ข้อได้เปรียบของ TOSLINK แบบออปติคัลผ่านสายเคเบิลโคแอกเซียลคืออะไร


15

มาตรฐานที่เป็นที่นิยมสำหรับการส่งสัญญาณเสียงดิจิตอลระหว่างอุปกรณ์เสียงนั้นเป็นมาตรฐาน AES3 (หรือที่เรียกว่า S / PDIF) มาตรฐานส่งเสียงสเตอริโอ PCM และมักพบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค มาตรฐานระบุการเชื่อมต่อหลายประเภทด้วยสายเคเบิลโคแอกเซียล RCA และ TOSLINK แบบออปติคัลซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุดสองชนิด

โดยทั่วไปในคู่มือเครื่องเสียงนั้นมีการบันทึกไว้โดยทั่วไปว่า TOSLINK แบบออพติคอลให้การเชื่อมต่อที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากคุณสมบัติทั่วไปของสายออปติคัลโดยทั่วไป ฉันเข้าใจว่าสื่อทางกายภาพของเส้นใยนำแสงมีแนวโน้มที่จะมีเสียงรบกวนน้อยลงและมีแบนด์วิดท์เชิงทฤษฎีที่สูงกว่า โดยส่วนตัวฉันไม่เคยสังเกตเห็นความแตกต่างระหว่างคนทั้งสอง

ฉันต้องการถามว่าภายในขอบเขตของการส่งสัญญาณเสียงแบบดิจิทัลมันเป็นความแตกต่างที่สังเกตได้หรือวัดได้ระหว่างสายเคเบิลทั้งสองหรือไม่ หากไม่ได้อยู่ในความเที่ยงตรงของเสียงคุณภาพการส่งต่างกันหรือไม่? TOSLINK เป็นมากกว่าสายเคเบิลเกินราคาหรือไม่?

สายเคเบิล TOSLINK

สาย RCA ตัวเชื่อมต่อ RCA มีราคาถูกกว่าและมีอยู่ทั่วไป


5
ประเด็นก็คือถ้าเป็นดิจิตอลและสายเคเบิลนั้นดีพอที่จะส่งข้อมูลได้ทั้งหมดมันจะทำหน้าที่อะไรในการสร้างสายเคเบิล?
user253751

1
ฉันคิดว่าเครื่องเล่นคอนโซลมิกเซอร์มันเป็นที่นิยมสำหรับความล่าช้า TOshiba เสนอ 6MBps ใน NRZ สูงถึง 20Mbps TODX2097A (F)
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2
TODX2402 (F) ให้การส่งข้อมูลแบบฟูลดูเพล็กซ์ 250 Mb / s แต่เมื่อเปรียบเทียบกับ RCA ที่ไม่สูญเสียและเหมือนกับการบันทึกซีดี / ดีวีดีโดยไม่มีเสียงรบกวน
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2
ฉันสามารถส่งสตรีมเสียงรอบทิศทาง Dolby หรือ THX ไปยังลำโพงโดยตรงผ่าน TOSLINK ด้วย RCA ฉันถูก จำกัด ด้วยระบบเสียงสเตอริโอ ... (โอเคฉันสามารถให้การเชื่อมต่อแยกจากการ์ดเสียงของฉันสำหรับลำโพงอื่น ๆ แต่นั่นเป็นมากกว่าช่อง L และ R ที่คุณคิดกับ RCA)
Baldrickk

คำตอบ:


17

นอกเหนือจากคำตอบของ TimB แล้วยังมีข้อดีอีกประการของการสื่อสารด้วยแสงนี้

ด้วย RCA การเชื่อมต่อเครือข่ายทั้งสองจะต้องมีการอ้างอิงซึ่งกันและกัน ในกรณีของแสงมีการแยกกัลวานิกระหว่างสอง เป็นผลให้อาจมีปัญหาน้อยลงกับลูปกราวนด์เครือข่ายสามารถแยกได้และอื่น ๆ ก็หมายความว่าพื้นที่ไม่สามารถทำหน้าที่เป็นเสาอากาศขนาดใหญ่ซึ่งอาจทำให้ง่ายขึ้นที่จะได้รับเสียงรบกวนต่ำในระบบโดยรวม

