МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)
	ГОСТ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ	IEC 60958-1—
СТАНДАРТ	2014

интерфейс цифровой звуковой

Часть 1

Общие положения

(IEC 60958-1:2008, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ    1.2—2009    «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты

межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-технический центр сертификации электрооборудования «ИСЭП» (АНО «НТЦСЭ «ИСЭП») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстан-

дарт)

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 4 декабря 2014 г. № 46)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан Киргизия KG Кыргызстандарт Молдова MD Молдова-Стандарт Россия RU Росстандарт Узбекистан UZ Узстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 октября 2015 г. № 1547 -ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60958-1-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2016 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60958-1:2008 Digital audio interface — Part 1: General (Интерфейс цифровой звуковой. Часть 1. Общие положения), включая его изменения Amd 1:2014.

Перевод с английского языка (еп).

Степень соответствия — идентичная (IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2016

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Окончание таблицы 2 Байт

бит 40 41 42 43 44 45 46 47 6 бит 48 49 50 51 52 53 54 55 7 бит 56 57 58 59 60 61 62 63 8 бит 64 65 66 67 68 69 70 71 9 бит 72 73 74 75 76 77 78 79 10 бит 80 81 82 83 84 85 86 87 11 бит 88 89 90 91 92 93 94 95 12 бит 96 97 98 99 100 101 102 103 13 бит 104 105 106 107 108 109 110 111 14 бит 112 113 114 115 116 117 118 119 15 бит 120 121 122 123 124 125 126 127 16 бит 128 129 130 131 132 133 134 135 17 бит 136 137 138 139 140 141 142 143 18 бит 144 145 146 147 148 149 150 151 19 бит 152 153 154 155 156 157 158 159 20 бит 160 161 162 163 164 165 166 167 21 бит 168 169 170 171 172 173 174 175 22 бит 176 177 178 179 180 181 182 183 23 бит 184 185 186 187 188 189 190 191 а: Назначение блока состояния канала. Ь: Указание на линейную ИКМ.

6    Данные пользователя

6.1    Общие положения

Значение бита пользователя по умолчанию равно логическому «0».

6.2    Применения

6.2.1    Профессиональное применение

Данные пользователя могут быть применены любым образом по требованию пользователя. Подробности применения установлены IEC 60958-4.

6.2.2    Бытовое применение

Применение данных пользователя в цифровой бытовой аппаратуре проводится в соответствии с правилами, установленными IEC 60958-3.

7    Электрические требования

7.1    Бытовое применение

7.1.1    Общие положения

Настоящим стандартом установлены два типа линий передач: асимметричная и оптоволоконная.

7.1.2    Точность синхронизации

7.1.2.1    Точность частоты дискретизации (точность тактовой частоты)

Установлены три уровня точности частоты дискретизации с целью соответствия различным требованиям кточности частоты дискретизации. Эти уровни должны быть указаны в данных состояния канала.

7.1.2.1.1    Уровень I: режим высокой точности

Допуск на частоту дискретизации при передаче должен быть ± 50 х 10^-6.

7.1.2.1.2    Уровень II: режим нормальной точности

Все приемники должны иметь возможность принимать сигнал с допуском по частоте+ 1 000 х 10^-6.

7.1.2.1.3    Уровень III: режим с переменным смещением тактовой частоты

Сигнал в этом режиме может быть принят при помощи приемников специальной конструкции.

Примечание — Диапазон частот находится на рассмотрении. Предполагаемое значение ± 12,5%.

7.1.2.1.4    Несоответствие кадровой частоты интерфейса частоте дискретизации

Данное состояние используют для указания высокой скорости передач и других передач, в случае если интерфейс не содержит встроенного тактового генератора, задающего частоту дискретизации.

7.1.2.2    Полоса синхронизации приемника

Поумолчаниювотношении поддержи ваемыхстандартныхчастотдискретизации приемники должны быть пригодны для синхронизации сигналов с уровнем точности II.

Если нормальная работа приемника рассчитана на более узкую полосу синхронизации, эта полоса должна превышать допуск частоты дискретизации уровня I и такой приемник относят к приемникам уровня точности I.

Если приемник предназначен для нормальной работы в режиме с переменным смещением тактовой частоты (преобразовании частоты дискретизации), соответствующим уровню точности III, такой при-емникотносят к приемникам уровня точности III.

Примечание — До тех пор, пока не будетопределен частотный диапазон для приемников уровня III, это значение должно составлять не менее ±12,5 %. Для ясности должно быть установлено действительное значение.

