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.

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.

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.

Что такое S/PDIF на телевизоре

Цифровой или оптический разъём S/PDIF на телевизоре необходим для вывода и дальнейшей передачи аудиосигнала в соответствующем формате. Если на Тв-приёмнике транслируется фильм или передача в HD-качестве и устройство поддерживает формат 5.1, то с телевизора будет выводиться звук в цифровом или оптическом формате. На современных моделях телевизора он обычно представлен в виде разъёма Toslink или коаксиальном.

Типы стандарта S/PDIF

Технология S/PDIF имеет два вида передачи сигнала: коаксиальный и оптический.

1. Коаксиальный выход. Несмотря на то что данный вариант передачи аудиосигнала уже уходит в прошлое, некоторые интернет-провайдеры и поставщики кабельного телевидения всё ещё его используют. Также данный разъём присутствует на домашних кинотеатрах, видео и аудиоплеерах и автомагнитолах. Он обеспечивает передачу звука в цифровом качестве между цифровой аппаратурой. Чтобы это было возможным, необходимо подключить устройства между собой с помощью соответствующего коаксиального кабеля. Цифровой разъём способен передавать многоканальный или стереофонический звук без потери качества аудиосигнала. Этот вариант подключения недорогой. Но если поблизости есть электромагнитное поле, качество звучания сильно падает.
2. Toslink . На данный момент именно через данный разъём осуществляется подключение телевизора к внешним устройствам для передачи звука. Это оптический интерфейс, способный воспроизводить сигнал, не подверженный внешнему воздействию. Чтобы подключить медиасистему к ТВ-приёмнику с помощью оптического выхода требуется оптоволоконный кабель. Если используется качественный провод, то соединение между аппаратурой будет надёжным, а звучание идеальным. Выпускаемые сейчас телевизоры и медиасистемы оборудованы оптическим интерфейсом. При выборе необходимо учитывать характеристики подключаемых устройств, а также имеются ли соответствующие разъёмы. Сама процедура подключения и настройка достаточно проста. С помощью кабеля необходимо соединить все устройства, а в звуковых настройках телевизора нужно найти пункт «Динамики» и выбрать «Внешние динамики».

Для чего нужен S/PDIF

S/PDIF интерфейс Sony/Philips является очень распространённым. Это стандартный канал для передачи цифрового аудиосигнала между аппаратурой. Он очень компактный и является единственной технологией для передачи звука полностью устойчивого к внешнему воздействию и различным помехам, что позволяет обеспечивать качественное звучание.

СПРАВКА! Режим S/PDIF идеально воспроизводит объёмный стереофонический звук, что позволяет в полной мере насладиться аудио или видеофайлами.

Такой разъём можно встретить на телевизорах, медиаустройствах, материнских платах персональных компьютеров. Его единственное предназначение - это передача цифрового сигнала высокого качества между различной цифровой аппаратурой, исключая обязательную процедуру преобразования цифрового сигнала в аналоговый.

При подключении различных медиаустройств с помощью данного интерфейса можно в полной мере наслаждаться звуком в формате 5.1. Особенно он актуален, когда нет возможности подключить аппаратуру с помощью кабеля и разъёма HDMI.

Данная технология очень популярна именно в телевизорах. Подключение и настройки занимают совсем немного времени, взамен же пользователь получает качественное звучание.

С наступлением эры цифровых телевизоров для огромного количества киноманов открылись широкие возможности по просмотру видео не на компьютере, а на экране ТВ. Все мы понимаем, что зачастую просмотр фильмов - это не только DVD или BD-диски, а чаще всего кино, скаченное из сети. Многие из нас помнят, как совсем недавно для подключения видеокарты компьютера к телевизору было необходимо использовать аналоговый видеокабель, который отдавал сомнительного качества сигнал и требовал отдельного звукового провода.

Счастливым обладателям современных LCD-телевизоров и новых видеокарт стал доступен новый интерфейс подключения компьютера к телевизору HDMI. Этот интерфейс хорош тем, что он является цифровым и помимо видео высокой четкости (HD) может нести в себе еще и цифровой звук (SPDIF). SPDIF - это Sony-Philips Digital Interface Format или Sony-Philips Digital Interconnect Format - цифровой формат передачи звука. Применяется в большом количестве современной потребительской аудио и видеотехники, является бытовым аналогом стандарта AES/EBU, который используется в профессиональной технике.

