aes ebu что это
Протоколы передачи цифрового аудио
Протоколы передачи цифрового аудио
AES3 / AES-EBU
AES3 является профессиональным протоколом, позволяющем транспортировать два цифровых аудио сигнала (два моно или один стерео) посредством одного симметричного кабеля, имеющего стандартные разъемы XLR. Частота дискретизации сигнала может достигать 96 кГц при 24 битной разрядности.
Стремление использовать уже находящиеся в использовании XLR разъeмы, привело к широко распространеннному заблуждению, что для реализации AES3 соеднинения можно воспользоваться обычным микрофонным кабелем, имеющим такие же разъемы. Несмотря на то, что это не является фатальной ошибкой и такое соединение на коротких расстояниях в большинстве случаев также будет функционировать, использование специальных кабелей AES3, имеющими несколько другиe показатели сопротивления (110 Ом), приводит к гораздо более стабильным результатам.
Благодаря высокому номинальному напряжению на выходе (около 7 Вольт), посредством протокола AES возможно реализовать устойчивые соденинения на расстояния до 100 метров, даже используя обычный микрофонный кабель. Применив специальный кабель до 300 меторв.
Кроме передачи цифорового аудио (до 24bit/96 KHz), протокол AES3 способен транспортировать еще и 8 дополнительных бит, которые могут быть использованы для мета-данных, сопровождающих аудио сигнал. Кроме тактовой информации и прочего, эти «служебные биты» используются для реализации механизма исправления ошибок, являющегося неотъемлемой частью протокола AES3.
AES3-id
AES3-id является разновидностью AES3 и все чаще используется в в профессиональной среде.
Несмотря на то, что номинальное напряжение в протоколе AES3-id составляет всего 1 Вольт, что значительно меньше 7 Вольт, используемых в родительском протоколе AES3, благодаря использованию несимметричных коаксиальных кабелей (75 Ом) и разьемов (BNC), применяемых в видео технике и поэтому гораздо более приспособленых для передачи высокочастотных сигналов (фундаментальная частота носителя сигнала в формате AES3 составляет около 1,5 МГц, с гармоническими компонентами вполть до 10 МГц и даже выше), обеспечивает стабильную передачу сигнала вплоть до 1 км!
AES42
S/PDIF (Sony Philips Digital Interface)
В качестве разьемов используются RCA (Phono) в электрическом или Toslink (Lightpipe) в оптическом исполнении. Несмотря на использование разъемов RCA в электрическом исполнении, часто применяемых для передачи аналоговых аудио сигналов между различными компонентами домашнего аудио оборудования, использовать их для передачи сигналов посредством протокола S/PDIF не следует. Если вы не имеете специального кабеля, то лучше взять кабель с RCA разьемом, предназначеный для передачи видео сигналов.
В оптическом варианте, используются кабели изготовленные из специального оптического волокна, способного транспорторовать световые импульсы, репрезентирующие нули и единицы цифрового сигнала. Преимуществом оптического соединения является его абсолютная нечувствительность к электро-магнитным наводкам, часто сопровождающих аудио сигнал в непростых условиях профессиональных будней в массштабных проектах.
ADAT (Alesis Digital Audio Tape)
Протокол ADAT был изначально разработан компанией Alesis, производителем устройств DAT (Digital Audio Tape) для передачи цифрового аудио между записывающими устройствами, производящими запись до 8 каналов цифрового аудио на обычную видео кассету и в последствии на специальнаые DAT кассеты-. Хотя эта технология давно канула в лету, протокол передачи ADAT можно найти сегодня практически на любом полупрофессиональном и профессиональном цифровом аудио оборудовании. ADAT также использует разъем Toslink и оптическую передачу, хотя структура передачи данных в корне отличается от оптической версии протокола S/PDIF.
Протокол ADAT способен транспортировать 8 каналаов цифрового аудио с разрешением 24 бит и частотой дискретизации до 48 кГц. При увеличении частоты дискретизации до 96 кГц, количество каналов сокращается соответственно до четырех.
Multichannel Audio Digital Interface) / AES10
Эта технология получила широкое распространение в среде, где необходимо передавать большое количество каналов цифрового аудио, например, массштабные проекты, такие как крупные концерты, спортивные события, телевизионные трансляции и многое другое. Используется для передачи цифрового аудио между цифровыми микшерными пультыми и модулями на сцене, записывающими устройствами и процессорами обработки, избегая при этом лишнего преобразования в аналоговую форму.