และข้อเสียเพิ่มเติมของตัวเชื่อมต่อ RCA อยู่ในการเชื่อมต่อภาคพื้นดิน หากคุณดูขั้วต่อที่ทันสมัยที่สุดคุณจะเห็นว่าการเชื่อมต่อภาคพื้นดินทำขึ้นมาก่อน ดังนั้นทั้งสองวงจรที่เชื่อมต่อจะถูกดึงไปที่ศักยภาพเดียวกันก่อนจากนั้นจึงเชื่อมต่อข้อมูลจริง หากมีการเชื่อมต่อข้อมูลก่อนสิ่งนี้จะยังคงเกิดขึ้น - แต่กระแสที่ต้องทำตอนนี้ต้องไหลผ่านวงจรตัวรับสัญญาณดิจิตอลที่มีความอ่อนไหวของคุณ ในตัวเชื่อมต่อ RCA การเชื่อมต่อแรกคือขากลางที่นำข้อมูล ด้วยเหตุนี้ฉันมักได้รับแจ้งว่าคุณควรเชื่อมต่อตัวเชื่อมต่อ RCA ก่อนเสมอก่อนที่จะเชื่อมต่อระบบทั้งหมดกับแรงดันไฟฟ้าหลัก - หรือใช้กราวด์กราวด์ที่อุปกรณ์เหล่านี้บางส่วนต้องอ้างอิงระบบกับสายดินตลอดเวลา จำเป็นต้องพูดร้อนเสียบ


15

ฉันต้องการถามว่าภายในขอบเขตของการส่งสัญญาณเสียงแบบดิจิทัลมันเป็นความแตกต่างที่สังเกตได้หรือวัดได้ระหว่างสายเคเบิลทั้งสองหรือไม่

จริง ๆ แล้วใช่

การแยก:

ใยแก้วนำแสงไม่ได้เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าดังนั้นจึงสามารถแก้ปัญหาลูปกราวด์เสียงฮัม / เสียงกระหึ่มและสิ่งใดก็ตามที่ไม่ไวต่อสัญญาณรบกวน RF Coax สามารถแยกได้ด้วยหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างไรก็ตามสิ่งนี้ช่วยเพิ่มค่าใช้จ่ายและเป็นเรื่องแปลกในอุปกรณ์ของผู้บริโภค การทดสอบอย่างรวดเร็วด้วยมัลติมิเตอร์ระหว่างกราวด์อาร์ซีเอดิจิตอลและกราวด์อาร์ซีเออื่น ๆ จะแสดงให้เห็นว่ามีการแยกหม้อแปลงหรือไม่

เรื่องนี้สำคัญมากสำหรับกล่องเคเบิลทีวีที่เชื่อมต่อกับสายเคเบิลเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะสร้างลูปกราวด์ที่น่ารำคาญ

แบนด์วิดท์

ตัวรับส่งสัญญาณแสงส่วนใหญ่ในตลาดจะมีแบนด์วิดท์เพียงพอสำหรับ 24bits / 96kHz แต่มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่จะผ่าน 24 / 192k และไม่มีใครผ่าน 384k หากคุณต้องการทราบว่าคุณได้รับอันไหนให้ทำการทดสอบ นั่นเป็นระบบเลขฐานสอง: ใช้งานได้หรือใช้ไม่ได้ แน่นอนคุณสามารถซื้อตัวรับส่งสัญญาณแสงที่มีแบนด์วิธที่สูงกว่ามาก (สำหรับอีเธอร์เน็ตและอื่น ๆ ) แต่คุณจะไม่พบสิ่งเหล่านี้ในอุปกรณ์เสียง

Coax ไม่มีปัญหากับแบนด์วิดท์มันจะผ่าน 384k โดยไม่มีปัญหาไม่ว่าจะดีกว่านั้นก็เป็นแบบฝึกหัดสำหรับฝ่ายการตลาด

ไม่ว่าจะเป็น 192k เป็นกลไกทางการตลาดหรือมีประโยชน์เป็นคำถามที่น่าสนใจ แต่ถ้าคุณต้องการใช้มันและเครื่องฉายแสงของคุณไม่รองรับมันคุณจะต้องใช้เล้าโลม