Все современные звуковые компьютерные интерфейсы оснащены поддержкой SPDIF. Все современные видеоадаптеры для компьютера оснащаются портом HDMI. Бюджетные или ранние модели видеокарт комплектуются специальным переходником DVI-HDMI . Чаще всего наличие порта HDMI в видеоадаптере подразумевает прямую связь с аудиоконтроллером и не требует дополнительных подключений, тогда достаточно просто в настройках указать цифровой выход звука, и в телевизоре появится картинка в сопровождении звука. Тоже самое касается и ноутбуков со встроенным HDMI.

Но когда HDMI подключается к видеокарте с использованием переходника, звук SPDIF в HDMI приходится подавать вручную, с помощью специального кабеля SPDIF-HDMI. Этот кабель, как правило, поставляется в комплекте с переходником DVI-HDMI и подключается одним концом к материнской плате (в случае использования встроенного аудиоконтроллера) или звуковой плате в разъем SPDIF, а другим концом в видеокарту. Сразу отметим, что не все видеокарты с интерфейсом DVI оснащены специальным разъемом для подключения этого кабеля, поэтому сначала необходимо убедиться в его наличии.

После правильной установки соединительного кабеля "SPDIF_OUT - видеоадаптер " можно быть уверенным, что сигнал со звуковой карты в HDMI видеокарты подан. Соединительный кабель SPDIF состоит из двух жил - Земля+Сигнал. Очень важно не перепутать их и подключить правильно, в противном случае работать ничего не будет, а в случае подключения сигнала или земли на "+5V" кабель может загореться и вывести из строя компоненты компьютера, поэтому тщательно проверяйте соответствие маркировки GRND и SPDIF на материнской плате. Черный провод - это GND (земля), второй провод может быть разных цветов, в любом случае он сигнальный и подключается к SPDIF_OUT. Коннектор +5В на разъеме SPDIF оставляем пустым . Разъем соединительного кабеля со стороны видеокарты стандартный и неправильно подключен быть не может.

После произведения всех несложных манипуляций с подключением кабеля SPDIF к видеокарте включаем компьютер, включаем телевизор, выбираем вход HDMI и подаем на него картинку, например, включаем фильм. Звук в этот момент будет идти из компьютерных колонок. Это означает, что в системе по умолчанию до сих пор выбран аналоговый источник звука. Чтобы сменить его на цифровой, нажимаем правой кнопкой мыши по значку аудиомикшера в системном трее, выбираем пункт "Устройства воспроизведения".

В открывшемся окне выбираем нужный нам источник звука, в данном случае это Цифровой аудиовыход HDMI, нажимаем кнопку "По умолчанию" и применяем настройки.

Если все сделано верно, то звук должен пропасть в колонках компьютера и появиться в телевизоре. Что нам и требовалось.

Для того, чтобы еще раз убедить вас в необходимости внимательно подключать SPDIF-кабель к видеокарте, публикуем фотографию того, что может произойти в случае подключения сигнала на "+5V". В считанные секунды кабель раскаляется докрасна, и начинает гореть его обмотка. В данном случае испорченным оказался лишь кабель, но последствия могли быть непредсказуемыми. Будьте осторожны!

S/PDIF или S/P-DIF — расшифровывается как Sony/Philips Digital Interface Format , или как Sony /Philips Digital 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.

Приложения

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 окружающего 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) окружающего звука.