7.1.2.3    Поддержание приемником частот дискретизации

Частоты дискретизации, которые должны поддерживаться приемником, могут устанавливаться в технических требованиях на продукцию или стандарте применения. При отсутствии установленных требований приемникдолжен поддерживать работу при значениях частот 32 кГц, 44,1 кГц и 48 кГц.

7.1.3    Асимметричная линия (двухпроводная передача)

7.1.3.1 Общие характеристики

Соединительный кабель должен быть асимметричным и экранированным (защищенным) с номинальным волновым импедансом (75 + 26,25) Ом в полосе частот от 0,1 МГц до значения, равного максимальному значению частоты кадров, умноженному на 128.

Может быть использована конфигурация канала передачи, изображенная на рисунке 5.

ГОСТ IEC 60958-1-2014

Передатчик

Рисунок 5 — Упрощенный пример конфигурации канала (асимметричный)

Примечание — На практике могут потребоваться дополнительные компоненты. Может применяться трансформатор со свободной (незаземленной) вторичной обмоткой, чтобы избежать любых контуров заземления в передатчике и обеспечить ограничение полезной эффективной полосы пропускания с целью снижения высокочастотного излучения.

7.1.3.2 Характеристики линейного драйвера

7.1.3.2.1    Выходной импеданс

Линейный драйвер должен иметь асимметричный выход с выходным импедансом (75 + 15) Ом, измеренным на выводах подсоединения линии в полосе частот от 0,1 МГц до значения, равного максимальному значению частоты кадров, умноженному на 128.

7.1.3.2.2    Амплитуда сигнала

Двойная амплитуда сигнала, измеренная через сопротивление (75 + 0,75) Ом, подключенного к выходному разъему при отсутствии любого подключенного кабеля, должна быть (0,5 ±0,1) В.

7.1.3.2.3    Выходное напряжение постоянного тока (dc)

Напряжение постоянного тока, измеренное через сопротивление (75 ± 0,75) Ом, подключенное к выходному разъему при отсутствии любого подключенного кабеля, должно быть менее 0,05 В.

7.1.3.2.4    Времена нарастания и спада

Временная разница между нарастанием значения амплитуды от 10 % до 90 % и ее спадом с 90 % до 10 % должна составлять менее 0,4 UI (см. рисунок 6).

7.1.3.2.5 Собственный джиттер

Максимальное значение собственного выходного джиттера во всех точках перехода данных, измеренное при помощи измерительного фильтра собственного джиттера, должно быть менее 0,05 UI.

Примечание — Это применимо как в случае, когда оборудование синхронизируется от эффективного свободного от джиттера задающего синхрогенератора (например, модулированным цифровым аудиосигналом), так и когда оборудование работает автономно.

Взвешивающий фильтр джиттера показан на рисунке 7. Он представляет собой минимально-фазовый высокочастотный фильтр с ослаблением сигнала 3 дБ на частоте среза 700 Гц и частотой спада первого порядка на частоте среза 70 Гц с единичным коэффициентом усиления в полосе пропускания.

9

Амплитуда, дБ

7.1.3.2.6 Коэффициент усиления джиттера или высокочастотная коррекция

Усиление синусоидального джиттера от любого входного задающего синхросигнала до выходного сигнала должно быть менее 3 дБ на любых частотах.

7.1.3.3 Характеристики линейного приемника

7.1.3.3.1    Оконечный импеданс

Приемник должен представлять собой нагрузку на соединительный кабель, имеющую главным образом резистивный импеданс (75 + 3,75) Ом в полосе частот от 0,1 МГц до значения, равного максимальному значению частоты кадров, умноженному на 128.

7.1.3.3.2    Максимальные входные сигналы

Приемник должен корректно интерпретировать данные, передаваемые с сигналом амплитудой напряжения 0,6 В, измеренным в соответствии с 7.1.3.2.2.

7.1.3.3.3    Минимальные входные сигналы

Приемникдолжен корректно распознавать данные при случайном входном сигнале, представляющем глаз-диаграмму с характеристиками \Z_min = 200 мВ и r_min = 0,5 UI (см. рисунок 8).

Рисунок 8 — Глаз — диаграмма

10

ГОСТ IEC 60958-1-2014

Примечание — Данная диаграмма не определяет допуск по отклонению в точках перехода через ноль. Последние определятся по 7.1.3.3.4 посредством шаблона допустимомго джиттера, когда требуется,чтобы минимальная ширина импульса была не менее 0,8 UI.

7.1.3.3.4 Допустимый джиттер приемника

Интерфейсный приемник данных должен корректно декодировать входящий поток данных при любом синусоидальном джиттере, определенном посредством шаблона допустимого джиттера, изображенного на рисунке 9.