ความยาว

ใยแก้วนำแสงพลาสติกราคาถูก พึ่งพาการลดทอน 1dB / m นี่ไม่ใช่ใยโทรคมนาคมแกนแก้วคุณภาพสูงที่มีการสูญเสีย 1-2dB / km! สิ่งนี้ไม่สำคัญกับใยยาว 1m ในโรงภาพยนตร์ที่บ้านของคุณ แต่ถ้าคุณต้องการระยะ 100 เมตร coax จะเป็นตัวเลือกเดียว เสาอากาศทีวี 75R ชักชวนได้ หรือไฟเบอร์ที่ดีกว่า แต่ไม่ใช่พลาสติก แน่นอนว่าตัวเชื่อมต่อไม่สามารถใช้งานได้

(หมายเหตุ 1dB / m ใช้สำหรับสัญญาณดิจิตอลไม่ใช่เสียงอะนาล็อกหากสัญญาณดิจิตอลอ่อนเกินไปตัวรับจะไม่สามารถถอดรหัสได้มิฉะนั้นจะเกิดข้อผิดพลาดขึ้น)

อัตราความผิดพลาดบิต

ยกเว้นประเด็นสำคัญบิตทั้งหมดจะอยู่ที่นั่นพร้อมกับทั้งสองระบบ (ฉันตรวจสอบแล้ว) BER ไม่ใช่ปัญหาในทางปฏิบัติ ใครก็ตามที่พูดถึงข้อผิดพลาดเล็กน้อยใน SPDIF มีสิ่งที่จะขายซึ่งมักเป็นกลไกราคาแพงในการแก้ปัญหาที่ไม่มีอยู่จริง SPDIF ยังรวมถึงการตรวจสอบข้อผิดพลาดดังนั้นผู้รับจะปกปิดข้อผิดพลาดใด ๆ

กระวนกระวายใจ

ตัวรับออปติคัลเพิ่มความกระวนกระวายใจ (ในช่วง ns) มากกว่าโคแอกเซียล

หากการใช้งาน coax ไม่เรียบร้อย (ขยายแบนด์วิธไม่เพียงพอในระดับต่ำสุดการละเมิดอิมพีแดนซ์ 75R การแทรกข้ามสัญญาณสูง ฯลฯ ) ก็สามารถเพิ่มความกระวนกระวายใจ

สิ่งนี้สำคัญเฉพาะถ้า DAC ของคุณที่จุดรับไม่ได้ใช้การกู้คืนนาฬิกาที่เหมาะสม (เช่น WM8805, ESS DAC หรือระบบที่ใช้ FIFO อื่น ๆ ) หากทำอย่างถูกต้องจะไม่มีความแตกต่างที่วัดได้และขอให้โชคดีที่ได้ยินสิ่งใดในการทดสอบตาบอดสองครั้ง หากผู้รับไม่ทำความสะอาดที่กระวนกระวายใจอย่างเหมาะสมคุณจะมีความแตกต่างระหว่างสายสัญญาณเสียง นี่เป็นปัญหา "ตัวรับสัญญาณไม่ทำงาน" ไม่ใช่ปัญหาเกี่ยวกับสายเคเบิล

แก้ไข

SPDIF ฝังนาฬิกาลงในสัญญาณดังนั้นจึงต้องทำการกู้คืน สิ่งนี้ทำกับ PLL ที่ซิงโครไนซ์กับการเปลี่ยน SPDIF ขาเข้า จำนวนของกระวนกระวายใจในนาฬิกาที่กู้คืนขึ้นอยู่กับจำนวนของความกระวนกระวายใจในการเปลี่ยนสัญญาณขาเข้าและความสามารถของ PLL ที่จะปฏิเสธมัน

เมื่อมีการเปลี่ยนสัญญาณดิจิทัลช่วงเวลาสำคัญจะเกิดขึ้นเมื่อผ่านเกณฑ์ระดับตรรกะของผู้รับ ณ จุดนี้ปริมาณของกระวนกระวายใจที่เพิ่มขึ้นเท่ากับเสียง (หรือจำนวนข้อผิดพลาดที่เพิ่มเข้าไปในสัญญาณ) หารด้วยอัตราการฆ่าสัญญาณ

ตัวอย่างเช่นหากสัญญาณมีช่วงเวลาเร่งรีบ 10ns / V และเราเพิ่มสัญญาณรบกวน 10mV สิ่งนี้จะเปลี่ยนระดับตรรกะของการเปลี่ยนแปลงในเวลา 100ps