Передача может быть реализована как электрическим путем, посредстом коаксиального кабеля (75 Ом) с разъемом BNC (до 100 метров), так и оптическим, с использованием оптического кабеля и специального SC разъема, обеспечивающего стабильное соединение на расстоянии до 2 км!
Заключение
Вышеперечисленные протоколы представляютс собой так называемые P2P (Point To Point) соединениями, обеспечивающими передачу данных между двумя приборами, т.е. от выходного терминала прибора А до входного терминала прибора Б.
Однако сегодня существуют и другие методы передачи цифровых аудио сигналов, способных транспортировать большое количество каналов цифрового аудио между приборами, объединенными в одну сеть. Эта концепция берет свое начало в IT технологии и была оптимирована для аудио индустрии. Более подробно эти технологии рассмотренны в специально посвещенной этой теме статье.
Путеводитель по аудиокабелям и переходникам
Содержание
Содержание
Количество разъемов даже на бытовом ресивере может шокировать, а звуковые карты, синтезаторы, DJ-пульты и другое музыкальное оборудование прибавляет к списку еще дюжину профессиональных портов. К любому разъему нужен свой кабель. От каких зависит качество звука, какие нужно выбирать с мультиметром, а какие не имеют значения?
Аналоговые кабели
Аналоговые кабели бывают балансными и небалансными:
Всем известные колокольчики постоянно встречаются как в бытовой аудиотехнике, так и в диджей-пультах, усилителях и другом профессиональном оборудовании.
Разъемы RCA легко узнать — они маркируются белым и красным, как в Denon AVR-X250BT
Уровень линейного сигнала сертифицирован:
Существует множество переходников для линейных разъемов. Самый популярный — с RCA на 3,5 мм TRS, например, для подключения плеера к усилителю. Но при подключении CD-плеера в студийный микшер нужно помнить, что сигнал будет тихим из-за разницы в сертификациях.
Сам акроним RCA означает Radio Corporation of America — эта компания в сороковых годах прошлого века применило их в фонографах. Это позволило проигрывателям подключаться к усилителям. На старой технике такие разъемы назывались Phono. В некоторых виниловых проигрывателях до сих пор встречается маркировка Phono Out.
RCA представляет собой небалансное моно соединение. Из-за этого они очень уязвимы к качеству провода. Его следует выбирать таким коротким, каким это возможно. Требования к любым кабелям довольно просты: чем толще сигнальная жила — тем лучше. Производители не всегда пишут сечение жилы, поэтому понять качество шнура обычно можно по его толщине и жесткости.
Кабели с разъемом XLR всегда балансные. Они разрабатывались для подключения микрофонов и успешно с этим справляются и поныне. Второй популярный способ использования — передача линейного симметричного сигнала между профессиональной или Hi-End аудиотехникой. Иногда переходники XLR/TS используются для подключения звуковой карты к активным колонкам.
Разъемы XLR бывают двух типов: «мама» и «папа», для гнезд противоположного пола в подключаемом устройстве. Неверно их не подключишь. Благодаря балансному подключению в сигнале нет шумов, а у кабеля — ограничений по длине. Защищенность от помех снижает требования к качеству кабеля, но рекомендуется выбирать шнур с максимально широким сечением и надежными разъемами во избежание скрипов и шуршаний.
Tip-Sleeve — всегда небалансные кабели для инструментального моно сигнала. Обычно оснащаются джеками диаметром 6,5 мм, бывают линейными и инструментальными. Первые часто применяются для передачи сигнала от выходов звуковой карты к активной аудиосистеме. Вторые используются для подключения гитар, басов, синтезаторов и цифровых пианино к усилителю, DI-Box или звуковой карте. Инструментальный кабель экранируют, чтобы он не ловил помехи.
Низкий уровень сигнала и специфическая область применения предъявляют высокие требования к качеству кабеля. Ключевые параметры для определения качественного шнура — емкость и индуктивность. Чем провод длиннее, тем его емкость выше. Чем выше емкость, тем больше кабель становится похожим на конденсатор, который превращает электрическую цепь в фильтр высоких частот. На практике это означает, что инструментальный кабель длиннее 10 метров будет делать сигнал глуше. Поэтому следует выбирать инструментальный кабель с минимальной емкостью и хорошим экранированием, надежными джеками и минимально возможной длиной.
Tip-Ring-Sleeve — кабели из трех проводов, широко применяемые в профессиональной и бытовой технике. TRS встречается в трех исполнениях:
● 6,3 мм — для студийной и старой бытовой техники: наушников, микшеров, звуковых карт, микрофонов для караоке и т.п.