Допустимый джиттер, UI

Рисунок 9 — Шаблон допустимого джиттера

Примечание — Шаблон устанавливает амплитуду допустимого джиттера 0,2 UI при частотах выше 400 кГц, 0,25 UI в диапазоне частот от 400 кГц до 200 Гц, постепенное увеличение амплитуды обратно пропорционально частоте при частоте ниже 200 Гц с выходом на постоянное значение амплитуды 10 UI на частотах ниже 5 Гц.

7.1.3.4 Соединители

Стандартным соединителем для входов и выходов является подвижный штыревой разъем и закрепленный гнездовой разъем, которые описаны в 8.6 таблицы IVIEC 60268-11.

На обоих концах кабеля должны находиться вилки.

Изготовители оборудования обязаны четко маркировать цифровые звуковые входы и выходы.

7.2 Профессиональное применение

Электрические требования для профессионального оборудования установлены в IEC 60958-4.

8 Оптические требования

8.1    Бытовое применение

8.1.1    Оптические характеристики

8.1.1.1    Конфигурация оптического соединения

Базовая конфигурация оптического соединения приведена на рисунке 10. Оптические согласуемые величины описаны в приложении G, и эти величины применяют к опорным точкам 2 и 3.

Полные характеристики систем волоконно-оптических кабелей описаны в IEC 60793-2 и IEC 60794-2 на оптоволокно и волоконно-оптические кабели, и IEC 60874-1 на соединители.

Опорные точки 1 и 4 располагаются на электрическом входе и выходе электронно-оптического и оптико-электронного преобразователя соответственно. Подробные технические требования приводятся только в отношении оптических опорных точек 2 и 3.

11

Рисунок 10 — Базовая конфигурация оптического соединения

На рисунке 10 опорная точка 1 представляет электрический вход оптического передатчика, опорная точка 2 — оптический интерфейс между передатчиком оптических сигналов и волоконно-оптической кабельной системой, опорная точка 3 — оптический интерфейс между волоконно-оптической системой и приемником оптических сигналов и опорная точка 4 — электрический выход приемника оптических сигналов. Волоконно-оптическая кабельная система представляет собой последовательную комбинацию волоконно-оптических кабелей, соединений и соединителей, обеспечивающих прохождение оптического сигнала между двумя оконечными устройствами, между двумя оптическими устройствами или между оконечным устройством и оптическим устройством.

8.1.2 Волоконно-оптический соединитель

8.1.2.1    Соединитель круглого сечения

Требования к соединителю круглого сечения установлены в EIAJ RC-5720B (см. раздел «Библиография»).

8.1.2.2    Соединитель прямоугольного сечения

Требования ксоединителю прямоугольного сечения установлены в IEC 60874-17.

8.2    Профессиональное применение

Требования к оптическим характеристикам для профессионального оборудования установлены в IEC 60958-4.

12

ГОСТ IEC 60958-1-2014

Приложение А (справочное)

Применение бита достоверности

Серия стандартов IEC 60958 основана на двух стандартах: стандарте передачи цифровых звуковых сигналов AES/EBU (AES3 и EBU Тech. 3250-Е) и спецификации цифрового интерфейса фирм Sony и Philips (Sony Philips Digital Interface Format (SPDIF)), используемого в компакт дисковой цифровой аудиосистеме.

К сожалению, между двумя этими стандартами существуют серьезные расхождения, этому отчасти способствует различие в областях их применения: профессиональное и бытовое. Различия вызывают разногласия относительно использования и совместимости двух стандартов.

Изначально в обоих стандартах было установлено определение достоверности, которое указывало, является ли связанная звуковая выборка «безопасной и безошибочной». Хотя определение выглядит вполне конкретным, на практике оно вызывало ряд серьезных проблем. Е1еясно, каким образом приемник должен интерпретировать эту информацию. Если выборка помечена как свободная от ошибок, не ясно выполнил ли передатчик успешное маскирование. Если выборка помечена как ошибочная, не ясно какие действия производить с ней: пропустить без изменений, замаскировать или блокировать.

В результате в 1992 г. Европейским вещательным союзом AES была принята пересмотренная версия стандарта AES3 с иной формулировкой: достоверность указывает, «пригодны ли биты звуковой выборки для преобразования в аналоговый аудиосигнал».

С течением времени серия стандартов IEC 60958 получила широкое распространение, в результате чего все больше аппаратуры производится в соответствии с данными стандартами. Стандарты стали применяться и в кодировании, основанном на иной, нежели линейная импульсно-кодовая модуляция (РСМ). Используется та же базовая структура кадра, однако информация, передаваемая в «слове звуковой выборки» не кодируется как аудиосигнал с линейной РСМ. Поскольку не всегда четко указывается, какой именно сигнал передается, подключение такого передатчика к приемнику с линейной РСМ может привести к очень громкому и зашумленному аудиосигналу.