เครื่องรับ TOSLINK มีสัญญาณรบกวนแบบสุ่มมากกว่าสิ่งที่จะถูกเพิ่มเข้ามาโดย coax (สัญญาณโฟโตไดโอดอ่อนแอและต้องขยาย) แต่นี่ไม่ใช่สาเหตุหลัก มันเป็นวง จำกัด จริง ๆ

Coax SPDIF มักจะเป็น AC-ควบคู่กับฝาครอบหรือหม้อแปลงคู่ สิ่งนี้จะเพิ่มการส่งผ่านระดับสูงบนธรรมชาติแบบ low-pass ที่เป็นธรรมชาติของสื่อใด ๆ ก็ตาม ผลลัพธ์คือตัวกรอง bandpass หากแถบความถี่ไม่ใหญ่พอหมายความว่าค่าสัญญาณในอดีตจะมีผลต่อค่าปัจจุบัน ดู fig.5 ในบทความนี้ หรือที่นี่:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ระยะเวลานานกว่าของระดับคงที่ (1 หรือ 0) จะมีผลต่อระดับในบิตถัดไปและย้ายช่วงการเปลี่ยนภาพในเวลา สิ่งนี้จะเพิ่มความกระวนกระวายใจขึ้นอยู่กับข้อมูล ทั้งด้านสูงและต่ำผ่านมีความสำคัญ

ออปติคัลเพิ่มความกระวนกระวายใจมากขึ้นเพราะเสียงรบกวนจะสูงขึ้นและ passband ของมันนั้นเล็กกว่า coax ที่ถูกนำไปใช้งานอย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่นดูลิงค์นี้ Jitter บน 192k นั้นสูงมาก (เกือบ 1/3 ของเวลา) แต่ jitter บน 48k นั้นต่ำกว่ามากเพราะผู้รับไม่มีแบนด์วิดท์เพียงพอสำหรับสัญญาณ 192k ดังนั้นมันจึงทำหน้าที่เป็น lowpass และบิตก่อนหน้านี้ละเลง เป็นบิตปัจจุบัน (นั่นคือการแทรกสัญญาณระหว่างกัน) นี่แทบจะมองไม่เห็นเลยใน 48k เพราะแบนด์วิดท์ของผู้รับนั้นเพียงพอสำหรับอัตราตัวอย่างนี้ดังนั้นสัญญาณรบกวนระหว่างจุดจึงต่ำกว่ามาก ฉันไม่แน่ใจว่าผู้รับที่ใช้โดยคนนี้รองรับ 192k จริงหรือไม่รูปคลื่นนั้นดูไม่ดีและฉันสงสัยว่าชิปถอดรหัสจะพบว่ามันน่ากิน แต่นี่แสดงให้เห็นถึงการรบกวนแบนด์วิดธ์ vs intersymbol ดี

เอกสารข้อมูลส่วนใหญ่ของตัวรับออปติคัลส่วนใหญ่จะระบุตัวสั่นเทาสองสามตัว

สิ่งเดียวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับ SPDIF ที่ไม่ดีถ้ามันทำหน้าที่เหมือนตัวกรองความถี่ต่ำ ส่วนสูงของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนยังเล่นเป็นส่วนหนึ่ง (อ่านบทความที่เชื่อมโยงด้านบน) เหมือนกันถ้าสายเคเบิลยาวและความต้านทานไม่ต่อเนื่องทำให้เกิดการสะท้อนซึ่งเกิดความเสียหายที่ขอบ

โปรดทราบว่าเรื่องนี้จะเกิดขึ้นหากวงจรต่อไปนี้ไม่ได้ปฏิเสธ ดังนั้นผลลัพธ์ที่ได้นั้นขึ้นอยู่กับการนำไปปฏิบัติ หากผู้รับคือ CS8416 และชิป DAC นั้นไวต่อสัญญาณกระวนกระวายใจมากมันสามารถได้ยินได้มาก ด้วยชิปที่ทันสมัยกว่าซึ่งใช้ PLL ดิจิตอลเพื่อสร้างนาฬิกาใหม่โชคดีที่ได้ยินสิ่งที่แตกต่าง! ใช้งานได้ดีมาก

