичный разъему, применяемому в потребительской аудио продукции. Кроме того, в некоторых случаях используется оптический разъем. Для того чтобы подключить аудиосистему непосредственно к активной акустической системе, последняя должна поддерживать вход S/PDIF.
Если системная плата для настольных ПК не поддерживает встроенные разъемы S/PDIF, можно установить звуковую карту, включающую эти разъемы.
Аппаратная реализация
Спецификация S/PDIFormat допускает несколько типов кабеля и разъемов. Ключевые слова для электрического типа — «coaxial» и «RCA jack». Другой тип назван «оптическим» с часто употребляемым словом «TOSLINK» или, реже, «EIAJ Optical». Существуют адаптеры для перехода с коаксиального RCA Jack S/PDIF на оптический TOSLINK S/PDIF и наоборот, для них необходим внешний источник питания. Достоинством оптического типа S/PDIF является отличная устойчивость к электрическим помехам.
S/PDIF был разработан на основе профессионального стандарта звуковой индустрии, известного как AES/EBU, который обычно применяется для цифровой записи на магнитную ленту в DAT-системах и для передачи звука в профессиональных звукозаписывающих студиях. S/PDIF остается во многом идентичным на уровне протокола, но имеет другие физические разъёмы, которые в отличие от XLR дешевле и легче в использовании.
Типы разъёмов и кабелей
Протокол
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 определенного 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/P-DIF 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 счет 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
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/P-DIF полностью отличается от AES/EBU.
Для SPDIF, 192-битовые слова поделены на 12 слов по 16 битов каждое. Первые 6 битов первого слова — управляющий код; значение этих битов показано в таблице:
| Номер бита | Если не задан: | Если задан: |
| 0 | Пользователь | Профессионал |
| 1 | Обычные | Сжатые данные |
| 2 | Копирование запрещено | Копирование разрешено |
| 3 | 2 канала | 4 канала |
| 4 | — | — |
| 5 | Без предыскажений | С предыскажениями |
Прочее
S/PDIF определен международным стандартом IEC 60958-3.