Как не запутаться в аудиопортах

Как не запутаться в аудиопортах

В закладки

В чем разница и чем радуют Hi-End-плееры?

Мечты о том, что когда нибудь инженерная мысль сольется воедино и на мир сойдет единый универсальный порт, который будет лишен недостатков, будет подходить под любые цели в любой отрасли, так и остаются мечтами. Оптический, коаксиальный, джек, S/PDIF… От этого разнообразия голова идет кругом. Сегодня мы разберемся с основными аудио портами, которые используются в портативных гаджетах. Помогут в этом нам три премиальных бренда, выпускающих Hi-End плееры: Astell&Kern, Colorfly и HiFiMan.

Содержание

Аудиозапись на компакт-дисках и сам компакт-диск в начале 80-х представили Philips и Sony. Они же разработали и запатентовали цифровой интерфейс для передачи данных: Sony-Philips Digital Interconnection Format — S/PDIF. В этом материале разбираемся, что это такое и зачем это нужно.

Первоначально S/PDIF был создан для передачи с компакт-диска двухканального звука в цифровом формате. Интерфейс разрабатывали как упрощенный вариант более продвинутого профессионального стандарта AES/EBU. Нужно было заменить массивные XLR-разъемы более привычными, бюджетными и понятными потребителю бытовыми коннекторами, и при этом дать возможность получать с компакт-диска «сырой» цифровой сигнал, без дополнительных преобразований.

Чтение цифрового сигнала

Цифровой пин может “измерять” напряжение, но сообщить он может только о его отсутствии (сигнал низкого уровня, LOW) или наличии (сигнал высокого уровня, HIGH), причём отсутствием напряжения считается промежуток от 0 до ~2.1V. Соответственно от ~2.1V до VCC (до 5V) микроконтроллер считает за наличие сигнала высокого уровня. Таким образом микроконтроллер спокойно может работать с логическими устройствами, которые шлют ему высокий сигнал с напряжением 3.3V, он такой сигнал примет как HIGH.

Нельзя подавать на цифровой пин (да и на любой другой пин тоже) напряжение выше напряжения питания микроконтроллера.

Для чтения уровня сигнала на пине используется функция digitalRead(pin), где пин – номер пина согласно подписи на плате. Это пины, подписанные как D, а также пины A0-A5 у Arduino Nano/Uno/Pro Mini. Данная функция возвращает 0, если сигнал низкого уровня, и 1 – если высокого. Простой пример:

Данный код будет выводить в порт сигнал на пине D5. Если подключить его проводом к VCC – получим 1, если к GND – получим 0.

Способ 1: Подключить оптический кабель к материнской плате

Купить:

• звуковую плату с выходами spdif (коаксиальный и оптический);
• кабель;
• коннекторы.

Шаги:

• подключить провод к звуковой плате;
• на материнской плате найти разъём JSPD, JSPDIF или SPDIF_OUT;
• выбрать коннектор, подходящий по расположению пинов;
• надеть коннектор на свободный конец кабеля;
• подсоединить кабель к разъёму spdif на материнской плате;
• закрепить плату на системном блоке выходами наружу;
• подключить оптический кабель к выведенному Spdif Out выходу;
• выбрать устройством воспроизведения звуковую карту через меню громкости на мониторе.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Типовая конструкция оптоволоконного кабеля

Оптическое волокно может быть изготовлено из:

• Полимера;
• Кварцевого стекла.

Полимерное волокно, как правило, более стойкое к механическим воздействиям, более дешевое. Однако со временем может терять прозрачность, что отрицательно сказывается на долговечности изделия.

Стеклянные световоды имеют лучшие оптические характеристики, но более дороги и хрупки.

Преимущества и недостатки оптического аудиовыхода

Наличие optical digital audio out стало стандартом для телевизоров
Наличие оптических разъёмов позволяет передавать сигнал с телевизора, мультимедийных устройств на HI-end-акустику, обычную колонку. Интерфейс – наиболее современный способ передачи звука без искажений помех, при этом в оптоволокне:

• отсутствует влияние электромагнитных полей, способных ухудшить итоговое качество звучания;
• не генерируются электромагнитные излучения при передаче, способное оказать влияние на другую аппаратуру;
• реализуется гальваническая развязка между подключёнными устройствами.

Таким образом, пользователь на выходе получает идеальный звук, что позволяет получить оригинальное звучание.

Наличие optical digital audio out стало стандартом для телевизоров не только топ-, но и мультимедийных приставок, игровых консолей. Для акустических систем HI-end наличие toslink (другое название оптического входа/выхода) – обязательное условие.

Сравнение с HDMI

HDMI-кабель
Производители для удобства потребителей комплектуют технику всевозможными коммуникационными портами, что позволяет выбрать как подключить домашний кинотеатр к источнику звука. Самый популярный – HDMI-кабель.