ตัวอย่างเช่น WM8805 เรียกใช้ข้อมูลที่ได้รับผ่าน FIFO ขนาดเล็กและใช้เครื่องสังเคราะห์สัญญาณนาฬิกา Frac-N เพื่อสร้างนาฬิกาใหม่ซึ่งมีการอัปเดตความถี่เมื่อเวลาผ่านไปสักครู่ มันค่อนข้างน่าสนใจที่จะดูในขอบเขต


คุณสามารถให้บางแหล่งข้อมูลเกี่ยวกับการเรียกร้องเกี่ยวกับการกระวนกระวายใจ? ฉันไม่เคยเห็นคำแถลงนี้มาก่อนและต้องการพิจารณาเพิ่มเติม
Joren Vaes

1
@JorenVaes ฉันได้เพิ่มลิงก์ไปสองสามอัน
peufeu

Coax can also be isolated with a transformer, however this adds to the cost and is uncommon in consumer equipmentoptocouplers เป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผลหรือไม่? ฉันรู้ว่ามันถูกใช้ในพอร์ต MIDI ที่เชื่อมต่อกับทองแดงเช่น
Tobia Tesan

@TobiaTesan เอาต์พุต SPDIF ทั่วไปคือ 0.5-1Vpp และ cap คู่ดังนั้นจึงไม่มีน้ำผลไม้เพียงพอที่จะให้พลังงาน LED ในออปโต ดังนั้นคุณต้องมีออปโตเร็ว (> 16Mbps) และแหล่งจ่ายแยกสำหรับฝั่งอินพุท ... จะมีราคาสูงกว่าหม้อแปลงที่ดีซึ่งไม่แพงเลยเพียงแค่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทุก ๆ ร้อยนับ ...
peufeu

1
@AaronD ผมไม่ได้คิดว่าแม้ความสับสนจะเป็นไปได้ แต่ผมใส่ความคิดเห็นของคุณในคำตอบในกรณี;)
peufeu

5

ไฟเบอร์ออปติกไม่ได้แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่อาจทำให้ข้อมูลเสียหายบนทองแดงในสภาวะที่รุนแรง การรบกวนดังกล่าวอาจมาจากการที่สวิตช์ปิดสวิตช์ภายใต้โหลดหรือมอเตอร์สามารถสร้างขึ้นภายใต้แรงโหลดสูงได้


ในการเพิ่มหลักฐานเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับเรื่องนี้ด้วยสายทองแดงราคาถูกฉันมีสัญญาณเสียงดิจิตอลหล่นลงมาหนึ่งวินาทีในแต่ละครั้งที่ฉันเปิดหรือปิดสวิตช์ไฟเนื่องจากมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นในสายเคเบิล การสลับเป็นสายเคเบิลแสงพลาสติกช่วยแก้ไขปัญหาได้ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเป็นสภาวะที่รุนแรงในการรบกวนหากคุณใช้สายเคเบิลที่น่ากลัวอย่างเหมาะสม
Malvineous

-6

ฉันซื้อสายดิจิตอลแกนร่วมราคาถูกและสายออปติคอล SPDIF ราคาถูกและเพื่อให้แน่ใจว่าเสียงเลื่องลือและแบนฉันเปลี่ยนไปใช้สายออพติคอลและสว่างขึ้นและมีชีวิตชีวาในช่วงความถี่ทั้งหมด ดังนั้นการโฆษณาทางการตลาดไม่ใช่ทั้งหมดฉันมีส่วนเกี่ยวข้องกับไฮไฟและอิเล็กทรอนิกส์อย่างมืออาชีพตั้งแต่ออกจากโรงเรียนเมื่อ 40 ปีก่อน


4
คุณสามารถหาปริมาณความ "น่าเบื่อและแบน" และ "ความสว่างและมีชีวิตชีวา" ได้หรือไม่? การกระจายความถี่ของแต่ละสัญญาณแตกต่างกันหรือไม่? คุณสามารถแนะนำเหตุผลใด ๆ สำหรับสาเหตุที่อาจเป็นได้หรือไม่
LeoR

ฉันไม่มีเครื่องมือวิเคราะห์สเปกตรัม แต่คุณสามารถสันนิษฐานได้ว่าฟังดูเหมือนว่ามีการเปิดตัวที่ความถี่สูงและเครื่องที่มีความถี่ต่ำ
RalphB
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.