Вследствие этого было предложено в пересмотренной версии IEC 60958, помимо прочего, принять определение бита достоверности, установленного в стандарте AES3. Однако особенно для бытового применения в передатчике зачастую отсутствует возможность активного контроля бита достоверности. Во многих случаях он генерируется схемами коррекции ошибок и автоматически добавляется в цифровой поток стандарта IEC 60958. Изменение определения бита достоверности теоретически может повлечь за собой необходимость перепроектирования цепей, используемых на протяжении многих лет.

Поэтому определение бита достоверности приводится в стандарте IEC 60958 без принципиальных изменений. Однако указывается, что для применений, использующих нелинейную РСМ, бит может быть установлен в значение «1», что позволяет предотвратить случайное декодирование незвуковых данных в аналоговые прежде, чем будет полностью получен блок состояния канала. Настоятельно рекомендуется принимать во внимание это положение в будущем при использовании стандарта IEC 60958 применительно к данным с нелинейной РСМ.

Дополнительно в IEC 60958-4 требуется, чтобы бит достоверности был использован для указания, является ли аудиовыборка «пригодной для преобразования в аналоговый аудиосигнал с кодированием на основе линейной РСМ». Именно такой смысл остается у определения бита достоверности в стандарте AES3 для профессионального применения.

Хотя такое решение не устраняет полностью всех проблем, связанных с использованием бита достоверности, определения, приводимые в IEC 60958, остаются на сегодня лучшим из возможных компромиссных вариантов.

Описываемое в настоящем приложении использование бита достоверности должно распространяться на все прочие совместимые форматы данных IEC 60958. Оно применимо, например к IEC 61883-6, совместимому с серией IEC 60958.

13

Приложение В (справочное)

Документы и спецификации для различных видов применений

В таблице В.1 указаны документы и спецификации, основанные на определении бита 0 и бита 1 состояния канала, как определено в 5.3.

Таблица В.1 — Применение документов и спецификаций

Байт 0 состояния канала Спецификации Бит 0 Бит 1 0 0 IEC 60958-3 1 0 IEC 60958-4 0 1 IEC 61937, IEC 62105 и другие 1 1 SMPTE 337 и другие

Для нереализованной части (поля) состояния канала по умолчанию предусмотрено значение логического

«0».

14

ГОСТ IEC 60958-1-2014

Приложение С (справочное)

Взаимосвязь стандартов серии IEC 60958 и других серий стандартов

Связь между IEC стандартами и соответствующими стандартами, основанными на стандартах серии IEC 60958 приведена на рисунке С.1.

Аналогичные исходные спецификации Формат данных, совместимых с IEC 60958

Рисунок С.1 —Взаимосвязи стандартов серии IЕС 60958

В соответствии с описанным выше серия стандартов IEC 60958 состоит из четырех частей и формирует основу для стандартов других применений. IEC 61937 и IEC 62105 являются протоколами, которые используют формат, устанавливаемый серией IEC 60958, в качестве протокола передачи и режим IEC 61883-6, совместимый с серией стандартов IEC 60958, представляющий собой вариант, когда данные в потоке IEC 60958 передаются в формате I ЕС 61883-6. Таким образом форматы данных, передаваемых в соответствии со стандартами серии IEC 60958, сами могут быть переданы через другой интерфейсный формат. В результате серия стандартов IEC 60958 имеет перекрестное соответствие с другими различными форматами интерфейсов и систем.

Определение передачи аудиоданных с нелинейной РСМ установлено в стандартах серии IEC 61937 для бытового применения и SMPTE — для профессионального применения. Бит «0» и «1» байта «0» состояния канала устанавливаются в зависимости от применения. Однако оба потока данных могут быть переданы в совместимом с

15

IEC 60958 формате данных через другие интерфейсные спецификации.Также нужно учесть, при бытовом и профессиональном применении используется различное оборудование. Значения категорий данных и их применение приведены в таблице С.1.

