Качество цифровых интерфейсов решает все

То, что вы прочтете ниже, будет интересно и тем из вас, кто на дух не переносит компьютеры и, уперев локти в стол, предаются упоительному созерцанию потолка во время прослушивания арии Гитлера из "Злата Нибелунгов". В журналах по аудиотехнике было много разглагольствований о том, что за цифровые фильтры, ЦАП и внутренние шины применяются во всяческих сидюках, транспортах и ЦАП - конвертерах. Я и другие авторы уделяли внимание также входным приемникам - конвертерам, преобразующим данные, пришедшие по шине S/PDIF в формат внутренней шины прибора, однако все наши доводы не шли дальше сравнений типа "AES20/21 (UltraAnalog) - хорошо, CS 8411/8412 (Crystal Semicon.) или YM3623 (Yamaha) - плохо". Cегодня я хочу поговорить о шине S/PDIF более подробно.

Итак, наша шина, описываеваемая стандартами IEC958 1989-03 (часть I)и EIAJ CP-340 1987-9, появилась в 1983, примерно через год после выпуска первых "сидюков", когда стало ясно, что появление бытовых цифровых магнитофонов не за горами. Оба стандарта подразумевают формат передачи с длиной слова в 32 бит, плюс 4 бит синхронизации, плюс 1 бит полей Рида - Соломона, плюс 1 бит субкода, плюс 1 бит четности с 5 по 31 бит, плюс один бит статуса канала за один кадр передачи. Звукоданные могут передаватся в формате 16, 20 и 24 бит, а частота дискретизации не оговорена. В отличие от оного формат передачи AES/EBU подразумевает передачу звукоданных для каждого канала полукадрами по 32 бит, что образует в сумме один кадр с тем же 4 битным блоком синхронизации, разряды же состояния канала каждого из 192 полукадров в сумме образуют блок из 24х8 бит. Звукоданные передаются в формате 18 или 24 бит, в первом случае возможна передача 6 бит служебной информации в каждом кадре. Блоки синхронизации в обеих форматах несут информацию о длине слова звукоданных, внесенных предискажениях, характере - моно/стерео и временном коде, плюс регистры полей Рида - Соломона. В 1989 г. два вышеупомянутых стандарта оговорили передачу сведений о коде записи по каталогу и информации о запрещении - разрешении копирования по стандарту SCMS. Электрические же характеристики сигналов, несущих звукоданные в этих двух форматах, различны:

AES/EBUS/PDIF (IEC-958)Частотные характеристики шины S/PDIF:


Кабель	Симметричный 110 Ом, в оплетке	ассиметричный 75 Ом
Штеккер	3-pin XLR	RCA (или байонетный BNC)
Уровень сигнала	3..10 вольт	0.5..1 вольт
Максимальная длина шины	12 метров	2 метра
2.8224 Mбит/сек. - 44,1 кГц
3.072 Mбит/сек - 48 кГц
2.048 Mбит/сек - 32 кГц

Как было указано, у стандарта IEC958 1989-03 присутствует вторая часть. Она подразумевает деление S/PDIF на два формата передачи данных - профессиональный и потребительский. Первый позволяет передавать данные по шине S/PDIF в раскадровке, аналогичной AES/EBU. Карта ZA-2, DAT - магнитофон Panasonic SV-3700 и бытовой процессор - предусилитель Sony TA-E2000ESD совместимы с таким способом передачи звукоданных, а вот все, описываемые мною "игровые" карточки с цифровыми аудиоинтерфейсами - разумеется, нет.

В 1986 г. фирма Toshiba предложила способ передачи данных в S/PDIF - формате по оптическому кабелю на расстояние в 1,5 метра (пластик), либо 3 метра (стекловолокно). Эта шина, получившая название "Toslink", описывается стандартом EIAJ CP-1201. О нем мы скоро поговорим.

Наконец, в 1998 г. появился безхитростный стандарт IEC60958, подразумевающий пересылку по шине как обычных звукоданных, так и сжатых в форматах АС-3, MPEG Audio, либо DTS согласно стандарту IEC61937, появившемуся в 1994 г.

Несмотря на все многообразие форматов пересылки данных этим делом издревле занимаются передатчики и приемники, которые и определяют качество того сигнала, что доставляет звукоданные на внутреннюю шину ваших шикарных ЦАП - процессоров с прецизионными цифровыми фильтрами и резистивными матрицами лазерного травления с допуском 0,25 мкм на ней. Их, эти передатчики - приемники, можно условно разделить на три типа. Тип первый - это передатчики и приемники со встроенным ОЗУ для промежуточного хранения как самих звукоданных, так и служебных регистров. Наиболее надежен и хорош. К нему относятся большинство таких приборов фирмы Sony, передатчики СS 8401 и CS 8403 плюс приемники CS 8411 и 8413 фирмы Crystal Semicon. и AES-20 UltraAnalog, представляющий из себя, по сути, "плохой" CS 8411, произведенный с максимальными качественными допусками. У меня такие приборы торчат в ЦАП - конвертере Sony TA-E2000ESD, который я не случайно назвал "отличным джиттероподавителем" в одной из своих статей. Практически они могут принимать и отправлять звукоданные в широком спектре форматов их представления - с частотой дискретизации от единиц до 48 - 96 кГц и от 4 бит до 24 длины слова. А кроме того они могут компенсировать временные искажения сигнала при помощи выборки из ОЗУ, однако и они не справятся с явными помехами и шумами. Когда я в 1995 г. привез домой свой "Харман", то с удивлением обнаружил, что с выхода передатчика от Sony сигнал направляется по 20 см. двухжильному шнурку "no name" прямиком на гнездо RCA. Видимо, они решили, что и так сойдет. О волновом сопротивлении этой "пиявки" можно было лишь догадыватся, а выравнивающий импульсный трансформатор отсутствовал. В моем предыдущем проигрывателе - JVC XL-Z1010N - применялась вот такая схемка:

