什么是S/PDIF

SPDIF嚴格的寫法是S/PDIF，是“SONY/PHILIPS Digital Interface Format”的縮寫，它是由SONY與PHILIPS公司在上世紀80年代制訂的一種數字音頻信號傳輸標準，可以傳輸LPCM流和Dolby Digital、DTS這類數字音頻信號。其標準的輸出電平是0.5Vpp（發送器負載75Ω），輸入和輸出阻抗為75Ω（0.7-3MHz頻寬）。

就傳輸方式而言，SPDIF分為輸出（SPDIF OUT）和輸入（SPDIF IN）兩種。目前大多數的聲卡芯片都能夠支持SPDIF OUT，但我們需要注意，并不是每一種產品都會提供數碼接口。而支持SPDIF IN的聲卡芯片則相對少一些，如：EMU10K1、YMF-744和FM801-AU、CMI8738等。SPDIF IN在聲卡上的典型應用就是CD SPDIF，但也并不是每一種支持SPDIF IN的聲卡都提供這個接口。

就傳輸載體而言，SPDIF又分為同軸（RCA和BNC）和光纖兩種，其實他們可傳輸的信號是相同的，只不過是載體不同，接口和連線外觀也有差異。但光信號傳輸是今后流行的趨勢，其主要優勢在于無需考慮接口電平及阻抗問題，接口靈活且抗干擾能力更強。我們常見的同軸線接口是RCA插頭作同軸輸出，但是用RCA作同軸輸出是個錯誤的做法，正確的做法是用BNC作同軸輸出。因為BNC頭的阻抗是75Ω，剛好適合S/PDIF的格式標準，但由于歷史的原因，在一般的家用機上大多用的是RCA作同軸輸出。SPDIF最初應用于CD、數字TAPE播放器上的數字音頻傳送接口，后來逐漸應用到其它各類家用電子消費產品上。通過SPDIF接口傳輸數字聲音信號已經成為了新一代家用數字音響電器普遍擁有的特點。

那么它存在的意義又是什么呢？我們都知道CD唱片上的聲音信息是用數字“0”和“1”來表示的。以往CD-ROM在播放唱片的時候，數字格式的音樂首先要經過光驅內部的D/A處理。在轉換成模擬信號后，經過我們時常使用的那種四針的模擬信號連線傳輸到聲卡上，然后再進行一系列處理。問題的關鍵在于，不同的CD-ROM所采用的D/A芯片質量參差不齊，經過劣質D/A轉換后輸出的模擬信號存在很大失真。所以也就造成了不同型號的光驅在播放唱片時的效果有所差異，在CD解碼質量上口碑比較好的當屬SONY和CREATIVE的產品，一些雜牌光驅則慘不忍聽。為了避免這種問題的發生，目前大多數光驅都在模擬信號輸出插針的旁邊加上了數字信號輸出（Audio Digital）。通過這個兩針的接口，唱片聲音信號就可直接以數碼方式傳輸到聲卡上，將D/A轉換交給音頻處理芯片來完成。而前提則必須是聲卡芯片可以完成相關的轉換工作并支持SPDIF IN，能夠接收數字信號。CD播放的信噪比就將隨之大幅度提升。

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細節

SPDIF使用雙相標記編碼（Bi-phase Mark Coding;BMC）法，屬調相（Phase-Modulation）式傳輸的一種，邏輯0以跨越一次準位0來表示，邏輯1以跨越兩次準位0來表示。SPDIF僅用一條線路就可進行數字音源傳輸，同時傳遞音源信息與時鐘信息。但因為它實行Bi-phase Mark雙向標記的編碼傳輸，由于傳遞距離的遠近與噪聲干擾等，送抵接收端并將數據與時鐘恢復還原時，因時序的偏誤以至相位振幅的取樣偏差，容易造成時鐘信號的微失真，此微失真也稱之為Jitter（抖跳、時基誤差）。這時已有偏差的數據和時鐘再進行DAC轉換，轉換成模擬音頻信號，雖然音頻信號不致完全走樣，但確實已非忠實呈現。為了解決這樣的問題，高品質外置DAC的解決方式是在SPDIF接收端設置數據緩沖存儲器（Buffer），待整體接收后再重新以接收端產生的精確時鐘來處理數據，稱為：Re-Clock（時基重整）。