Он способен одновременно передавать не только звук, но и видеосигнал с высокой пропускной способностью.

С его появлением популярность оптоволоконного аудиовыхода ушла на второй план, переместившись в область премиальной аппаратуры.

Несмотря на хорошие технические показатели передачи аудиосигнала, HDMI-порт, ввиду конструктивных особенностей, не способен передавать звук на уровне оптического.

СОВЕТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ. ТЕЛЕВИЗОРЫ

Подключение телевизора к компьютеру — практические рекомендации

Портал hifiNews.ru уже рассматривал эту животрепещущую тему — как подключить телевизор к компьютеру. Однако время идет, техника совершенствуется, и некоторые нюансы этого процесса следует осветить заново.

Прежде всего, нужно отметить, что компьютер и современный телевизор (речь о плоскопанельных телевизорах) – это цифровые устройства. Все процессы и внутри телевизора и внутри компьютера представляют собой движение и преобразование цифровых потоков. Исключение составляют лишь устройства питания и первичные каскады аналогового телевизионного тюнера. Но в нашем случае мы не будем их касаться.

Итак, внутри компьютера «живет» огромное количество различной информации, в том числе и медиаконтета. Казалось бы, чего проще передать ее на цифровой телевизор, по сути, являющийся монитором. Однако, не все так просто.

На заре подключения компьютеров к кинескопным телевизорам использовались либо выходы композитного видео через разъем RCA – так называемый «тюльпан» желтого цвета, либо выходы простого компонентного видео через разъем S-video. Такая передача сигнала оптимизирована, прежде всего, на вывод стандартного телевизионного изображения. Как известно, основными аналоговыми телевизионными стандартами являются NTSC и PAL/SECAM, поэтому максимальное качество картинки будет составлять 480 или 576 строк (точек по вертикали) соответственно. Ни о какой передаче этим способом HD-видео не может идти и речи.

Разъем RCA

Разъем S-video

Таким образом, подключение компьютера к современному телевизору посредством этих видеоразъемов является анахронизмом и применяется только в случае отсутствия других способов подключения. Тем более что далеко не все форматы видео можно вывести на телеэкран с помощью этого соединения, а отображение игр и прочей компьютерной информации будет просто невозможным. Как осуществляется такое подключение, мы рассматривать не будем, т.к. на просторах Интернета подробных статей на эту тему более чем достаточно.

Со времен громоздких компьютерных ЭЛТ-мониторов живет интерфейс VGA, представленный на компьютерах и телевизорах разъемами D-sub. Этот аналоговый способ вывода информации с компьютера на устройство отображения все еще живуч, хоть и устарел безнадежно, но в силу дешевизны реализации, производители техники все еще «радуют» им нас. У многих системный блок компьютера и монитор соединены именно кабелем VGA.

Помня о том, что монитор поддерживает высокие разрешения, человек подключает компьютер к телевизору и ничего нормального добиться не может. А дело в том, что в большинстве телевизоров, подача сигнала VGA через разъем D-sub может обеспечить максимальное разрешение 1360 x 768 точек и не более! Причем нарушается принцип вывода «точка в точку», изображение еще больше плывет и картина совсем безрадостная. Возможности телевизора в полной мере не раскрываются, и кто-то начинает «подозревать» его, хотя он ни в чем не виноват.

Следует воздержаться от подключения компьютера этим способом и использовать его только в случае отсутствия цифровых интерфейсов на вашем компьютере. Причем необходимо попробовать изменить разрешение выводимого изображения – «поиграть им», не исключено, что ваш телевизор будет лучше показывать компьютерную картинку при несколько меньшем разрешении от максимально возможного.

Еще одной разновидностью аналогового подключения является использование компонентного входа, но такой интерфейс на компьютерах практически не встречается, поэтому мы его рассматривать не будем. Максимально возможный сигнал, который можно передать через компонентные разъемы – это 1080i (при чересстрочной развертке). Использование такого способа оправдано при отсутствии или невозможности использования цифрового интерфейса.

Самым правильным подключением (и самым качественным) будет подключение компьютера к телевизору посредством цифровых интерфейсов DVI или HDMI. Разъем DVI присутствует на любой современной видеокарте или материнской плате с интегрированной графической подсистемой. Разъем HDMI также является атрибутом современного компьютера, хотя и не в стопроцентном случае. А вот в телевизорах присутствует только интерфейс HDMI. Эти оба разъема обеспечивают возможность передачи изображения от компьютера (медиацентра) к телевизору с разрешением вплоть до 1080 точек по вертикали при прогрессивной развертке.

Разъемы видеокарты компьютера

Кабель DVI-HDMI

Для обеспечения коммутации существуют кабели HDMI- HDMI, кабели DVI- HDMI, а также переходники DVI-HDMI, если у вас есть кабель первого типа. Подбирайте нужные компоненты и соединяйте.