● 3,5 мм — самый привычный стереоджек для бытовой аудиотехники: наушников, плееров и смартфонов, акустических систем и т.д.
● 2,5 мм — миниатюрный разъем для портативной техники: гарнитур, сменных шнуров для наушников и т.п.
Существуют десятки переходников с одного калибра на другой, разветвителей и хабов для разъемов TRS. В некоторые встроен ЦАП, позволяющий заменить собой аудиокарту, если в ноутбуке сломался 3,5 мм джек.
Конструкция из трех проводов дает возможность превратить кабель в балансный. При моно подключении к приборам с балансным подключением, это позволяет устранить шумы. При стерео подключении это небалансный кабель, поэтому его качество влияет на качество звука. Слишком длинный (более 10 метров) кабель может привести к потерям высоких частот, рекомендуется обращать внимание на минимально возможную длину. TRS постепенно исчезают из современной техники, стремящейся избавиться от проводов в пользу Bluetooth, Lightning и USB type C. Чтобы подключить любимые наушники к современному смартфону, все чаще используется специальный переходник.
SpeakON
Спикерный кабель передает сигнал от усилителя к колонкам. Это уязвимая часть аудиосистемы, и от качества кабеля зависит качество аудио. Чем меньше сопротивление жилы, тем меньше будет потерь сигнала. Чтобы уменьшить сопротивление, производители увеличивают сечение кабеля, используют проводники из бескислородной меди и доходят до абсурдных аудиофильских решений, разбираемых на мемы. Однако на практике серьезно навредить звуку можно только при использовании шнура длиной в десятки и более метров.
Спикерные кабели делают без экранирования.
Цифровые кабели
AES/EBU
Audio Engineering Society/European Broadcast Union — цифровой формат передачи данных на скорости до 3 мегабит в секунду. Разработан в восьмидесятых для профессиональной техники и мультиканальной передачи звука, поэтому его редко можно найти в бытовой аппаратуре. Определенную популярность получил только в устройствах класса Hi-End. В качестве интерфейса используется разъем XLR, но для передачи данных на большие расстояния применяются специализированные кабели, чтобы избежать потерь данных. Микрофонные кабели обладают слишком большой емкостью, поэтому портят сигнал и не годятся для AES/EBU.
S/PDIF
Sony-Philips Digital Interconnection Format — бытовая инкарнация AES/EBU, разработанный в конце восьмидесятых цифровой формат передачи звука со скоростью до 3 мегабит в секунду. Это намного больше необходимой для передачи стерео с CD скорости, поэтому по S/PDIF можно передавать и многоканальный звук форматов 5.1 и 7.1 со сжатием. Такой порт встречается во многих DVD-проигрывателях, ресиверах, ТВ и других бытовых устройствах.
Интерфейс S/PDIF может быть цифровой и оптический Toslink (о нем ниже). В первом случае используются привычные RCA-кабели, во втором — оптоволокно.
Все RCA-кабели — коаксиальные (сигнальный провод у них запечатан в экранный, все кабели такой конструкции называются коаксиальными), но сложилось так, что именно напротив цифрового разъема S/PDIF на бытовой технике пишут «coaxial».
Коаксиальный вход на усилителе Denon PMA-800NE
Формат очень требователен к качеству кабеля, по которому течет как сам цифровой поток, так и синхронизирующая информация. Последняя необходима, чтобы принимающее устройство опознало и привязалось к передающему, иначе будут появляться артефакты, именуемые джиттером — треск, гудение, шум и т.п. Как правило, в джиттере виноват именно некачественный кабель. Однако это имеет значение только при больших расстояниях. Обычный качественный RCA в пределах двух метров отлично справится и с цифровой передачей данных. Если же нужен более длинный шнур, тогда по стандарту его сопротивление должно быть 75 Ом.
Когда-то с помощью S\PDIF даже подключался CD-привод к аудиокарте. Современная техника переходит на HDMI, но часто телевизоры имеют только цифровой S/PDIF для вывода звука.
Чтобы подключить к такому ТВ внешнюю акустику, понадобится преобразователь цифрового сигнала в аналоговый с обычными RCA выходами.
Toslink
Toshiba Optical Link — оптический интерфейс для S/PDIF. По своей сути представляет собой коаксиальный кабель, в котором вместо сигнального провода используется оптоволокно.
Это дает кабелю полную защиту от электромагнитных помех и некоторых других проблем, но прибавляет больше требований к кабелю.
