【数字音频接口全面对比】:SPDIF与其他接口的较量

【数字音频接口全面对比】:SPDIF与其他接口的较量

S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)是一种数字音频传输接口,普遍使用光纤和同轴线输出,将音频信号输出值解码器上,能保持高保真度的输出结果,广泛应用在DTS(Digital Theatre System,数字化影院系统)和杜比数字中。

S/PDIF基本上是以AES/EBU(也称为AES3)专业用数字接口为参考然后做了一些小变动而成的家用版本,可以使用成本比较低的硬件来实现数字讯号传输。为了定制一个统一的接口规格,在现今以IEC 60958标准规范来囊括取代AES/EBU与S/PDIF规范,而IEC 60958定义了三种主要型态:

• IEC 60958 TYPE 1 Balanced ─ 三线式传输,使用110 Ohm阻抗的线材以及XLR接头,使用于专业场合

• IEC 60958 TYPE 2 Unbalanced ─ 使用75 Ohm阻抗的铜轴线以及RCA接头,使用于一般家用场合

• IEC 60958 TYPE 2 Optical ─ 使用光纤传输以及F05光纤接头,也是使用于一般家用场合

事实上,IEC 60958有时会简称为IEC958,而IEC 60958 TYPE 1即为AES/EBU(或着称为AES3)接口,而IEC 60958 TYPE 2即为S/PDIF接口,而虽然在IEC 60958 TYPE 2的接头规范里是使用RCA或着光纤接头,不过近年来一些使用S/PDIF的专业器材改用BNC接头搭配上75 Ohm的同轴线以得到比较好的传输质量,下表为AES/EBU与S/PDIF的比较表。

IEC958使用的编码方法

S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)是一种广泛应用于数字音频传输的接口,它通过光纤或同轴线缆将音频信号传输到解码器,以保持高保真的声音品质。这种接口常用于DTS(Digital Theatre System)和杜比数字等家庭影院系统。S/PDIF接口是在AES/EBU(AES3)专业数字接口的基础上进行简化和调整,以适应家用设备的低成本需求。

为了规范数字音频接口,IEC 60958标准被引入,以替代原有的AES/EBU和S/PDIF规范。IEC 60958定义了三种主要类型:

1. IEC 60958 TYPE 1 Balanced:这是一种三线式传输,采用110欧姆阻抗的线材和XLR接头,适用于专业应用。

2. IEC 60958 TYPE 2 Unbalanced:使用75欧姆阻抗的铜轴线和RCA接头,常见于家用环境。

3. IEC 60958 TYPE 2 Optical:利用光纤传输,配以F05光纤接头,同样适用于家用场景。

IEC 60958 TYPE 1等同于AES/EBU接口,而TYPE 2则对应S/PDIF接口。尽管标准中规定TYPE 2接口使用RCA或光纤接头,但有些专业设备近年来转而采用BNC接头和75欧姆同轴线,以提升传输质量。

在数据传输时,IEC 958使用双相符号编码(Biphase Mark Code,BMC),这是一种相位调制编码方法。BMC将时钟信号与数据信号合并传输,通过一个等于传输位率两倍的时钟频率作为基准。当数据位为1时,时钟周期内会发生一次电位变化,变为10或01;数据位为0时,则保持不变,形成11或00。每个位的开始电平与前一个位的结束电平不同,以便接收端识别位边界。

S/PDIF和AES/EBU主要用于传输PCM格式的音频信号,如48kHz的DAT和44.1kHz的CD,如今也支持压缩后的多声道信号。标准的双声道传输架构包含192个框架构成的区块,每个框架存储两个声道的一组采样信号。每个采样信号由一个子框架组成,子框架含有32位数据,包括头码、辅助数据、音频数据和检查码。

子框架的结构如下:

- 0-3:头码,用于标识子框架的开始,可以表示通道A、通道B或区块的起始子框架。

- 4-7:辅助数据,通常用于传递额外的采样位,如24位取样数据的最后四位。

- 8-27:音频数据,存储实际的20位取样数据,以LSB优先方式传输。

通过这些详细的技术规格,我们可以理解S/PDIF接口如何在不同的设备之间高效、无损地传输高质量的数字音频信号。

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