Существует одно заблуждение. На рынке имеются переходники VGA-DVI и несведущие люди думают — вот сейчас возьму переходник на свой компьютерный D-sub, подключу к нему кабель DVI- HDMI и подам на HDMI вход телевизора! … Ничего не будет работать. Дело в том, что из аналогового сигнала таким образом цифру не сделаешь. Разъемы DVI бывают двух типов: DVI-D (чисто цифровой) и DVI-I (цифровой с аналоговой частью). Так вот, переходник нужен только для того, чтобы соединить компьютер с разъемом DVI-I с монитором, оборудованном входом VGA (D-sub). Передача сигнала будет аналоговая! Если подать сигнал в телевизор на разъем D-sub, то будет тот же случай, что и при соединении просто кабелем VGA.

Помните, что хоть разъемы HDMI предполагают «горячую» коммутацию, т.е при включенной аппаратуре, делать это не очень желательно. Известны случаи выхода из строя портов HDMI. Поэтому присоединяйте все кабели при выключенном компьютере и телевизоре. Кроме того, после подсоединения первым включайте телевизор! После того, как он начал показывать, выберите с помощью пульта нужный вход HDMI и затем запускайте компьютер. Система «plug and play» компьютера начнет работу с уже готовым к работе телевизором и сделает правильные настройки. Хотя иногда может потребоваться ваше вмешательство в настройки графической подсистемы компьютера. Если вы в этом не разбираетесь, то лучше обратиться к специалисту. В большинстве же случаев все проходит гладко.

Еще один нюанс. Иногда HDMI входы телевизора имеют имена, тогда к компьютеру подключите именно тот у которого имя обозначено как ПК (или РС), или же сами задайте такое имя нужному входу. Не для всех ТВ это справедливо, но иногда компьютер наиболее правильно работает с таким входом. Да и в любом случае понятные имена входов телевизора вам на пользу.

В случае с телевизором FullHD (HD Ready 1080p) компьютер должен выдавать разрешение 1080р, в случае с телевизором HD Ready – разрешение 720р.

Теперь о звуке. При подключении HDMI-HDMI звук обычно без проблем передается от компьютера к аудиотракту телевизора без дополнительных кабелей. Необходимо только проследить в настройках аудиопараметров компьютера, чтобы была задействована опция – «вывод звука через HDMI». Соответственно кабель HDMI должен иметь полную распайку. Иногда в дешевом кабеле производитель не делает этого и пользователь «сломает» голову, прежде чем догадается заменить кабель. Встречались случаи и невозможности передачи (или ухудшения) изображения из-за некачественного кабеля.

Для продвинутых пользователей могу посоветовать небольшую бесплатную программу Moninfo, с помощью которой можно проследить – каким образом ваш компьютер понимает ваш телевизор. Она покажет в реальном времени текущие видео- и аудиорежиы. Программа проверит весь интерфейс между компьютером и телевизором и если виноват кабель, это будет видно. Обращаю только ваше внимание, что слева в окошке должен быть выделен статус Real-time (текущие), а не Registry (возможные зарегистрированные) соединения.

В случае подключения с помощью кабеля DVI-HDMI со звуком не все так однозначно. В принципе интерфейс DVI поддерживает передачу звука, но не во всех графических подсистемах. Нужно знать параметры вашей видеокарты. Чаще всего, такая функция реализована в картах на чипсете от nVidia, но в настройках нужно включить опцию передачи звука через DVI. Иногда даже бывает, что изображение от таких карт передается к телевизору плохо (прерывисто), до тех пор, пока не будет задействована передача звука вместе с изображением.

В видеокартах на основе чипсета от ATI (Radeon) функция передачи звука, как правило, через разъем DVI не реализована.

Нередки случаи, когда в операционной системе компьютера установлены альтернативные драйверы не от производителя видео и аудиокарты. В этом случае не всегда обеспечивается правильная работа этих устройств по выводу изображения и звука на телевизор. Чаще всего правильная переустановка рекомендованных драйверов позволяет решить проблему.

Если вывод звука через цифровой интерфейс не получается или невозможен, то следует использовать дополнительные кабели. Решений тут тоже может быть несколько.

Зачастую многие компьютеры оснащены аудиоинтерфейсом S/PDIF (SPDIF). Он бывает двух типов – оптический и коаксиальный, на компьютерах чаще всего бывает оптический. Такие же входы присутствуют и на современных телевизорах. Интерфейс может обеспечивать передачу многоканального звука кинотеатральных форматов, так и несжатого LPCM с довольно неплохим качеством. Нужно только приобрести соответствующий кабель SPDIF, соединить им устройства и активировать в аудиопараметрах компьютера опцию вывода звука по этому интерфейсу. Иногда нужно и в меню телевизора сделать активным вход звука по SPDIF.