Таблица С.1 — Значения категорий данных и применение

Значение категории данных SMPTE ST 337 Подкатегории данных по 1 ЕС 61937-2 IEC 61937-2 0 Ссылка на SMPTE ST 338 0 Ссылка на IEC 61937-2 1 Ссылка на SMPTE ST 338 0 Ссылка на IEC 61937-2 2 Ссылка на SMPTE ST 338 0 Ссылка на SMPTE ST 338 3-1 Ссылка на SMPTE ST 338 0 Ссылка на IEC 61937-2 18-25 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Ссылка на IEC 61937-2 26 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Ссылка на IEC 61937-2 27 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Ссылка на SMPTE ST 338 28 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Ссылка на SMPTE ST 338 29 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Ссылка на SMPTE ST 338 30 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Ссылка на SMPTE ST 338 31 Ссылка на SMPTE ST 338 от 0 до 3 Расширенные категории данных (на рассмотрении)

16

ГОСТ IEC 60958-1-2014

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины и определения................................................2

4    Формат интерфейса...................................................3

4.1    Структура формата.................................................3

4.2    Кодирование в канале...............................................4

4.3    Преамбулы......................................................5

4.4    Бит достоверности.................................................5

5    Состояние канала.....................................................6

5.1    Общие положения.................................................6

5.2    Применения.....................................................6

5.3    Основные значения первых двух битов состояния канала........................6

5.4    Коды категорий...................................................6

6    Данные пользователя..................................................8

6.1    Общие положения.................................................8

6.2    Применения.....................................................8

7    Электрические требования...............................................8

7.1    Бытовое применение...............................................8

7.2    Профессиональное применение.......................................11

8    Оптические требования................................................11

8.1    Бытовое применение...............................................11

8.2    Профессиональное применение.......................................12

Приложение А (справочное) Применение бита достоверности.........................13

Приложение В (справочное) Документы и спецификации для различных видов применений......14

Приложение С (справочное) Взаимосвязь стандартов серии IEC 60958 и других серий стандартов . . 15 Приложение D (справочное) Передача данных компакт-диска (CD), отличных от аудиосигнала

с линейной РСМ............................................17

Приложение Е (справочное) Формат данных, совместимый с форматом данных стандартов серии

IEC 60958 ................................................ 18

Приложение F (справочное) Смена потока......................................19

Приложение G (справочное) Характеристики оптического соединения....................21

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным

международным стандартам....................................23

Библиография........................................................24

ГОСТ IEC 60958-1-2014

Приложение D (справочное)

Передача данных компакт-диска (CD), отличных от аудиосигнала с линейной РСМ

Настоящий стандарт разрешает интерфейс для передачи данных, связанных с компьютерным программным обеспечением или кодированными сигналами с использованием нелинейной РСМ; спецификация формата для такого применения не является предметом рассмотрения настоящего стандарта. Бит 1 байта 0 состояния канала указывает, являются ли данные линейными РСМ или нет.

Однако в настоящее время система «компакт-диск» в одном из своих применений устанавливает данный бит 1 = «0» как значение данных с линейной РСМ, в то время как фактически данные не являются данными с линейной РСМ, а представляют собой сжатые аудиоданные. Данное применение несовместимо со стандартом IEC 60958.

Современные средства обработки данных, такие как компьютеры и игровые машины оборудованы CD-ROM драйвером и иногда интерфейсом, соответствующим IEC 60958, что делает возможным вывод данных с нелинейной РСМ в зависимости от применяемого программного обеспечения.

По этой причине все оборудование и программное обеспечение должно соответствовать определению состояния канала, установленному настоящим стандартом с целью предотвращения неожиданного поведения в декодере.

Рассмотрение требуется для применений, которые не учитывают требований IEC 60958 относительно бита 1 состояния канала. Они могут вызвать высокий уровень шума, генерируемый преобразователем этого сигнала, как если бы это были данные с линейной РСМ. Этот шум может нанести вред слуху ил и вывести из строя оборудование.

17

В каком месте Напечатано Должно быть Стр. 1 Дата введения — 2016—01—01 Дата введения — 2016—11—01

(ИУС №5 2016 г.)

1

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ИНТЕРФЕЙС ЦИФРОВОЙ ЗВУКОВОЙ

Часть 1 Общие положения

Digital audio interface. Part 1. General

Дата введения —2016—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на последовательный однонаправленный самосинхрони-зирующийся интерфейс для подключения цифровой звуковой аппаратуры бытового и профессионального применения.

Настоящий стандарт устанавливает технические требования к базовой структуре интерфейса. Особенности применения в конкретных областях приведены в отдельных стандартах.

Интерфейс, на который распространяется действие настоящего стандарта, в первую очередь предназначен для трансляции моно- и стереофонических программ, с линейной импульсно-кодовой модуляцией (РСМ) и разрешающей способностью до 24 бит на выборку.

При использовании в других целях интерфейс может передавать кодированную аудиоинформацию, отличную от аудиовыборок с линейной РСМ. Предусмотрен также резерв для трансляции данных, относящихся к компьютерному программному обеспечению, а также сигналов на основе нелинейной импульсно-кодовой модуляции.

