¿Cuál es la ventaja del TOSLINK óptico sobre el cable coaxial RCA?

Además de la respuesta de TimB, existe otra ventaja de esta comunicación óptica.

Con RCA, las dos redes conectadas deben estar referenciadas entre sí. En el caso de las ópticas, existe un aislamiento galvánico entre ambas. Como resultado, puede haber menos problemas con los bucles de tierra, las redes pueden permanecer aisladas, etc. También significa que las tierras no pueden actuar como una gran antena, lo que podría facilitar la reducción del ruido en todo el sistema.

Y la desventaja adicional de los conectores RCA está en la conexión a tierra. Si observa la mayoría de los conectores modernos, verá que la conexión a tierra se realiza primero. Como resultado, los dos circuitos que se conectan se atraen primero al mismo potencial y luego se conectan los datos reales. Si los datos se conectan primero, esto aún sucede, pero las corrientes para hacerlo ahora tienen que fluir a través de sus circuitos receptores digitales probablemente mucho más sensibles. En los conectores RCA, la primera conexión es el pin central que lleva los datos. Por esta razón, a menudo me han dicho que siempre debe conectar los conectores RCA primero, antes de conectar todo el sistema a la tensión de red, o usar la lengüeta de conexión a tierra que tienen algunos de estos dispositivos para conectar el sistema a tierra en todo momento. No hace falta decir que,conexión en caliente .

Quiero preguntar, dentro del alcance de la transmisión de audio digital, ¿hay alguna diferencia observable o medible entre los dos cables?

En realidad, sí.

Aislamiento:

La fibra óptica no es conductora, por lo que resuelve los bucles de tierra, los problemas de zumbidos/zumbidos y cualquiera es insensible a la interferencia de RF. El cable coaxial también se puede aislar con un transformador; sin embargo, esto aumenta el costo y es poco común en los equipos de consumo. Una prueba rápida con un multímetro entre tierra RCA digital y cualquier otra tierra RCA revelará si hay aislamiento del transformador o no.

Esto es realmente importante para las cajas de TV por cable que están conectadas a la tierra del cable, ya que esto tiende a crear bucles de tierra molestos.

Banda ancha:

La mayoría de los transceptores ópticos del mercado tendrán suficiente ancho de banda para 24 bits/96 kHz, pero solo unos pocos pasarán 24/192k y ninguno pasará 384k. Si quieres saber cuál tienes, haz una prueba. Eso es bastante binario: funciona o no. Por supuesto, puede comprar transceptores ópticos con un ancho de banda mucho mayor (para ethernet, entre otras cosas), pero no los encontrará en equipos de audio.

Coax no tiene problemas con el ancho de banda, pasará 384k sin problemas, si sonará mejor se deja como un ejercicio para el departamento de marketing.

Si 192k es un truco de marketing o útil es una pregunta interesante, pero si desea usarlo y su receptor óptico no lo admite, tendrá que usar coaxial.

Largo

La fibra óptica de plástico es barata. Cuente con una atenuación de 1dB/m. ¡Esta no es fibra de telecomunicaciones con núcleo de vidrio de alta calidad con una pérdida de 1-2dB/km! Esto no importa para una fibra de 1 m de largo en su sistema de cine en casa, pero si necesita un tendido de 100 metros, el coaxial será la única opción. El coaxial de antena de TV 75R está bien. O mejor fibra, pero no plástico. Los conectores, por supuesto, no son compatibles.

(Tenga en cuenta que 1dB/m es para la señal digital, no para el audio analógico. Si la señal digital está demasiado atenuada, el receptor no podrá decodificarla o se producirán errores).

Tasa de error de bit

Salvo un problema importante, todos los bits estarán allí con ambos sistemas (lo comprobé). BER no es un problema en la práctica. Cualquiera que hable de errores de bits en SPDIF tiene algo que vender, generalmente un truco costoso para resolver un problema inexistente. Además, SPDIF incluye verificación de errores, por lo que el receptor enmascarará cualquier error.

Estar nervioso

Los receptores ópticos agregan mucha más fluctuación (en el rango de ns) que los coaxiales bien implementados.

Si la implementación coaxial falla (no hay suficiente extensión de ancho de banda en el extremo inferior, violación de la impedancia 75R, alta interferencia entre símbolos, etc.), también puede agregar fluctuaciones.

Esto solo importa si su DAC en el extremo receptor no implementa la recuperación de reloj adecuada (es decir, WM8805, ESS DAC u otros sistemas basados ​​en FIFO). Si lo hace correctamente, no habrá una diferencia medible, y buena suerte al escuchar cualquier cosa en una prueba doble ciego. Si el receptor no limpia la fluctuación de forma adecuada, tendrá diferencias audibles entre los cables. Este es un problema de "receptor que no hace su trabajo", no un problema de cable.

