Лучшие интерфейсы MIDI-USB для подключения музыкальных инструментов

Что такое формат MIDI?

В истории аудиоустройств, также называемых звуковыми картами, у нас были разные типы устройств:

• Генераторы импульсов: они генерируют волны определенного типа (квадратные, треугольные…) и не могут изменять их для каждого канала. Первая звуковая карта для ПК, Game Blaster, была единственной в своем роде.
• FM-синтезаторы: они были улучшенной версией генераторов импульсов, поскольку они позволяли изменять волны и даже различные их комбинации. Первые звуковые бластеры были основаны на этой технологии.
• PCM: это формат файла, в котором хранятся звуковые импульсы, большинство современных аудиоформатов воспринимаются определенным образом, это эволюция PCM.

Проблема, с которой столкнулись музыканты, заключалась в том, что в 1980-х память была дорогой, но очень дорогой, и было очень трудно сохранить звуковую дорожку в цифровом виде. Общие для нас форматы, такие как MP3, в то время еще не были изобретены, а используемые процессоры были недостаточно быстрыми, чтобы распаковывать эти форматы в реальном времени.

Вот почему был изобретен формат MIDI, который не хранит информацию о звуке, а хранит, как этот звук генерируется, поэтому мы имеем дело с процедурным аудиоформатом.

Как работает формат MIDI?

Представьте на мгновение партитуру. Конечно, партитура не воспроизводится, но она сообщает музыканту, какие ноты следует играть в каждый момент, их скорость, а также продолжительность паузы.

Формат MIDI делает то же самое, но в двоичном коде, так что устройство, ответственное за генерацию звука, когда оно получает данные из файла, не генерирует звуковую волну, которую записывает инструмент, а интерпретирует и генерирует своего рода партитуру, который представляет собой MIDI-файл, который затем можно воспроизводить для создания тех же звуков.

Одним из преимуществ этого является то, что если мы записываем обычный аудиофайл, он будет записан как есть и в форме волны. Но это не относится к MIDI, так что это будет так же просто, как отредактировать эту «двоичную партитуру» в программном обеспечении для редактирования звука на вашем ПК, избегая необходимости перезаписывать все инструменты.

Сегодня, почти четыре десятилетия спустя, формат MIDI был обновлен до версии 2.0, которая устраняет 7-битный предел точности старого MIDI.

Типы MIDI-подключений

Есть три типа подключений:

• MIDI Out: отправляет данные на устройство с интерфейсом MIDI In, используемым инструментами.
• MIDI In: принимает данные из интерфейса MIDI Out и преобразует их в формат MIDI
• MIDI over: это вариант MIDI-IN, порт этого типа действует только как мост и не обрабатывает аудио, поэтому он не генерирует файл MIDI.

Версия USB 1.0 – археологические раскопки

Прапрадед стандарта USB — USB 1.0 родился в холодном ноябре 1995 года. Но родился он несколько преждевременно и особой популярности не получил. Но его младший брат USB 1.1, родившийся три года спустя, был более жизнеспособным образцом и смог привлечь достаточно внимания.

Что касается технической части, то скорость передачи данных была невысокой, но по меркам того времени этой скорости было более чем достаточно. Скорость была до 12 Мбит / с, и это в режиме высокой пропускной способности.

Мы, аудиофилы, натренированы слышать разницу в звучании разных проводов

Роб Вудленд, Любопытные кабели

Я подошел к дизайну USB-кабелей с несколько иного взгляда, чем большинство дизайнеров. Я не инженер, а аудиофил с опытом проектирования и изготовления высококачественных разъемов.

Я потратил много времени на изучение USB-кабелей и выбрал лучшие продукты от разных производителей. И я пришел к выводу, что спецификацию USB можно применить для создания кабелей с высокой скоростью передачи, но это никак не влияет на качество передаваемого звука.

Лучшее объяснение дал Чарли Хансен из Ayre Acoustics. Он описал цифровой сигнал как пульсацию напряжения, представляющую ноль и единицу, то есть это аналоговый сигнал.

Поэтому первым делом нужно научиться смотреть на USB-кабель как на аналоговый. В этом случае он очень похож на балансный межблочный кабель: оба они поддерживают дифференциальную передачу данных.

В чем разница между передачей музыки и передачей изображений? И никакой разницы быть не может! Просто мы, аудиофилы, обучены слышать разницу в звучании разных кабелей.

Что угодно может повлиять на звук в USB-кабеле. Компьютерный звук — еще одно поле битвы, от враждебного компьютера / сервера до радио и электромагнитных помех в процессе передачи данных. Помехи, еще больше помехи!