S/PDIF (Sony*/Philips* Digital Interface) - это интерфейс формата 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 динамикам, последние должны 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

• Цифровой сигнал с TTL уровнями. TTL - Транзисторно-транзисторная логика. TTL обычно (но не всегда!) имеет два уровня: >2,4 В (единица) и 0-0,4 В (ноль). TTL S/PDIF выходы также есть в звуковых картах.
• Коаксиальный. Коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом, присоединённый к разъёмам RCA. Обычные аудиокабели (тюльпаны) могут быть использованы для передачи S/PDIF сигнала на короткие расстояния (до 0,5 м), для больших расстояний надо использовать 75 омный коаксиальный кабель. На разъёмах с каждой стороны должны быть установлены 75 омные терминирующие резисторы. Без нагрузочных резисторов отклонение напряжения равно ±0,5В, с резисторами ±0,25В.
• TOSLINK - волоконно-оптический кабель. Сейчас большую популярность приобрели разъемы типа MiniTOSLINK -это разъем оптического кабеля в форм-факторе 3,5 jack. Очень часто такие разъемы встречаются в современных ноутбуках, где выход S/PDIF совмещен с выходом на наушники. Для соединения такого ноутбука с ресивером потребуется кабель MiniTOSLINK - TOSLINK, либо переходник для стандартного кабеля TOSLINK-TOSLINK.

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:

Прочее

S/PDIF определен международным стандартом IEC 60958-3.
S/PDIF защищён патентом:

USB кабель длиной 120см

Оптический кабель длиной 1М

Торцы закрыты резиновыми защитными колпачками.

Разъем стандартный SPDIF со скошенными уголками.
Многие из вас, как и я, иногда его видели в телевизорах и некоторых компьютерах, но никогда не использовали, так что будет интересно узнать что за зверь.

Внутри оптоволокно, если на один конец подать свет - с другого конца его можно снять.

И, наконец, сам конвертер представляет из себя металлическую коробочку с разъемами с обеих сторон.

С одной стороны входы: питание и цифровой звук либо через оптический кабель Toslink как у нас, либо через коаксиальный.

С другой стороны выходы: под наушники 3.5мм, два тюльпана RCA и индикатор питания, красный и довольно ядреный.

Размеры конвертера невелики: 5.5см*6см*2см
Но он довольно увесистый благодаря металлическому корпусу: 82г

Разбирается конвертер легко, достаточно открутить винтик.

А затем еще два и готово:

Сзади как-то немного неаккуратно сделано, пайка местами некрасивая, кое-где не смыт флюс.
Даю фотки крупным планом:
http://s19.postimg.org/42zggy8tv/audio_converter_19.jpg
http://s19.postimg.org/bmsjj020j/audio_converter_20.jpg
http://s19.postimg.org/o05dpwroz/audio_converter_21.jpg
http://s19.postimg.org/fkft8eotv/audio_converter_22.jpg

Ну что ж, давайте подключать.
Подключение до безобразия простое, вставить нужные провода куда надо и запитать от USB самого же телевизора.
Индикатор вырвиглазный, прям мини фонарик.

Лучше повернуть его куда-то взад в стену или совсем заклеить, благо хоть когда ТВ выключен, то и он выключен.
В настройках телевизора в разделе звук можно выбрать куда выводить звук, на Самсунг туда быстрее всего попасть через кнопку быстрых настроек.

Если выбран аудиовыход как на скриншоте, то звук в самом ТВ больше не идет, а при попытке регулировки громкости будет писать о том, что мы настроились на внешние динамики и теперь должны регулировать звук пультом от них.

Можно звук не переключать на внешние, они и так играют всегда как только воткнули, тогда будут играть одновременно и внешние динамики, и внутренние, причем во многих случаях будет идти эхо из-за времени конвертации цифры в аналог, эдакий эффект зала.
Можно делать Mute встроенным колонкам или уменьшить их громкость до нуля, чтобы не скакал сбоку значок выключенного динамика.
Но при просмотре особенно многоканальных фильмов лучше использовать и те, и другие колонки, телевизор хорошо передает средние частоты - речь, муз. центр выступает в роли саба и дает спецэффекты.
При работе конвертер практически не греется.

У меня нет профессионального микрофона, поэтому я сделал все, что мог, при помощи обычного камкордера, чтобы передать вам разницу в звуке встроенных колонок и внешних.
В реальности разница еще выше, чем на видео.
Вам потребуются басовитые наушники или колонки, чтобы услышать разницу, в динамиках ноутбука или настольных пластиковых пищалках вы вряд ли что-то различите.

Это все, всем спасибо за внимание.

Вирусы