光学TOSLINK相对于RCA同轴电缆有什么优势？

在音频设备之间传输数字音频的流行标准是AES3标准（也称为S / PDIF）。该标准发送立体声PCM音频，通常在消费类电子产品中使用。该标准指定了多种互连类型，其中RCA同轴电缆和光学TOSLINK是两种最受欢迎​​的互连类型。

通常在音频手册中，通常要指出的是，由于总体上光缆的优越性，光学TOSLINK提供了卓越的连接。我了解光纤的物理介质不易产生噪声，并且具有较高的理论带宽。就个人而言，我从未注意到两者之间的区别。

我想问一下，在数字音频传输的范围内，两条电缆之间是否有任何可观察或可测量的差异？如果不是音频保真度，传输质量是否有所不同？TOSLINK不仅仅是价格昂贵的电缆吗？

RCA连接器更便宜且更通用。

除了TimB的答案之外，这种光通信还有另一个优点。

使用RCA，必须相互参照连接的两个网络。就光学而言，两者之间存在电流隔离。结果，接地环路的问题可能会减少，网络可以保持隔离状态，等等。这也意味着接地不能充当大天线，这可能会更容易在整个系统中获得低噪声。

RCA连接器的另一个缺点是接地。如果看大多数现代连接器，您会发现首先要进行接地。结果，被连接的两个电路首先被拉到相同的电位，然后连接实际数据。如果先连接数据，这种情况仍然会发生-但是现在这样做的电流必须流过您可能更敏感的数字接收器电路。在RCA连接器中，第一个连接是承载数据的中心引脚。因此，经常有人告诉我，在将整个系统连接到电源电压之前，应始终先连接RCA连接器-或使用接地线，其中某些设备必须始终将系统与电源接地相连。不用说，热插拔。

我想问一下，在数字音频传输的范围内，两条电缆之间是否有任何可观察或可测量的差异？

其实，是。

隔离：

光纤不导电，因此可以解决接地环路，嗡嗡声/嗡嗡声问题，并且对射频干扰不敏感。同轴电缆也可以用变压器隔离，但这增加了成本，在消费类设备中并不常见。用万用表在数字RCA接地和任何其他RCA接地之间进行快速测试，将发现是否存在变压器隔离。

对于连接到电缆地面的有线电视盒来说，这确实很重要，因为这会产生烦人的接地回路。

带宽：

市场上的大多数光收发器将具有足够的带宽用于24bits / 96kHz，但只有少数能够通过24 / 192k，没有一个能够通过384k。如果您想知道哪一个，请进行测试。那是二进制的：它起作用还是不起作用。当然，您可以购买带宽更高的光收发器（用于以太网等），但是在音频设备中找不到这些收发器。

同轴电缆在带宽方面没有问题，它可以顺利通过384k，是否听起来会更好，这留待市场部门来练习。

192k是营销头还是有用的问题是一个有趣的问题，但是如果您要使用它，而您的光学接收器不支持它，则必须使用同轴电缆。

长度

塑料光纤便宜。依靠1dB / m的衰减。这不是具有1-2dB / km损耗的高质量玻璃芯电信光纤！对于家庭影院中1m长的光纤来说，这无关紧要，但是如果您需要100米长，则同轴电缆将是唯一的选择。75R电视天线同轴电缆很好。或更好的纤维，但不是塑料。连接器当然是不兼容的。

（请注意，1dB / m用于数字信号，而不是模拟音频。如果数字信号衰减太大，则接收器将无法对其进行解码，否则会发生错误）。

误码率

除非出现重大问题，否则所有问题都将存在于两个系统中（我检查过）。BER在实践中不是问题。谈论SPDIF中的位错误的任何人都可以卖东西，通常是解决不存在的问题的昂贵mm头。SPDIF还包括错误检查，因此接收器将掩盖任何错误。

抖动

与良好实现的同轴电缆相比，光接收机增加了更多的抖动（在ns范围内）。

如果同轴电缆的安装方式不够完善（低端带宽扩展不足，违反75R阻抗，符号间干扰较大等），它也会增加抖动。

这仅在接收端的DAC无法实现正确的时钟恢复（例如WM8805，ESS DAC或其他基于FIFO的系统）时才重要。如果操作正确，则不会有可测量的差异，并且在双盲测试中，您会听到好运。如果接收器无法正确清除抖动，则电缆之间会有听觉上的差异。这是“接收器无法完成工作”的问题，而不是电缆的问题。

编辑

SPDIF将时钟嵌入信号中，因此必须对其进行恢复。这是通过与输入SPDIF转换同步的PLL完成的。恢复的时钟中的抖动量取决于输入信号转换中的抖动量，以及PLL抑制它的能力。

当数字信号转换时，重要时刻会在其通过接收器的逻辑电平阈值时发生。此时，增加的抖动量等于噪声（或增加到信号中的误差量）除以信号压摆率。

例如，如果信号的上升时间为10ns / V，并且我们加上10mV噪声，则这将使逻辑电平转换的时间偏移100ps。

与同轴电缆相比，TOSLINK接收机具有更多的随机噪声（光电二极管信号微弱，必须放大），但这不是主要原因。它实际上是带宽限制。

同轴SPDIF通常通过盖或变压器耦合进行交流耦合。这在任何传输介质的自然低通特性的基础上增加了高通。结果是带通滤波器。如果通带不够大，则意味着过去的信号值将影响当前值。参见本文的图5 。或在这里：

较长的恒定电平（1或0）会影响下一位的电平，并及时转换。这增加了与数据有关的抖动。高通和低通都重要。

光学器件会增加抖动，因为它的噪声更高，并且通带比正确实现的同轴电缆还小。例如，请参阅此链接。192k上的抖动非常高（几乎是一位时间的1/3），但48k上的抖动却低得多，因为接收器没有足够的带宽来容纳192k信号，因此它起着低通的作用，并且先前的位会拖尾插入当前位（即符号间干扰）。在48k上这几乎是不可见的，因为接收机带宽足以满足此采样率，因此符号间干扰要低得多。我不确定这个家伙使用的接收器是否真的支持192k，波形看起来真的不好，我怀疑解码器芯片会发现它可口。但这很好地说明了带宽与符号间干扰。

大多数光接收器数据手册都会指定几ns的抖动。

如果SPDIF同轴电缆像低通滤波器一样起作用，则可能会发生同样的情况。传递函数的高通部分也起作用（请阅读上面链接的文章）。如果电缆很长，并且阻抗不连续会导致反射，从而破坏边缘，也是如此。

请注意，这仅在以下电路不拒绝它的情况下才重要。因此，最终结果非常依赖于实现。如果接收器是CS8416，并且DAC芯片对抖动非常敏感，则可以听到很大的声音。随着更多使用数字PLL重建时钟的现代芯片，祝您好运！这些工作很好。

例如，WM8805通过一个很小的FIFO运行接收到的数据，并使用Frac-N时钟合成器来重构时钟，该时钟的频率每隔一段时间就会更新一次。观察示波器很有趣。

光纤不会电磁辐射，但更重要的是，它不受电磁干扰的影响，在极端条件下，电磁干扰会导致铜上的数据损坏。这种干扰可能是由于负载情况下关闭开关的电弧引起的，也可能是由电机在高负载情况下产生的。

好吧，我买了一条便宜的同轴数字电缆和一条便宜的SPDIF光纤，并确保同轴电缆听起来平淡无奇，我换成了光缆，它在整个频率范围内都更明亮，更生动。因此，这并不是所有的营销炒作，自从40多年前离开学校以来，我一直专业从事HiFi和电子行业