Любопытный USB-кабель

Внутри кабеля помехи создаются силовым проводом на 5 В и заземляющим проводом. Как с этим бороться — это разница во многих дизайнерских подходах. Материалы оплетки могут накапливать и высвобождать заряд внутри себя и влиять на скорость распространения сигнала. Не забывайте и о самом разъеме.

Разделение питания и данных является логическим ответом на помехи от ядра 5 В. Отодвинув его от проводов передачи данных, его хорошо экранировать. Curious использует экранированный мини-коаксиальный кабель. Работает отлично. Необходимо учитывать каждый элемент дизайна, если вы действительно хотите добиться идеального качества звука.

Как дизайнер, начните с самого начала: выберите материал для сигнальных проводов. И все дирижеры звучат по-разному. Медь или серебро? Twisted, Litz или Solid? Что это за раздел? Слушать обязательно. Также необходимо подобрать оплетку и диэлектрик. А потом уже думает о силе и заземлении. И реализация.

Классификация и распиновка

Распиновка USB включает 4 цветных провода. Два провода необходимы для питания, остальные — для передачи сигнала. В типе Micro кабели более тугие. Поэтому устройство Micro считается более надежным в использовании. Обрыв стандартных типов происходит из-за неплотной посадки проводов внутри кабеля. Классификация распиновки USB определяется типом кабеля и входом (шкетекером) компьютера.

Основные отличия Micro и Mini USB

Перечисленные типы USB-разъемов имеют общие черты и различия. В основном это связано с линейными размерами.

• Габариты устройства. Инженеры считают это важным, поэтому micro USB используется практически во всех мобильных устройствах. Micro занимает меньше места в устройстве, поэтому разработчики выбирают его. Mini же имеет удлиненную форму. Некоторые аналитики предсказывают неминуемую смерть Мини ЮСБ, говоря, что он скоро просто перестанет существовать. Микро-парень берет на себя инициативу.
• Micro USB сделан из прочных материалов на основе Mini. Поэтому Micro считается улучшенной версией предыдущего поколения. Они реже ломаются.

Сегодня тип Micro используется в большинстве выпускаемых мобильных устройств. Mini постепенно прекращается.

MTP — Медиа-устройство

MTP означает протокол передачи мультимедиа. Когда Android использует этот протокол, компьютер воспринимает его как «мультимедийное устройство». Протокол передачи мультимедиа широко пропагандировался как стандартизованный протокол для передачи аудиофайлов на цифровые музыкальные проигрыватели с помощью Windows Media Player и аналогичных приложений. Он был разработан, чтобы позволить другим производителям медиаплееров конкурировать с Apple iPod и iTunes.

Этот протокол работает совсем не так, как USB-накопитель. Вместо того, чтобы открывать необработанную файловую систему Android-устройства для Windows, MTP работает на уровне файлов. Ваше устройство Android не предоставляет Windows все запоминающее устройство. Вместо этого, когда вы подключаете устройство к компьютеру, компьютер запрашивает устройство, и устройство отвечает списком файлов и каталогов, которые он предлагает. Компьютер может загрузить файл: он запросит файл у устройства, и устройство отправит файл через соединение. Если компьютер хочет загрузить файл, он отправляет файл на устройство, и устройство решает сохранить его. Когда вы удаляете файл, ваш компьютер отправляет на устройство сигнал «Удалить этот файл», и устройство может его удалить.

Android может выбирать файлы, которые он вам представляет, и скрывать системные файлы, чтобы вы не могли их видеть или редактировать. Если вы попытаетесь удалить или изменить файл, который нельзя изменить, устройство отклонит запрос и отобразится сообщение об ошибке.

Вашему компьютеру не нужен монопольный доступ к устройству хранения, поэтому нет необходимости подключать хранилище, отключать его или создавать отдельные разделы для разных типов данных. Android также может использовать ext4 или любую другую файловую систему, которую захочет: Windows не обязательно должна понимать эту файловую систему, это может сделать только Android.

На практике MTP очень похож на USB-накопитель. Например, устройство MTP отображается в проводнике Windows, поэтому вы можете просматривать и передавать файлы. Linux также поддерживает устройства MTP через libmtp, который обычно входит в популярные настольные дистрибутивы Linux. Устройства MTP также должны появиться в файловом менеджере рабочего стола Linux.

Mac OS X от Apple витает в воздухе: у него нет поддержки iPod MTP, iPhone и iPad от Apple используют собственный протокол синхронизации вместе с iTunes, так почему они должны поддерживать конкурирующий протокол?