Разъем SPDIF

Кабель RCA

Самым простым решением будет подключение звука посредством обычного стереокабеля, который имеет на одной стороне разъем 3,5 мм, а на другой стороне два обычных «тюльпана» RCA. Маленький разъем присоединяется к зеленому аудиогнезду на компьютере, а «тюльпаны» к красному и белому разъему на телевизоре – Audio In. В этом случае с компьютера на телевизор будет передаваться звук в режиме «стерео», что зачастую бывает достаточным.

Мы постарались осветить современные аспекты подключения телевизора к компьютеру и поделились некоторым практическим опытом. Надеемся, он будет полезным для вас.

среда, 24 января 2018 г.

Коммутация интерфейса S/PDIF.

Здесь я буду описывать интересные коммутации интерфейса S/PDIF, преобразованиях из электрического в оптический тип и наоборот, разделение, и т.п.. применительно в/для конкретных аудиоустройств.

Многим приходилось иметь дело с цифровой передачей звука по интерфейсу S/PDIF, описание которого можно найти в стандарте IEC-60958, или читаем ГОСТ IEC 60958-1-2014.

Электрический тип: ассиметричная линия (двухпроводная передача), где сигнал передается по экранированному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом, выход передатчика и вход приемника терминированы сопротивлением 75 Ом.

По жизни в звуковой аппаратуре сигнал S/PDIF без нагрузки составляет 1,0-1,8 вольта от пика до пика (pp), под нагрузкой 0,5-0,8 вольта pp. С учётом потерь в кабеле допускается минимальное напряжение на входе приёмника 0,2 вольта pp, хотя это не есть хорошо.

Чаще всего это электрическое соединение называют как: S/PDIF, SPDIF, coaxial, коаксиал, кокс, RCA, коаксиальный выход RCA, коаксиальный моно-TRS (3,5 мм), S/PDIF миниджек 3,5 мм, коаксиал BNC, и т.п.

Чаще всего соединение делается с помощью разъемов TOSLINK квадратной формы (JIS F05, точнее JIS C5974-1993 F05) или по другому ODT Male Plug (Toslink)), также набирает популярность соединение Mini TOSLINK, так как во многих случаях оптический выход совмещен с разъемом 3,5 jack выхода на наушники.

Чаще всего оптическое соединение называют: Optic Digital Toslink, OPTICAL IN/OUT, цифровой оптический выход/вход SPDIF, аудиовыход/вход цифровой оптический, световодный, ADAT™, ADAT Optical, ADAT Lightpipe, АДАТ, оптика SPDIF, тослинк, оптика и т.п

Специальный автомобильный оптический тип: оптический тип соединений от производителей Clarion, McIntosh, Pioneer (Carrozzeria), Alpine и т.п., в котором оптоприемники и/или оптопередатчики установлены на самом оптокабеле.

DCA-007 (5m): digital out Ø 9mm/ digital in Ø «10 (Terminal Shape Out/In VRX766VD/VRX935VD/VCZ625/DPH910, DVS9755z

DCA-008 (1,5m): digital out Ø 9mm/ digital in Ø 9mm (Terminal Shape Out/In VRX776VD/VCZ625/DVH940Pioneer CD-AD300

Из-за того, что нет четкой и однозначной терминологии названий и маркировки цифровых входов/ выходов S/PDIF, порой иногда возникают непонятки: например, на устройстве около 3,5 jack выхода на наушники стоит надпись S/PDIF. Но какой там тип выхода электрический или оптический — приходится определять методом тыка.

Далее буду назвать электрический и оптический тип соединений — как коаксиал и оптика, а сам способ передачи звука — цифра или аналог.

Цены на качественные оптические кабеля

Примерная стоимость за кабеля определенных характеристик, также сравним разные модели и подберем наиболее подходящий. Важно не забывать, что следует использовать критерии выбора кабеля, о которых говорилось ранее.

1. Абонентский оптический кабель Alpha Mile FTTx, который состоит имеет стальной стержень и состоит из стекловолокна. Предназначен для прокладки чердаков, подвальных помещений, так же возможна прокладка меж домами. Для своих минеральных размеров волокна – довольно устойчив к механическим повреждениям и деформации. Обладает закруглённый формой, благодаря чему почти полностью исключается трение при его прокладке. Обойдется похожий кабель около 6.500-7.500 рублей за километр. В коротких размотках используется для коннекта домашней акустики и тв.
2. Оптический кабель SNR-FOCA-UT1-04, для объединения линий связи, между зданиями. Кабель оснащен центральным оптическим модулем, в котором находятся волокна. Гидрофобный гель внутри – защищает волокно от водорода. Стоить это будет около 18.000-20.500 рублей за километр.