???? 就傳輸介質而言，SPDIF從傳輸介質上來分為光纖和同軸兩種，屬不平衡傳輸方式。其實它們傳輸的信號是相同的，只不過是傳輸載體不同，接口和連接線外觀也有差異。

???? 一種是光纖（Optical Digital Output）SPDIF輸出，一般簡稱為光纖，也叫Toslink。它是在機器內部把SPDIF數字信號光纖發射模塊轉變為光信號，并通過光纖線送到外部數字設備的光信號輸入口，后者再把光信號轉變成電的信號去作進一步的處理。Toslink是日本東芝（TOSHIBA）公司較早開發并設定的技術標準，它是以Toshiba link命名的，在器材的后面背板光纖輸出口旁邊印有“OPTICAL”作標識，現在幾乎所有的數字影音設備都具備這種格式的接口。

???? 另一種是同軸電纜（Coaxial Digital Output）SPDIF輸出，常稱為同軸輸出。在器材的背板上的同軸座邊印有“coaxial”作標識。同軸是最早的數字傳輸規格，標準阻抗為75Ω，輸出電壓峰-峰值0.5V。不過早期BNC頭不普及，所以廠商以單端的RCA頭代替。

??? 兩種常見的家用SPDIF光纖、同軸輸出接口連接器。

??? 光纖的完整名稱叫做光導纖維，英文名是OPTIC FIBER，也有叫OPTICAL FIBFER的。光纖是以光脈沖的形式來傳輸信號，它是用純石英玻璃或有機透明材料以特別的工藝拉成細絲，作為光的傳輸介質。它由纖維芯、包層和保護套組成。從理論上來說，光纖用來傳輸數字脈沖信號是最好的，它的信號衰減小、不受電磁波干擾，同時光纖不會輻射電磁波，一般說來傳輸頻寬也較寬。是一個極好的數據傳輸的媒介。但是由于它需要光纖發射和接收端口，問題往往就是出在這里，光纖發射口和接收口的光電轉換需要用光電二極管（或其它光電轉換器件），由于光纖端面與光電二極管不可能做到非常緊密的對接（或稱吻合、耦合），就存在光在媒介界面的反射和散逸，從而產生數字抖動（Jitter）類的失真，又因它有兩個端口（發射口和接收口），所以這種失真還會是疊加的。再加上在光電轉換過程中存在著光電二極管的非線性及響應等方面的失真，同時光纖本身的外徑、同心圓的不均勻度、端面加工方式（有球型拋光與平面拋光二種方式，以前者為佳），都會對光脈沖信號傳輸產生影響。所以它在幾種數字音頻SPDIF傳送線纜中性能是最差的。但是，光纖連接可以實現發送設備與接收設備間的電氣隔離，阻止噪音通過地線傳輸，有利于降低設備間的電磁干擾。目前Toslink光纖被大量應用在普通的中低檔CD、LD、MD、DVD機及組合音響上，甚至在某此筆記本型電腦也有。我們熟悉的XSAT410機背面的SPDIF也是這種。Toslink使用的光纖線，其接頭分兩種類型，一般家用的設備都是用標準的接頭，標準光纖線及光纖線端頭。而便攜式的器材如便攜式CD、MD、筆記本型電腦等的Toslink，則是用與3.5㎜耳機接頭差不多大小的迷你光纖接頭（Mini-Toslink）。由于光纖有上述的種種缺陷，因此使用這類光纖接口傳輸SPDIF，音質雖然較為透明，但數碼味較濃，缺乏生氣，聽感顯得缺乏一點韻味。