Google предоставляет приложение Android File Transfer для Mac OS X. Это приложение представляет собой простой клиент MTP, поэтому оно будет работать для передачи файлов туда и обратно на Mac. Google не предоставляет это приложение для других операционных систем, поскольку они включают поддержку MTP.

Хотя существует проект Android File Transfer с аналогичным названием для Linux (FreeBSD и Mac OS X!).

Отличия разъемов USB 2.0 и USB 3.0

USB 2.0 и USB 3.0 — это два очень современных стандарта USB, которые теперь повсеместно используются в компьютерах и ноутбуках. USB 3.0, очевидно, новее и быстрее и полностью совместим со старыми версиями устройств USB 2.0. Но скорость в этом случае будет ограничена максимальной скоростью по стандарту USB 2.0.

Теоретически скорость передачи данных стандарта USB 3.0 примерно в 10 раз выше, чем у USB 2.0 (5 Гбит / с против 480 Мбит / с). Но на практике скорость обмена информацией между устройствами часто ограничивается самими устройствами. Однако в целом USB 3.0 побеждает.

Технические отличия

Хотя стандарты USB 2.0 и USB 3.0 обратно совместимы, они все же имеют некоторые технические различия. USB 2.0 имеет 4 контакта: 2 для питания устройств и 2 для передачи данных. Эти 4 контакта также были сохранены в стандарте USB 3.0. Но помимо них добавлено еще 4 контакта, которые необходимы для высоких скоростей передачи данных и более быстрой зарядки устройств. Кстати, USB 3.0 может работать с силой тока до 1 Ампера.

В результате стандартный кабель USB 3.0 стал толще, и его длина теперь не превышает 3 метров (в USB 2.0 максимальная длина достигла 5 метров). Но вы можете заряжать свой смартфон намного быстрее, даже если вы подключите несколько смартфонов к одному разъему через разветвитель.

Особенности и преимущества

Этот интерфейс был разработан и представлен в конце 1994 года. Такие компании, как Microsoft, Intel, Philips и YUS Robotics, получили в свои руки возможность появления USB”.

Раньше сторонние внешние устройства обменивались данными с ПК через средства коммутации, такие как PS / 2, последовательный и параллельный входной порт, отдельный разъем для подключения игровых контроллеров и что такое USB, никто даже не слышал. При разработке новых гаджетов возникла острая необходимость в унификации коммутационных возможностей. Введение нового стандарта расширило возможности компьютера и стимулировало разработку сторонних USB-продуктов.

На сегодняшний день все ПК и ноутбуки в обязательном порядке имеют разъемы USB. На настольный компьютер можно установить до 12 разъемов USB, у ноутбука 3-4 входа. Любой современный «уважающий себя» гаджет имеет порт USB.

Простота и удобство использования стали синонимом технологии USB. Он обеспечивает совместимость со спецификацией «Plug and Play», которая предполагает надежное, быстрое и простое в использовании переключение внешних источников.

Не путать: Type-C — это не USB 3.1

Говорящие логотипы
Логотипы должны отражать функции, обеспечиваемые разъемом USB. К сожалению, не все производители их используют

Поскольку консорциум USB утвердил две другие спецификации одновременно с разъемом Type-C, часто возникает некоторая путаница по поводу концепций. Во-первых, у нас есть новый разъем Type-C с зеркальной компоновкой контактов 2 × 12, что делает порт нечувствительным к ориентации разъема, что означает проблему «как подключить разъем USB Type A в первый раз» можно будет совсем скоро забыть.
Во-вторых, вместе с новым разъемом был представлен новый стандарт USB 3.1, поднявший потолок скорости передачи данных до 10 Гбит / с (брутто).

Кроме того, блок питания USB Power Delivery (USB-PD) представлен в новой, второй ревизии: он подразумевает ускорение зарядки подключенных устройств за счет увеличения мощности (20 В, 5 А вместо прежних 5 В, 0,9 А.). Другими словами, хотя USB Type-C, USB 3.1 и USB Power Delivery часто называют, они не являются эквивалентными терминами или синонимами. Так, например, есть интерфейс USB 2.0 в формате Type-C или порт USB 3.1 без поддержки быстрой зарядки Power Delivery.

Но это еще не все. Консорциум не может быть полностью обвинен в беспорядке, поскольку он прекратил использовать обычную номенклатуру: с появлением USB 3.1 USB 3.0 прекратил свое существование, а это означает, что эта предыдущая версия теперь классифицируется как USB 3.1 Gen 1., а Недавно представленная технология называется USB 3.1 Gen 2. Но многие USB-кабели и устройства продаются под названием USB 3.1, без указания того, какое поколение имеется в виду.