При использовании в других целях интерфейс может передавать кодированную аудиоинформацию, отличную от аудиовыборок с линейной РСМ. Предусмотрен также резерв для трансляции данных, относящихся к компьютерному программному обеспечению, а также сигналов на основе нелинейной импульсно-кодовой модуляции. Спецификация формата для означенного применения в настоящий стандарт не входит.

Данный интерфейс используется для трансляции аудиосигналов с частотой дискретизации 32 кГц и выше. Вспомогательная информация передается вместе с программой.

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяется только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:

IEC 60268-11 Sound system equipment — Part 11: Application of connectors for the interconnection of sound system components (Оборудование звуковых систем. Часть 11: Применение соединителей для взаимосвязи элементов звуковых систем

IEC 60874-17* Connectors for optical fibres and cables — Part 17: Sectional specification for fibre optic connector — Type F-05 (friction lock) [Соединители для оптических волокон и кабелей. Часть 17: Группо-вые технические требования на волоконно-оптический соединитель. Тип F-05 (фрикционный затвор)]

IEC 60958-3 Digital audio interface — Part 3: Consumer applications (Интерфейс цифровой звуковой. Часть 3. Применение для бытовой аппаратуры)

* Отменен.

Издание официальное

IEC 60958-4 Digital audio interface — Part 4: Professional applications (Интерфейс цифровой звуковой. Часть 4. Применение для профессиональной аппаратуры)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    частота дискретизации (sampling frequency): Частота дискретизации — частота выборок, представляющих собой звуковой сигнал.

Примечание — При передаче нескольких сигналов через один интерфейс частоты дискретизации идентичны.

3.2    слово звуковой выборки (audio sample word): Слово звуковой выборки представляет числовое значение (число битов в слове) цифровой звуковой выборки. Представление линейное (кодирование в схеме с линейной частотной характеристикой), в двоичной форме с дополнением до двух.

Примечание — Положительные числа соответствуют положительным аналоговым напряжениям на входе аналого-цифрового преобразователя.

3.3    вспомогательный бит выборки (auxiliary sample bit): Четыре младших значащих бита LSBs (least significant bits), которые могут назначаться вспомогательными битами выборки и нести дополнительную информацию, если число бит звуковой выборки в основном поле данных не превышает 20 бит.

3.4    бит достоверности (validity bit): Бит, указывающий на (не)достоверность битов в основном поле данных в субкадре (временные интервалы 4—27 или 8—27, в зависимости от длины слова выборки, согласно 4.1.1).

3.5    состояние канала (channel status): (Блок) состояния канала передает в установленном формате информацию, связанную с каждым звуковым каналом, которая может быть декодирована любым пользователем интерфейса.

Примечание — Примеры информации, транслируемой в блоке состояния канала: длина слов звуковых выборок, предыскажения, частота дискретизации, временные коды, буквенно-числовые коды источника и получателя сообщений.

3.6    данные пользователя (user data): Канал данных пользователя предназначен для трансляции всей прочей информации.

3.7    бит четности (parity bit): Бит четности предназначен для обнаружения нечетного числа (служащего индикатором) ошибок, возникающих в результате нарушения работы интерфейса.

3.8    преамбулы (preamble): Преамбулы — специфические структуры, используемые для синхронизации.

Примечание — Существуют три вида преамбул (см. 4.3).

3.9    субкадр (sub-frame): Субкадр — фиксированная структура, используемая для трансляции информации (см. 4.1.1 и 4.1.2).

3.10    кадр (frame): Кадр — последовательность из двух соседних взаимосвязанных субкадров.

3.11    блок (block): Блок — группа из 192 последовательных кадров.

Примечание — Начало блока обозначается специальной преамбулой в субкадре (см. 4.3).

3.12    кодирование в канале (channel coding): Кодирование в канале— метод модуляции, посредством которого двоичные цифры представляются для передачи через интерфейс.

3.13    интервальная единица (Ul) (unit interval (UI)): Интервальная единица определяется как минимальный номинальный временной интервал в выбранной схеме кодирования.

Примечание — Кадр выборки содержит 128 UI.

3.14    фазовое дрожание интерфейса (interface jitter): Кратковременные отклонения при передаче данных (в точках перехода через нуль) относительно идеального положения во времени.

3.15    собственное (внутреннее) фазовое дрожание (intrinsic jitter): Выходное (измеренное с передатчика сигнала) фазовое дрожание устройства, работающего автономно или синхронизировано с опорным сигналом, свободным от фазовых искажений.

3.16    коэффициент усиления фазового дрожания (jitter gain): Отношение амплитуды составляющих выходного фазового дрожания к их амплитуде на входе синхронизации испытываемого устройства.