???? 光纖接頭的形狀具有插入的方向性，請注意光纖接頭上卡榫和兩側切角必須與器材上的光纖插座方向吻合，方可插上，否則，接頭有可能被卡在插座里難以拔出。如強行把接頭拔出，將導致插頭損壞而影響訊號傳導的質量。

???? 同軸電纜是歐洲家電最喜歡用的，這可以從歐洲廠商生產的家用機上看的出來，凡是有數字輸出的都有同軸輸出。從技術指標看，數字同軸傳輸的時基誤差非常小，比光纖的數字抖動小一個數量級。因此這一傳輸方式對音質有較好的表現。但是使用時請注意傳輸線材的阻抗匹配，數字同軸接口采用阻抗為75Ω的同軸電纜為傳輸媒介，其優點是阻抗恒定，傳輸頻帶較寬。使用75Ω特性阻抗的同軸電纜，可保證阻抗恒定，確保信號傳輸正確。優質的同軸電纜傳輸頻寬可達幾百兆赫，也就是說在傳輸的線材搭配上，應該是以適用于傳輸高頻率數字訊號的75歐姆同軸線材作為標準，也就是一般常說的“數字線”。

???? 數字同軸線可用我們常用的衛星天線的高頻饋線，兩端裝上RCA或BNC頭自制。

?? 如果作用普通的AV RCA連接線代替專用的數字同軸線，作為SPDIF同軸傳輸線，當然也能工作，但是由于普通的AV RCA連接線的特征阻抗并不均勻，傳輸帶寬不足，會使得聽感稍微顯的干澀

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應用

　　S/PDIF往往被用來傳輸壓縮過的音頻訊號，它由 IEC 61937標準而定制。

　　它通常被用在支持杜比技術或DTS 環繞效果的家用DVD影院上。

　　另一種是由CD機傳輸原始音頻訊號至音頻接收端。

　　當然，部分支持Dolby 或DTS技術的家用電腦、筆記本也裝載了S/PDIF。

　　a、SPDIF是傳輸通道

　　首先需要特別解釋的是，大家不要以為使用SPDIF傳輸AC-3信號就是AC-3解碼，目前民用聲卡中還沒有一款產品能夠支持硬件等級的Dolby Digital解碼，SPDIF在此時的功能主要是把數字AC-3信號從聲卡傳輸到解碼器。而那些六聲道產品都是模擬5.1和軟件解碼的產物。

　　b、數字音箱與數字聲卡的關系

　　其次大家可能對依靠同軸SPDIF OUT連接數字式音箱從而實現純數字音頻回放的具體原理不太清楚，接下來筆者為大家簡要介紹一下。前面我們就提到過，聲卡的數字模擬轉換工作是交給CODEC芯片來完成的。但是我們的電腦機箱內依然存在著嚴重的電磁波，D/A、A/D轉換仍然會受到比較嚴重的信號干擾。許多專業音頻錄音卡普遍采用將CODEC外置的做法，把數摸轉換部分以及各類外部接口等單獨做成一個外置盒，以提高音質。但是這樣做的直接后果便是成本大幅度提高，在家用多媒體市場肯定是曲高和寡的。那到底有沒有價廉物美的辦法呢？一些音箱廠家就想出了把D/A轉換工作從聲卡上轉移到音箱上的方案，數字式多媒體音箱也就應運而生了，CREATIVE的FPS2000 Digital、Sound Works 2.1Digital就屬于這種類型。這種方案的基本原理就是聲音信號不經過聲卡CODEC芯片的轉換處理，直接以PCM格式，使用聲卡上的同軸SPDIF OUT，以純數字方式傳輸到數字音箱中，通過音箱內置的D/A轉換器解碼，隨后放大輸出。這樣干擾減小了，信噪比自然有所提高。然而目前主要不足之處在于，眼下部分數字音箱的D/A轉換單元、放大器、揚聲器素質不高，造成數字式傳輸的優勢不能被完美的表現出來。