Toslink часто носит маркировку Optical, как на DENON DCD-600NE
Из-за хрупкой оптоволоконной сердцевины дешевые кабели легко ломаются, а дорогие оказываются очень жесткими и не подходят, если нужно проложить шнур с перегибами. При передаче данных на большие расстояния сигнал легко теряется, появляется джиттер, поэтому кабель Toslink длиннее пары метров должен быть максимально качественным.
Alesis Digital Audio Tape — разработанный в девяностых годах формат передачи многоканального звука. В то время он умел передавать 8 каналов в разрешении 48 кГц по одному проводу для записи на кассету S-VHS. Современная версия S/MUX умеет также передавать 4 канала с частотой семплирования 96 кГц, или 2 канала для аудио в 192 кГц.
ADAT в варианте S/MUX на звуковой карте Tascam SERIES 102i
В качестве интерфейса применяется оптический разъем TosLink, иногда промаркированный как ADAT Lightpipe. ADAT, наряду с S/PDIF, часто встречается в современной профессиональной технике — звуковых картах, ЦАПах, микшерах.
Word Clock
Иногда на профессиональных звуковых картах или ЦАП класса Hi-End (а также в ресиверах, усилителях и проигрывателях, оснащенных таким ЦАП) можно найти разъемы Word Clock просто Word, похожие на колокольчики. Этот порт используют цифровые подключения S/PDIF, AES/EBU и ADAT для более точной синхронизации между устройствами. По Word Clock передается синхронизирующий сигнал, позволяющий избежать джиттера и эффекта рассинхронизации звука с изображением в домашних кинотеатрах. В качестве интерфейса используется разъем BNC и коаксиальные кабели, требования к ним такие же, как к S/PDIF.
Такие кабели передают MIDI информацию от синтезаторов, миди-клавиатур, процессоров эффектов и другой музыкальной техники к звуковой карте или контроллеру. Состоят из двух сигнальных кабелей в экране и 5-контактного разъема DIN (используется только 3 контакта). Управляющей информации передается не очень много, поэтому особых требований к MIDI-кабелям не предъявляется, любой исправный шнур длиной до 15 метров будет передавать сигнал без потерь и ошибок.
Современный цифровой стандарт для бытовой техники передает видео и многоканальный звук. Есть два типа сертификации кабелей HDMI: Standard (разрешение видео до 1080i) и High Speed (видео до 4K с 3D и Deep Colour). Оба поддерживают передачу многоканального звука до 7.1 с частотой дискретизации до 192 кГц.
Любой исправный кабель длиной до 5 метров не будет портить качество изображения и ловить помехи. Для больших расстояний следует выбирать качественные кабели, здесь следует общее правило: чем более толстый и более жесткий — тем лучше.
Множество аудиокарт, ЦАП, наушников, микрофонов, усилителей и ресиверов подключаются к компьютеру с помощью интерфейса USB. Самая популярная версия все еще остается 2.0, обеспечивающая скорость до 480 Мбит/с (хотя где-то 300 мбит\с будут ближе к реальности). На практике этого хватает для одновременной записи около 50 треков в разрешении 48 кГц\24 бит.
При увеличении частоты дискретизации вдвое, количество возможных треков уменьшается в два раза, поэтому для записи аудио в высоком разрешении лучше подойдет аудиокарта с интерфейсом USB-C. Он по характеристикам соответствует USB 3.1 (скорость до 10 Гбит\с, в 20 раз быстрее). Также USB-C умеет работать в альтернативных режимах, заменяя, в частности, Thunderbolt и HDMI при наличии маркировки совместимости и соответствующего переходника.
Аудиофилия добралась и до USB кабелей, в Сети можно найти сравнения звучания дорогих шнуров. Такое случилось из-за того, что USB передает данные без проверок сумм на предмет утраты пакетов, как в HDMI. Однако на практике это не критично, и для небольших расстояний достаточно обычного качественного USB кабеля, чтобы получить четкий сигнал без потерь.
Firewire (IEEE 1394)
Уходящий в закат разъем Firewire когда-то широко применялся в звуковых картах, ЦАП класса Hi-Fi и в студийной технике. Хотя первая инкарнация 1394a даже уступала USB 2 по теоретической скорости (до 400 Мбит\с). На практике она могла похвастаться более стабильным подключением, меньшими потерями данных и меньшей задержкой при записи.
Главная проблема с Firewire не в качестве шнура, а в качестве контроллера: для стабильной работы нужны контроллеры сертифицированных для конкретной аудиокарты производителей. Встроенный в материнскую плату дешевый чип часто оказывается бесполезен.
