Пропускная способность от разъема для наушников / микрофона - PullRequest
17 голосов
/ 02 февраля 2010

Я заинтересовался этим после того, как увидел, что Square использует разъем для наушников на iPhone для отправки данных кредитной карты.

Какова средняя пропускная способность разъема для наушников на iPhone, среднем ноутбуке и среднем мобильном устройстве?

Можно ли его удвоить, посылая разные потоки данных на разные каналы (влево / вправо)?

Ответы [ 5 ]

9 голосов
/ 02 февраля 2010

Одной из проблем является пропускная способность аудиокабелей, которые я не буду здесь рассматривать. Что касается аудиопортов, допустим звуковые карты с максимальной частотой дискретизации 44 100 или 48 000 выборок / с при 16 битах / выборке / канале, что приводит к максимальной полосе пропускания 22,05 или 24 кГц (в основном это результат Найквиста-Шеннона теорема дискретизации , хотя для дискретизации звука дискретизированный сигнал также должен иметь непрерывную амплитуду для применения этой теоремы) и скорость передачи 176,4 или 192 кБит / с для стерео.

Согласно Studio Six Digital , линейный вход на iPhone поддерживает максимальную частоту дискретизации 48 кГц. Микрофон в версии 3G также работает на частоте 48 кГц, а микрофон 1-го поколения iPhone с частотой дискретизации 8 кГц. Я не смог найти спецификации битовой глубины для iPhone, но я считаю, что он использует 16-битные сэмплы. 24-битные сэмплы - другая возможность.

По словам Fortuny на форумах Apple , который цитировал Apple Audio Developer Note, линейный вход в MacBook поддерживает до 24-битных семплов с частотой 96 кГц частота дискретизации, для скорости передачи данных 576 кбит / с. На странице Apple для внешних портов и разъема MacBook максимальная частота дискретизации указана как 192 кГц, но они, возможно, переключили ее с максимальной частотой дискретизации для цифрового звука с использованием оптического порта.

Для сравнения скорости телефонные системы имели частоту дискретизации 8 кГц при 8 бит / моно, что обеспечивает максимальную скорость передачи данных 8 кбит / с. FM имеет частоту дискретизации 22,05 кГц при 16 битах / сэмпл / канал и является стереофонической, что обеспечивает скорость передачи данных 88,2 кбит / с.

Конечно, вышеприведенные вычисления игнорируют проблему синхронизации потока данных и обнаружения и исправления ошибок, которые потребляют часть сигнала.

1 голос
/ 30 марта 2016

Я собрал библиотеку, чтобы ответить на этот вопрос для себя. У iPhone довольно типичная частота среза около 20 кГц, поэтому скорость передачи данных зависит от того, насколько хорош ваш SNR. Соответствующая теория - предел Шеннона-Найквиста. Мне удалось набрать примерно 64 Кбит / с с этой библиотекой, и я думаю, что больше возможно с лучшей настройкой

Если вы хотите посмотреть библиотеку, это https://github.com/quiet/quiet Живая демоверсия: https://quiet.github.io/quiet-js/lab.html

1 голос
/ 21 декабря 2014

Я не уверен, верно ли это для всех систем, но почти во всех, если не во всех системах дискретизации, используется 1-битная система дельта-модуляции, которая, скорее всего, встроена в набор микросхем dsp на большинстве портативных устройств. Прореживание (изменение 1 бита на 16, 20 или 24 бита) выполняется программно, как и фильтры сглаживания. Имейте в виду, что эти микросхемы dfp оптимизируются с помощью аппаратного обеспечения, чтобы снизить потребление энергии, поэтому может быть ограничение на то, что они могут производить с помощью программного обеспечения.

Что касается ограничений Найквиста - они на самом деле не вступают в контекст при передаче цифровой информации по хорошо контролируемым каналам данных. Если вы посмотрите на модемы и то, как они передают информацию - они используют большое количество DSP для отправки большей ширины полосы с помощью фазовой манипуляции - которая смотрит на относительный фазовый сдвиг по отношению ко времени сигнала несущей и может различать гораздо меньшие приращения, чем нормальное удвоение предела Найквиста (выборка на частоте 44 кГц при производстве на данных на частоте 20 кГц), поэтому dsp может видеть сдвиг несущей частоты на 10 или 20 градусов по сравнению со сдвигом на 180 градусов. это потому, что у вас есть эталонный сигнал для сравнения.

Кроме того, весь поток данных кодируется с использованием широкополосного расширенного спектра, что увеличивает плотность всей группы (поиск Джесс Рассел для широкополосного доступа и Хеди Ламарр в расширенном спектре)

Мой ноутбук выдает 192 кГц при 24 битах (dell xrs / 14z) или, так сказать. Обычно я передаю звук через сетевое соединение на основной компьютер студии, который имеет оптический ADAT, на удаленный блок, поэтому я получаю превосходные уровни шума и перекрестных помех. ноутбуки и мобильные смартфоны полны цифрового шума и физически слишком малы, чтобы уменьшить эти проблемы. Пока они не получат цифровые наушники (скорее всего, не скоро), нужно использовать дискретные системы, как в профессиональных студиях звукозаписи.

1 голос
/ 02 февраля 2010

Типичное аудиоустройство максимум - стерео 48 кГц, много устройств могут обработать 96 кГц.

Но, конечно, то, что выходит из гнезда для наушников, является аналоговым, а не цифровым, и оно также проходит через некоторые фильтры при выходе, так что можно использовать какую-то тональную модуляцию. Между стереоканалами могут быть некоторые помехи - насколько они будут сильно зависеть от устройства.

Телефонные модемы

0ld могут отправлять 9600 бод по стандартным аналоговым линиям, которые даже не так чисты, как обычное гнездо для наушников. И это МОНО. Я думаю, вы можете получить 2400 бод на канал, не работая слишком усердно.

Возможно, вы сможете достичь 100 Кбод, если будете очень умны в обработке сигналов. Системы проверки кредитных карт были спроектированы для работы на скорости 2400 бод в моно в последний раз, когда я на них смотрел. Меня не удивит, если им все же дадут информацию о том, сколько инерции существует в системах покупки.

0 голосов
/ 02 февраля 2010

20 кГц - это максимум на любой схеме, предназначенной для передачи звука, потому что это в значительной степени верхняя часть частотной характеристики человеческого уха. Учитывая лимит Найквиста, вы, вероятно, смотрите на топы 10 Кб / с. Конечно, Back In The Day (TM) у нас, хотя скорость 9600b / s была высокой, так что это может быть достаточно хорошо. И да, вы можете удвоить его, используя стерео выход.

...