Я не стал думать и гадать, а попросил отца сделать мне печатную платку с гнездом. Теперь ясно, почему я использую свой проигрыватель как транспорт без зазрения совести? А вот как сделан выход в карте ZA-2:

Здесь, как и на входе, применен импульсный трансфоматор 1:1. Идеология этого вопроса, я надеюсь, понятна. А теперь, друзья мои, живо открывайте свои англо - китайские "сидюки" категории "Доступный High End". Стоит ли покупать коаксиальные кабели за $100, если внутри творится такое дерьмо? Да, стоит. Но прежде почешите ручки, возьмите паяльнички и сделайте как положено! А уж потом и кабели подсоединяйте.

Вторым номером у нас идут приемники и передатчики упрощенного типа, в которых отсутствует ОЗУ, но есть маленький кэш для регистров. К ним относятся приемники CS 8412/8414, AES-21 и YM 3623, и передатчики CS 8402/8404. Здесь хорошие трансформаторные входы - выходы переходят из разряда "рекомендуемое" в "обязательное". Открывайте свои Mark Levinson'ы и Audio Not'ы, друзья мои. Открывайте, открывайте! Если там что-то не то, то берите либо паяльник, либо коакс за $500 и вешайте на нем продавца, не стесняйтесь. К этому же типу относятся и встроенные в DSP - чипы передатчики, что применяются в большинстве звуковых карт. Так, в ZA-2 применен приемник CS 8412 и передатчик, встроенный в процессор CS 4922 и полностью аналогичный отдельно взятому СS 8402. Таков и передатчик, встроенный в AU8830 Vortex 2, а приемник к нему нужен отдельно.

На третье у нас комбинированные модели. К таковым относятся, во-первых, приемопередатчики фирм Philips, Toshiba и ряда других, применяющиеся в бытовых DAT - магнитофонах, минидисковых деках и всяческих декодерах Dolby Stereo Digital. Для комбинированных моделей характерна упрощенческая архитектура, подразумевающая пересылку данных на внутреннюю шину в каком - то одном формате, чаще всего - 16 бит/48 кГц, данные, поступившие извне в ином формате, конвертируются на входе или выходе в указанный. Предпосылки для появления таких изделий появились в 1986 г., когда были выпущены первые бытовые DAT - магнитофоны, вообще неспособные выполнять запись на частоте дискретизации 44,1 кГц в целях защиты авторских прав (стандарт SCMS еще не был принят). Потом ими начинили декодеры Dolby Digital и минидисковые деки. Такого рода штука применена и в исходном Sound Blaster Live!, и поэтому сия карта решительно не годится для звукозаписи. После того, как вы получили данные с внешнего "сидюка", переведенные на частоту 48 кГц, вам придется долго и муторно конвертировать их обратно на 44,1 кГц перед записью на CD-R, что жутко неудобно. Однако даже в этом случае со стабилизацией электрических параметров входного и выходного цифровых аудиосигналов все более - менее в порядке, а потому вы можете смело использовать карту как для игр, так и для сочинения песенок в стиле "тыц" для дальнейшей раздачи минидисков друзьям. Другой важной чертой Sound Blaster Live! является применение внутренней шины I2S - подобно большинству бытовых цифровых аудиоустройств, в то время, как большинство других производителей опирается на шину AC-Link (см. ниже).

Более того, на самой плате имеется вход формата I2S - прямо как в каком - нибудь процессоре от Sonic Frontiers или Camelot. Уже имеются источники с выводом звукоданных в формате I2S, например MPEG-2 декодер Creative's CT7160, который может работать в паре с Live! по этой шине. Такое замечательное нововведение резко контрастирует с куцыми возможностями карты в работе с цифровым аудио. В сентябре 1999 г. Creative Labs выпустила карту Sound Blaster Live! Platinum, вокруг которой ходили упорные слухи, что в ней будет полностью переработанный цифровой аудиоинтерфейс. Бормотали, что с помощью новой карты можно будет писать и воспроизводить звукоданные в форматах от 16 бит/32 кГц до 24 бит/96 кГц в их "естественном" виде. Но слухи не оправдались…

Содержание раздела