Thunderbolt
Хорошо известный владельцам Mac разъем обладает скоростью до 40 Гб\с в актуальной инкарнации Thunderbolt 3. Сегодня разъем используется в студийных звуковых картах и пытается пробраться на рынок пользователей Windows, появляясь в материнских платах.
Thunderbolt является продолжением и заменой Firewire, поэтому к ПК с современным разъемом можно подключить звуковую карту с 1394 с помощью переходника.
Заключение
Беспроводное подключение постепенно вытесняет кабели в бытовой технике, Bluetooth колонки заменяют аудиосистемы, а саундбары уже научились передавать по воздуху многоканальный звук и конкурируют с домашними кинотеатрами. Современные кодеки позволяют передавать сигнал в высоком разрешении без каких-либо потерь. Но пока старая техника еще работает, в продаже всегда можно будет найти соответствующие шнуры и переходники.
Тема: Полноценный AES/EBU выход c USB XMOS платы
Опции темы
Делаю из готовой платы интерфейс USB to AES/EBU+SPDIF.
Плату собираюсь использовать вот эту.
В ней уже есть выход SPDIF.
Проблема в том, что нужен полноценный мощный выход AES/EBU, который потянет любой длинный кабель. Есть опасение, что смастерив выход AES/EBU из SPDIF с помощью только трансформатора, можно получить потерю сигнала на длинных линиях AES/EBU, так как в таком случае будет идти слабый сигнал с уровнем 0,5-1V.
Есть какие-нибудь решения для получения полноценного профессионального выхода AES/EBU (с уровнем выхода 2-7V, как указано в спецификации AES/EBU), взятого с SPDIF или других выходов указанной платы?
Спасибо!
P.S. Выходы AES/EBU есть в даташите почти на любой SPDIF трансмиттер.
Гальваническая развязка конечно нужна. Линия передачи длинная, значит питание будут от разных розеток, возможно от разных фаз. Бывают разные фокусы)))
Если нужен именно «полноценный профессиональный выход AES/EBU» то все печально. Служебная информация в этом формате несколько иначе располагается внутри фрейма и со СПДИФ малосовместима.
Если нужен именно «полноценный профессиональный выход AES/EBU» то все печально. Служебная информация в этом формате несколько иначе располагается внутри фрейма и со СПДИФ малосовместима.
Что-то я начинаю склоняться к покупки готового интерфейса по типу gustard u10 ))
Возникают вопросы:
1. какие и в каком случае пользовались провода и с каким волновым сопротивлением.
2. если вы считаете выход лажёвым и посмотрели реализацию, то стоит отрисовать схему, пусть и без номиналов (хотя они и очень желательны), для анализа возможных вариантов.
Поищу драйверы под Windows и попробую запустить на ПК.
TimD,
Jlsound болгарин и лично мой знакомьй. Если хочеш поговорить с ним, я могу даст связь с него.
Altium, спасибо за предложение помощи, но к Jlsound у меня пока вопросов нет.
Проверил USB-шнур:
Все пины прозваниваются и друг с другом не закорочены, но оказалось, что корпусы разъёмов не соединены ни с каким из пинов и не прозваниваются с друг с другом. При этом соединённые к компьютеру с помощью этого провода устройства определяются и работают (принтер, миди-клавиатура).
Взял другой шнур. Оказалось, что в нём корпус соединён с 4-м пином с обоих концов (в виду чего корпусы разъёмов и между собой прозваниваются). всё заработало без треска.
Понятно, что незаземлённость корпуса разъёма ещё не говорит о том, что и экран внутри провода не заземлён (если он вообще есть), так же как нельзя не разобрав кабель определить заземлён ли экран у провода, у которого корпусы закорочены с пином земли (4), но по факту со вторым кабелем интерфейс стал работать корректно.
И кстати, в спецификациях USB не нашёл упоминаний о том, к чему же должен подпаиваться корпус разъёма, поэтому первый провод пока не могу признать бракованным (пины-то все прозваниваются с разных концов и не коротятся между собой).
Кстати, у меня сейчас в проводе AES/EBU экран закорочен на пин 1 только со стороны входа (у ЦАПа) и всё работает. Там на выходном (у интерфейса) разъёме тоже надо ёмкость с сопротивлением воткнуть (вроде у ньютрика есть даже XLR со встроенными фильтрами на экран)?
Попробуй проинвертировать полярность сигнала (поменять местами пины 2 и 3). Часто при неправильной полярности приёмником не читается преамбула и идёт срыв синхры. Ну и посмотреть осциллоскопом уровни сигнала.