EMUTE-MUSIIKKITEKNOLOGIASIVUSTO
Emute

Digitaalinen ääni, osa 4 - Digitaalisen äänisignaalin tyypit

Kirjoittanut Klas Granqvist | 30.09.2013

Nykyään laitteet hyödyntävät hyvin monenlaisia digitaalisia signaaleja. Ne rakentuvat eri tavalla ja kulkevat eri tyyppisissä kaapeleissa ja kytkeytyvät eri liitintyypeillä. Näiden äänen formaattien tunnistaminen on tärkeää, koska toisin kuin analoginen signaali, ei digitaalista ääntä voi siirtää formaatista toiseen pelkällä sovitinjohdolla. AES/EBU, S/PDIF, TDIF, MADI...

Pääsäänöisesti käytetyimmät digitaalisen äänen tyypit voidaan rajata muutamaan tyyppiin, joista yleisimmät ovat AES3, S/PDIF, TDIF ja ADAT. Niille kaikille on yhteistä se, että varsinaisen ääni-informaation lisäksi signaalivuossa voi kulkea paljon muutakin tietoa, kuten laitteiden ajastus- eli synkronointitietoa, metatietoa signaalitien eri vaiheista sekä kommunikointitietoa verkotettujen digitaalijärjestelmien eri työasemien ja toimintapisteiden välillä.

AES3, josta käytetään myös nimeä AES/EBU, on aikanaan ammattikäyttöön kehitetty digitaaliäänen siirtoprotokolla. Se pystyy käsittelemään kahta signaalikanavaa aina 96 kHz/24 bit –laatuun saakka. Kaksi signaalikanava syötetään laitteesta tai laitteeseen XLR-liittimellä, ja käyttämällä digitaaliselle signaalille optimoitua 110 Ω kaapelia voidaan yltää noin sadan metrin siirtoetäisyyteen. Tästä protokollasta on kehitetty myös AES-id versio, jossa kaksikanavainen signaali siirretään BNC-littimillä 75 Ω koaksiaalikaapelia pitkin, jolloin siirtoetäisyys voi olla jopa kilometrin luokkaa.

 
Digitaalisen äänen liitintyyppejä. XLR (vasemmalla) ja BNC (oikealla)

Hyvin pian huomattiin, että digitaalisignaalin kysyntä myös kuluttajatason laitteissa oli suurta, ja tätä varten AES3:sta kehitettiin tähän tarkoitukseen soveltuvampi S/PDIF. Sekin kykenee siirtämään kahta äänikanavaa, mutta kykenee enintään 48 kHz näyttenottotaajuuteen. Myös sanapituus on yleisimmin rajoitettu 20 bittiin, joskin 24-bittinenkin ääni on mahdollista. S/PDIF kulkee joko RCA-liittimillä 75 Ω koaksiaalikaapelissa tai Toslink-liittimillä optisessa kuitukaapelissa.

TDIF-formaatti kehitettiin aikanaan, kun kanavamäärän laajentamisella kahdesta ylöspäin tuli ajankohtaiseksi. Tämä protokolla on hyvin paljon S/PDIF:n kaltainen, mutta siinä yhdellä D-SUB25 liittimellä voidaan siirtää 8 kanavaa 48 kHz/24 bit –ääntä laitteeseen ja laitteesta poispäin, eli yhteensä 16 kanavaa. Jos näytteenottotaajuutta halutaan nostaa, esimerkiksi 88,2 tai 96 kHz:iin, puolittaa tämä yhden kaapelin kanavamäärän.

Samoihin aikoihin TDIF:n kanssa kehitettiin ADAT, jossa niinikään 8 kanavaa 48 kHz/24 bit –ääntä siirtyy yhdessä kaapelissa, mutta vain yhteen suuntaan. Liitin on tyypiltään Toslink ja kaapeli optinen kuitukaapeli. Jotta päästäisiin TDIF:n tyyliseen kaksisuuntaiseen signaalin kulkuun, tarvitaan lähettävässä ja vastaanottavassa laitteessa kaksi ADAT-porttia – yksi lähtevälle ja yksi saapuvalle signaalille. Kuten TDIF:ssa, myös ADAT kykenee aina 96 kHz näytteenottotaajuuteen saakka, mutta tämä puolittaa yhden kaapelin maksimikanavamäärän.


RCA-liitin.

Edellä käsiteltyjen siirtoprotokollien lisäksi on viime aikoina myös monikanavaisen äänen siirtäminen digitaalisessa muodossa yleistynyt hyvin paljon. Esimerkiksi MADI, Dante, CobraNet ja EtherSound ovat monikanavaisia äänen siirtoformaatteja, joista moni kuitenkin perustuu aiemmin mainittuihin menetelmiin.

Digitaalista signaalia siirrettäessä on oleellista ymmärtää myös eri signaalityyppien erilaiset tavat sijoittaa itse ääni-informaatio sekä muu informaatio yhteen digitaaliseen sanaan. Tämän vuoksi erilaiset signaalityypit eivät ole suoraan yhteensopivia keskenään eikä niiden muuttaminen ole mahdollista pelkällä sovitinjohdolla, vaan tätä varten on olemassa erilaisia signaalimuuntimia.

Monessa laitteessa on olemassa liittimiä sekä analogista että digitaalista äänisignaalia varten. Tyypillinen tilanne on esimerkiksi digitaalinen miksauspöytä, jossa on XLR-liittimiä sekä analogista että digitaalista signaalia varten. Johdon kytkeminen väärään liittimeen ei yleensä ole vahingollista, mutta aiheuttaa luonnollisesti vianetsintätilanteen. Varsinaisen äänisignaalin lisäksi samoja liittimiä käytetään usein myös synkronointi- eli tahdistustietoon.

 
Digitaalisten miksauspöytien ääniliitännöissä on sekä analogisia  että digitaalisia ääniliitäntöjä.

Kuvat

Klikkaa suuremmaksi

Katso myös