2

ГОСТ IEC 60958-1-2014

4 Формат интерфейса

4.1    Структура формата

4.1.1    Формат субкадра

Каждый субкадр разделен на 32 временных интервала с номерами от 0 до 31 (см. рисунок 1).

Временные интервалы 0—3 (преамбулы) транслируют одну из трех разрешенных преамбул (см. 4.1.2 и 4.3 и рисунок2).

Временные интервалы 4—27 (основное поле данных) транслируют слово звуковой выборки в линейном представлении с дополнением до двух. Старший значащий бит транслируется во временном интервале 27.

При применении 24-разрядного кодирования младший значащий бит транслируется во временном интервале 4 (см. рисунок 1).

При 20-разрядном кодировании слово звуковой выборки транслируется временными интервалами 8—27, при этом младший значащий бит размещается во временном интервале 8. Временные интервалы 4—7 могут быть использованы для других целей. При этом биты временных интервалов 4—7 назначаются вспомогательными битами выборки (см. рисунок 1).

В случае, когда источник сообщения посылает меньшее количество битов, чем допускает интерфейс (т. е. 24 или 20), значения неиспользуемых младших значащих битов устанавливаются в логический «0».

В случае использования (интерфейса) для передачи звуковых сигналов с нелинейной РСМ или трансляции данных основное поле данных может нести любую иную информацию.

Временной интервал 28 (бит достоверности) несет бит достоверности, сопряженный с основным полем данных (см. 4.4).

Временной интервал 29 (бит данных пользователя) несет один бит канала данных пользователя, сопряженный с каналом основного поля данных, передаваемым в том же субкадре. Его применение рассматривается в других стандартах серии IEC 60958.

Временной интервал 30 (бит состояния канала) транслирует один бит данных состояния канала, сопряженный с каналом основного поля данных, передаваемым в том же субкадре. Подробное изложение см. вдругих стандартах серии IEC60958.

Временной интервал 31 (бит четности) задает бит четности таким образом, чтобы временные интервалы с 4-го по 31 -й включительно содержали четное число единиц и четное число нулей (контроль по четности).

Примечание — Преамбулы всегда четные. LSB — младший значащий бит; MSB — старший значащий бит

Рисунок 1 — Формат субкадра (линейная импульсно-кодовая модуляция)

4.1.2 Формат кадра

Единичный кадр состоит из двух субкадров (см. рисунок 2). В случаях, когда применяется линейная импульсно-кодовая модуляция, скорость передачи кадров в норме точно соответствует частоте дискретизации источника сообщения.

В режиме двухканальной работы выборки, принятые из обоих каналов, передаются последовательными субкадрами мультиплексированием во времени. Субкадры, относящиеся к первому каналу

3

(левый канал или канал «А» в стереофонии и основной канал в монофонии), обычно начинаются с преамбулы «М». Однако каждые 192 кадра эта преамбула заменяется преамбулой «В», отмечающей начало блочных структур, в которые организуется информация состояния канала. Субкадры второго канала (правый канал или канал «В» в стереофонии и вторичный канал в монофонии) всегда начинаются с преамбулы «W».

При работе профессионального оборудования в режиме единственного канала формат кадра идентичен формату кадра двухканального режима. Данные транслируют в первом субкадре, с возможностью их дублирования во втором субкадре. В случае если второй субкадр не несет дублирующих данных, значение временного интервала 28 (бита достоверности) должно быть установлено равным логической «1».

Примечание — По сложившейся традиции преамбулы «В», «М» и «W» в профессиональном применении обозначаются «Z», «X» и «Y» соответственно. X    Y    Z    Y    X    Y    X

м Канал 1 W Канал 2 В Канал 1 W Канал 2 М Канал 1 W Канал 2 М Кадр 191 Субкадр Субкадр Кадр 1 Кщ IP 0

Начало блока

М, W, В — обозначения преамбул субкадров;

X, Y, Z — обозначения преамбул субкадров для радиовещательных студий

Рисунок 2 — Формат кадра

4.2 Кодирование в канале

С целью минимизации постоянной составляющей в линии передачи, облегчения восстановления тактовой синхронизации в потоке данных и обеспечения нечувствительности интерфейса к полярности соединений кодирование временных интервалов 4—31 проводят с применением ВМС (biphase-mark code), кода с представлением единицы двойным изменением фазы.

Каждый передаваемый бит представляется символом, включающим в себя два последовательных двоичных состояния. Первое из этих состояний всегда отлично от второго состояния предыдущего символа. Второе состояние символа идентично первому состоянию, если передаваемый бит является логическим «0», и отличается от него, если бит является логической «1» (см. рисунок 3).