EDITAR

SPDIF incrusta el reloj en la señal, por lo que debe recuperarse. Esto se hace con un PLL sincronizado con las transiciones SPDIF entrantes. La cantidad de fluctuación en el reloj recuperado depende de la cantidad de fluctuación en las transiciones de la señal entrante y la capacidad del PLL para rechazarla.

Cuando una señal digital cambia, el momento importante ocurre cuando pasa por el umbral de nivel lógico del receptor. En este punto, la cantidad de fluctuación añadida es igual al ruido (o la cantidad de error añadido a la señal) dividido por la velocidad de respuesta de la señal.

Por ejemplo, si una señal tiene un tiempo de subida de 10 ns/V y le agregamos 10 mV de ruido, esto cambiará la transición del nivel lógico en el tiempo en 100 ps.

Los receptores TOSLINK tienen mucho más ruido aleatorio que el que agregaría un coaxial (la señal del fotodiodo es débil y debe amplificarse), pero esta no es la causa principal. En realidad es limitador de banda.

Coax SPDIF generalmente está acoplado a CA con una tapa o acoplado a un transformador. Esto agrega un paso alto además de la naturaleza natural de paso bajo de cualquier medio de transmisión. El resultado es un filtro de paso de banda. Si la banda de paso no es lo suficientemente grande, esto significa que los valores de señal anteriores influirán en los valores actuales. Ver fig.5 en este artículo . O aquí:

Los períodos más largos de niveles constantes (1 o 0) influirán en los niveles de los siguientes bits y moverán las transiciones en el tiempo. Esto agrega fluctuaciones dependientes de los datos. Tanto el lado de paso alto como el de paso bajo son importantes.

El óptico agrega más fluctuación porque su ruido es más alto y su banda de paso es más pequeña que un coaxial implementado correctamente. Por ejemplo, consulte este enlace . El jitter en 192k es muy alto (casi 1/3 de un bit de tiempo) pero el jitter en 48k es mucho menor, porque el receptor no tiene suficiente ancho de banda para la señal de 192k, por lo que actúa como un paso bajo y los bits anteriores se manchan en el bit actual (eso es interferencia entre símbolos). Esto es casi invisible en 48k porque el ancho de banda del receptor es suficiente para esta frecuencia de muestreo, por lo que la interferencia entre símbolos es mucho menor. No estoy seguro de que el receptor utilizado por este tipo realmente admita 192k, la forma de onda realmente se ve mal y dudo que el chip decodificador lo encuentre aceptable. Pero esto ilustra bien el ancho de banda frente a la interferencia entre símbolos.

La mayoría de las hojas de datos de los receptores ópticos especificarán una fluctuación de unos pocos ns.

Lo mismo puede ocurrir con un coaxial SPDIF defectuoso, si actúa como un filtro de paso bajo. La parte de paso alto de la función de transferencia también juega un papel (lea el artículo vinculado anteriormente). Lo mismo si el cable es largo y las discontinuidades de impedancia provocan reflejos que corrompen los bordes.

Tenga en cuenta que esto solo importa si el siguiente circuito no lo rechaza. Entonces, el resultado final depende mucho de la implementación. Si el receptor es CS8416 y el chip DAC es muy sensible al jitter, puede ser muy audible. Con chips más modernos que usan un PLL digital para reconstruir el reloj, ¡buena suerte al escuchar cualquier diferencia! Estos funcionan muy bien.

Por ejemplo, WM8805 ejecuta los datos recibidos a través de un pequeño FIFO y utiliza un sintetizador de reloj Frac-N para reconstruir el reloj, cuya frecuencia se actualiza una vez cada cierto tiempo. Es bastante interesante observar el alcance.

La fibra óptica no emite radiación electromagnética, pero lo más importante es que es inmune a las interferencias electromagnéticas que pueden causar corrupción de datos en el cobre en condiciones extremas. Tal interferencia puede provenir del arco de un interruptor que se apaga bajo carga, o puede ser generada por un motor bajo carga alta.

Bueno, compré un cable digital coaxial barato y un cable óptico SPDIF barato y seguro que el cable coaxial sonaba aburrido y plano, cambié al cable óptico y era más brillante y vivo en todo el rango de frecuencia. Por lo tanto, no todo son exageraciones de marketing, he estado involucrado en HiFi y Electrónica profesionalmente desde que dejé la escuela hace más de 40 años.