Obr. 1. Struktura digitálního signálu - sub-frame
Formát dat digitálního audiosignálu je definován normou IEC958. Podstatné informace naleznete např. v [1]. Data mohou být přenášena v profesionálním (AES) nebo spotřebním módu (S/PDIF). Tyto módy se liší především subkanálovými daty a napěťovými úrovněmi fyzického signálu. Jeden vzorek signálu přenáší tzv. sub-frame. Jeho struktura je na obr. 1.
Obr. 1. Struktura digitálního signálu - sub-frame
Obr. 2. Struktura digitálního signálu - blok
První čtyři bity jsou hlavička. Ta slouží především k synchronizaci dekodéru signálu. Následuje 24 bitů dat, která představují přenášený vzorek signálu. Data jsou přenášena od nejméně významného po nejvýznamnější bit. Pokud přenášený signál není 24bitový, ale třeba 20 nebo 16bitový, jsou nejméně významné bity nulové. Následuje bit platnosti (validity), bit uživatelských dat, bit informací o signálu (channel status) a paritní bit. Sub-frame levého a pravého kanálu tvoří jeden frame (rámec). Ty jsou dále organizovány do bloku po 192 frame - obr. 2. V jednom bloku lze tedy kromě audiosignálu levého a pravého kanálu přenést ještě 384 bitů uživatelských dat (název skladby, interpret) a 384 bitů informací o kanálu (channel status). Ve spotřebním módu se z channel status využívá pouze prvních 32 bitů. Jsou zde především informace, zda se jedná o audiosignál nebo komprimovaná data, zda je signál originál nebo kopie a u vícekanálového zvuku číslo kanálu.
Obr. 3. Dvoufázové kódování
Fyzicky se signál S/PDIF mezi přístroji přenáší buď koaxiálním kabelem (amplituda signálu 0,1 až 1 V), nebo opticky (Toslink). U profesionálních přístrojů se používá kroucená dvoulinka a amplituda signálu 10 V. Data používají dvoufázovou modulaci - viz obr. 3. Pokud se úroveň signálu nezmění během dvou taktů hodinového signálu, jsou přenášená data chápána jako log. 0, v opačném případě jako log. 1. Výhodou tohoto způsobu modulace je minimalizace stejnosměrné složky střídavého signálu (přístroje lze pak snadno oddělit transformátorem) a nezávislost na polaritě.
Vladimír Hejtmánek
[1] Overview of digital audio interface data structures. AN22, Cirrus Logic. http://www.cirrus.com
Otišteno v článku Převodník D/A pro audio v PE 4/2003
3. 4. 2002