Частота тактов (удвоенная по отношению к скорости передачи битов)

1

Кодирование в источнике сообщений

0

Кодирование в канале (код ВМС)

Рисунок 3 — Кодирование в канале

4

ГОСТ IEC 60958-1-2014

4.3 Преамбулы

Преамбулы являются специфическими структурами, обеспечивающими синхронизацию и идентификацию субкадров и блоков.

Для синхронизации в пределах одного периода дискретизации и обеспечения высокой надежности этого процесса эти структуры не подчиняются правилам кодирования с представлением единицы двойным изменением фазы. Таким образом удается избежать смешения данных и преамбул.

Используется группа из трех преамбул, передаваемых в течение длительности, выделенной для 4 временных интервалов (интервалы 0—3), и представленных восемью последовательными состояниями. Первое состояние преамбулы всегда отличается от второго состояния предшествующего символа (представляющего собой бит четности). В зависимости от этого состояния преамбулы имеют вид, приведенный в таблице 1.

Таблица 1 — Кодирование преамбул

Предшествующее состояние (бита четности) 0 1 Код преамбулы Кодирование канала «В» или «Z» (см. примечание к 4.1.2) 11101000 00010111 Субкадр 1 и начало блока «М» или «X» 11100010 00011101 Субкадр 1 «W» или «Y» 11100100 00011011 Субкадр 2

Как и при двухфазном кодировании, эти преамбулы не имеют постоянной составляющей и обеспечивают восстановление тактовой синхронизации. Они отличаются не менее чем на два состояния от любой корректной двухфазной последовательности.

На рисунке 4 представлена преамбула «М».

Примечание — Все преамбулы начинаются с перехода в одном и том же направлении (от «1» к «0» или от «0» к «1») (см. 4.1.1), что обусловлено присутствием бита положительной четности во временном интервале 31. Это означает, что на практике через интерфейс передается только одна из групп преамбул. Тем не менее обе группы должны подлежать декодированию, поскольку можно ожидать любой полярности при подключении.

LSB

Частота тактов

Четность

....... Отсутствие перехода на границе бита

LSB — младший значаший бит

Рисунок 4 — Преамбула М (представлена в виде кода 11100010)

4.4 Бит достоверности

Бит достоверности имеет значение логический «0», если звуковая выборка достоверна, и значение логическая «1», если выборка недостоверна. Для бита достоверности не существует состояния по умолчанию.

Примечание — Для передач, не использующих линейную импульсно-кодовую модуляцию, данный бит может быть установлен. Делается это с целью предотвратить случайное декодирование незвукового сигнала в аналоговую форму прежде, чем будет полностью получен блок состояния канала. См. приложение А.

5

5 Состояние канала

5.1    Общие положения

Для каждого состояния субкадра канала предоставляется информация, относящаяся к данным, передаваемым в основном поле данных этого субкадра.

Информация о состоянии канала организована в 192-битные блоки, с разбивкой на 24 байта. Первый бит каждого блока транслируется в кадре с преамбулой «В». Формат данных состояния канала определен в таблице 2.

Специфика организации данных зависит от конкретного применения. В приводимых описаниях индекс «0» означает первый байт или бит. В случаях, когда биты состояния канала объединяются с образованием недвоичныхзначений (non-binary values), младший значащий бит передается первым, если не указано иное.

5.2    Применения

Основное применение указывается посредством первого бита (бит 0) блока состояния канала, как это определено в 5.3.

Профессиональное применение описано в IEC 60958-4.

Бытовое применение описано в IEC 60958-3.

Дополнительное применение может быть установлено в пределах основных применений.

Применяемость документов и технических требований приведена в приложении В.

5.3    Основные значения первых двух битов состояния канала

Первый и второй биты состояния канала (бит 0 и бит 1) означают следующее:

Байт 0
Бит 0	«0»	Бытовое применение.
	«1»	Профессиональное применение.
Бит 1	«0»	Основное поле данных содержит выборки с линейной импульсно-кодовой модуляцией (звуковой режим).
	«1»	Альтернативное использование поля данных (не звуковой режим).

5.4 Коды категорий

Состояние канала, включая коды категорий, определено в IEC 60958-3 применительно к аппаратуре бытового применения. Такие же коды категорий используют в других стандартах серии IEC 60958 для аппаратуры бытового применения, таком как IEC 61937.

Определение состояния канала для аппаратуры профессионального применения установлено в IEC 60958-4. Такие же коды категорий используют в других вариантах профессионального применения, таких как SMPTE 337 и т. п.

Таблица 2 — Формат данных состояния канала Байт
бит бит бит бит бит	а b 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

0

6