Тактовый сигнал в цифровом аудио: синхронизация и стандарты
Word clock
Синхронизация цифрового аудио: что такое Word Clock? Узнайте о назначении, форматах (S/PDIF, AES/EBU) и использовании сигнала синхронизации в аудиооборудовании.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Часовой сигнал, используемый для синхронизации цифровых аудиоустройств
Clock signal used to synchronise digital audio devices
В цифровой аудиоэлектронике, сигнал синхронизации (или word clock, иногда называемый образцовым сигналом, хотя последний термин имеет более широкое значение) – это часовой сигнал, используемый для синхронизации других устройств, таких как цифровые магнитофоны и проигрыватели компакт-дисков, соединенных посредством цифровых аудиосигналов. Этот сигнал получил название "word clock" (словочасовой) потому, что он синхронизирует каждый аудиосемпл. Семплы представлены в виде слов данных. Форматы S/PDIF, AES/EBU, MADI, ADAT и TDIF используют сигнал синхронизации. Различные системы передачи аудио по Ethernet используют протоколы связи для распространения сигнала синхронизации. Устройство, генерирующее сигнал синхронизации, является главным источником тактовой частоты для всех остальных аудиоустройств. Этот сигнал используется для синхронизации цифровых аудиосигналов между устройствами, такими как CD-плееры, аудиоинтерфейсы и т.д. Он позволяет всем компонентам в тракте сигнала обрабатывать данные и оставаться синхронизированными друг с другом.
In digital audio electronics, a word clock or wordclock (sometimes sample clock, which can have a broader meaning) is a clock signal used to synchronise other devices, such as digital audio tape machines and compact disc players, which interconnect via digital audio signals. Word clock is so named because it clocks each audio sample. Samples are represented in data words. S/PDIF, AES/EBU, MADI, ADAT, and TDIF are some of the formats that use a word clock. Various audio over Ethernet systems use communication protocols to distribute word clock. The device which generates the word clock is the clock source for all the other audio devices. The signal is used for synchronizing digital audio signals between devices, such as CD players, audio I/O cards, etc. It allows all the components in the signal path to process the data and remain synchronized with each other.
Сравнение с временным кодом
Word clock не следует путать с таймкодом; word clock используется исключительно для обеспечения идеально выверенного и постоянного битрейта, чтобы избежать ошибок времени, которые могут привести к ошибкам передачи данных. Таймкод – это метаданные о передаваемых медиаданных. Таймкод может использоваться в качестве исходной фазовой синхронизации при джем-синхронизации, используя word clock в качестве источника частоты.
Word clock should not be confused with timecode; word clock is used entirely to keep a perfectly timed and constant bitrate to avoid timing errors that can cause data transmission errors. Timecode is metadata about the media data being transmitted. Time code can be used as an initial phase reference for jam sync using the word clock as the frequency reference.
Коаксиальный кабель
Профессиональное цифровое аудиооборудование может иметь вход или выход для сигнала синхронизации (word clock) для синхронизации времени между несколькими устройствами. Хотя электрические характеристики сигнала синхронизации полностью не стандартизированы, некоторые параметры должны соблюдаться всегда. К ним относятся уровень TTL, выходное сопротивление 75 Ом, кабели с сопротивлением 75 Ом и оконечный резистор 75 Ом в конце цепи или кабеля. Правильное согласование сигнала синхронизации резистором 75 Ом имеет важное значение. Это предотвращает отражение сигнала обратно в кабель и, как следствие, ложное обнаружение дополнительных единиц и нулей. Некоторые цифровые устройства оснащены переключаемым терминатором, другие – встроенным, а третьи вообще не имеют терминатора. К сожалению, в некоторых руководствах к оборудованию не указывается наличие встроенного терминатора. Последовательное соединение от источника к приемникам может увеличить джиттер. Более эффективным методом является использование устройств распределения тактовой частоты для параллельной передачи. Важны длина и качество коаксиальных кабелей.
Professional digital audio equipment may have a word clock input or output to synchronize timing between multiple devices. Although the electrical characteristics of the word clock signal have not been completely standardized, some characteristics should always apply. Items that should remain consistent are TTL level, a 75ohm output impedance, 75ohm cables and a 75ohm terminating resistor at the end of a chain or cable. Proper termination of the word clock signal with a 75ohm resistor is important. It prevents the clock signal from reflecting back into the cable and causing false detection of extra 1's and 0's. Some digital equipment includes a switchable terminator, some include a hardwired terminator and others have no terminator at all. An unfortunate aspect is that some equipment manuals do not indicate whether a hardwired terminator is included. A chain connection from the source through the receivers may increase jitter. Using clock distributing devices for parallel transmission is a better method. The length and quality of coaxial cables are important.
По AES3
Стандарт AES11 определяет способ передачи сигнала опорных тактовых импульсов (word clock) по соединению AES3. В этом контексте сигнал опорных тактовых импульсов известен как цифровой аудио-опорный сигнал (DARS). В приложении B стандарт AES11 также описывает общепринятую практику передачи и приема обычного сигнала тактовых импульсов. Это не является попыткой стандартизации, приложение носит исключительно информативный характер.
The AES11 standard defines a means for carrying a word clock over an AES3 connection. In this context, the word clock is known as a Digital Audio Reference Signal (DARS). In annex B, the AES11 standard also describes common practice in transmitting and receiving a plain word clock signal. This is not an attempt to standardize it, the annex is informative only.