Однако консорциум USB разработал систему логотипов для обозначения разъемов USB Type-C, чтобы, например, разъем Type-C, поддерживающий USB 3.1 Gen 1, можно было отличить от разъема, поддерживающего USB 3.1 Gen 1. 2 или старый USB 2.0 в целом, но нужно внимательно изучить первые логотипы. Нередко приходится обращаться к руководству, чтобы понять, какая версия используется — если, конечно, доступна подробная документация. Неудивительно, что многие производители продолжают использовать прежнее название USB 3.0.

Ограничения для версий USB
С USB 3.1 Gen 2 скорость передачи данных увеличилась вдвое, а сила тока увеличена для быстрой зарядки

Ко всему этому добавлен интерфейс Thunderbolt 3, разработанный в основном Intel и Apple. Thunderbolt третьей версии также использует разъем Type-C, но не полностью совместим с USB 3.1. С активными кабелями Thunderbolt 3 достигает пропускной способности до 40 Гбит / с (брутто), что в четыре раза больше, чем у USB 3.1. Это не только обеспечивает очень высокую скорость передачи данных, но также позволяет передавать несколько видеопотоков 4K на DisplayPort и даже использовать внешние видеокарты. Сложные технологии требуют наличия активной электроники в кабелях. USB-устройства можно подключать к порту Thunderbolt 3, но не наоборот.

Лучшие интерфейсы MIDI-USB на рынке

Вот список лучших интерфейсов MIDI-USB на рынке. Эти интерфейсы действуют как интерфейс MIDI-IN, обрабатывают звук и отправляют его на ПК через порт USB.

Трудный выбор кабелей

Путаница не заканчивается только стандартами и версиями. Если раньше можно было ограничиться выбором USB-кабеля с необходимыми типами разъемов, то с USB 3.1 и Type-C это будет не так просто. Здесь также, как и в случае со стандартами и версиями, в настоящее время существует огромная нехватка информации: не все кабели Type-C способны передавать данные, видео и подавать питание. Во многих случаях пользователям неясно, поддерживает ли кабель Type-C быструю зарядку Power Delivery или альтернативный режим для передачи видео, потому что обычно нет логотипов и маркировки.

Материнские платы премиум-класса
На данный момент лишь некоторые материнские платы премиум-класса поддерживают USB 3.1 Gen 2. Среди них — Asus Rampage V 10, оснащенный двумя портами Type-A и двумя Type-C, стоимостью около 38500 рублей

Часто невозможно определить, является ли кабель только USB 3.1 или USB 2.0. На сайте Amazon часто встречаются отзывы разочарованных клиентов, которые после покупки обнаружили, что купленный кабель не поддерживает технологию быстрой зарядки для их смартфонов. Даже обозначение некоторыми производителями, например Aukey, кабеля USB 3.1 Gen 1 с типом C и типом A, оканчивающимся как «кабель типа C — USB 3.0», вообще не помогает выйти из затруднительного положения — это принципиально неправильный.

Если вы решили купить устройство с разъемом Type-C, убедитесь, что в комплекте есть кабель: только в этом случае все требования обязательно будут соблюдены. Например, поставщик компьютерного оборудования Hama предлагает несколько кабелей Type-C с подробными характеристиками, но цены начинаются от 1000 рублей. Покупка кабеля Thunderbolt 3 обойдется еще дороже — придется заплатить около 2000 рублей. Но здесь все функции предусмотрены. Если эта цена завышена, нравится вам это или нет, вам придется рыться в описаниях продуктов и отзывах покупателей о них в поисках подходящего кабеля.

USB-C: балансный штекер

Передача данных, питание и диалог между устройствами: каждый из 24 контактов штекера Type-C выполняет отдельную функцию. Нетрудно заметить, что их расположение симметрично.

MIDI-USB интерфейс Behringer U-PHORIA UMC202HD

Этот MIDI-интерфейс Behringer предлагает нам 2 порта MIDI-IN и еще 2 порта MIDI-OUT, он также полностью совместим с программным обеспечением для редактирования аудио, таким как Avid Pro, Ableton Live, Steinberg Cubase и т.д. Кроме того, он имеет возможность записи на 192 кГц и 24-битной точности.

Roland Rubix22 MIDI-USB интерфейс

Он имеет интерфейс Roland MIDI-USB, 2 порта MIDI-IN на передней панели и 2 порта MIDI-OUT на задней панели, все в прочном металлическом корпусе.

Дисплеи, ноутбуки и адаптеры

Для передачи видео в одном из альтернативных режимов (DisplayPort или HDMI), то есть, например, с ноутбука на монитор, также следует обратить внимание на технические требования. В настоящее время на рынке представлено несколько мониторов USB Type-C от LG, Eizo, Acer и HP (например, Envy 27, около 40 000 рублей). Для вывода видео практически повсеместно используется стандарт DisplayPort, который действительно работает достаточно надежно. Но когда дело касается быстрой зарядки, которая предъявляет особые требования к блоку питания монитора, во многих случаях у покупателей возникают вопросы.

Видео в альтернативном режиме
Разъем USB-C, например, как у LG 27UD88 (около 38000 руб.), Обычно надежно обеспечивает передачу видео на монитор, но не всегда предусмотрена быстрая Power Delivery

Однако не всегда необходимо подавать питание от монитора к ноутбуку. Портативный монитор Asus MB169C + 15 дюймов (около 15000 рублей) получает питание от ноутбука через полностью пригодный для использования разъем Type-C.
Так или иначе, в наши дни более распространено подключение ноутбука с разъемом USB Type-C к монитору через порт HDMI или DisplayPort. В этих случаях вам понадобится адаптер, который преобразует видеосигнал и отправляет его на монитор с использованием правильного стандарта. Такие аксессуары можно приобрести примерно от 1000 руб. По сравнению с другими кабелями, выбор адаптеров довольно прост, поскольку их задача только преобразовывать видеосигнал без учета других особенностей USB 3.1.

Для тех, кто интересуется ноутбуком или планшетом с разъемом Type-C, выбор в настоящее время ограничен, но велик. Помимо MacBook (12 дюймов) существуют гибриды Acer Aspire Switch 10 V (около 25000 рублей) и Asus T100HA (около 18000 рублей). А еще молодой Google Pixel Chromebook оснащен двумя портами Type-C (правда, только стандарта USB 3.1 Gen 1), но в России он пока официально не продан.

Старая документация
Хотя Acer Aspire Switch 10 V имеет только порт Type-C, в руководстве перечислены старые типы USB-разъемов

Вероятно, вряд ли кто-то решится перенести все свои периферийные устройства на Type-C одновременно, поэтому большинству владельцев ноутбуков сначала понадобится адаптер USB 3.1 для передачи данных и видеосигналов через кабель USB Type-A, HDMI или DisplayPort. Цены на рекомендуемые гибкие модели начинаются от 2500 рублей, как, например, на Icy Box IB-DK4031. Club 3D SenseVision дороже — около 6500 рублей — но включает в себя HDMI, DVI, USB 3.0 Type-A, 4 порта USB 2.0, быструю зарядку USB, а также разъемы для микрофона и наушников.

Выбор настольных ПК в настоящее время менее богат: традиционно производители материнских плат устанавливают новые стандарты в премиальных моделях. Единственная материнская плата с четырьмя портами USB 3.1 Gen 2 (по два Type-A и Type-C) — это Asus Rampage V 10, которая стоит около 38 500 рублей. По крайней мере, индикация быстрой передачи 10 Гбит / с также находится на панели интерфейсных разъемов. Одним из вариантов USB 3.1 из нижней ценовой категории десктопов является MSI X99A SLI (LGA 2011-3) с одним портом type-A и одним type-C примерно за 15000 рублей.

Универсальный адаптер

Для обновления компьютеров с разъемом Type-C потребуется периферийный адаптер с различными типами портов.

> Club 3D SenseVision (около 6500 руб)
Адаптер относительно дорогой, но имеет большое количество портов, включая HDMI, DVI, разъемы для микрофона и наушников, а также четыре порта USB 2.0 и разъем для быстрой зарядки (USB 3.1 Gen 1)

> Icy Box IB-DK4031 (около 2500 руб)
Более простой вариант адаптера с разъемом Type A (USB 3.1 Gen 1), HDMI,
плюс разъем Type-C с функцией Power Delivery для быстрой зарядки внешних устройств.

Звук — это потоковая передача данных

Дэвид Зальц, Wireworld

Цифровые сигналы на самом деле представляют собой прямоугольные импульсы, которые распознаются при достижении определенного уровня напряжения. Любые отклонения от прямоугольной формы сигнала легко приводят к ошибкам.

Когда вы сохраняете изображение или отправляете его на печать, система исправления ошибок предлагает вам отправить файл, пока не получит полную копию оригинала.

Аудио USB asynchronous — это потоковая передача данных, будет задержка от постоянных запросов на повторные попытки. Таким образом, вместо повторного запроса пакета система исправления ошибок сигнала работает, но может исправить ее неправильно.

Потеря стандартного кабеля приведет к небольшому округлению формы волны и ее смещению, что приведет к ошибкам и потере данных, изменению окраски звука и искажению. Повреждение легко распознать, сравнив стандартные USB-кабели и специальные эталонные адаптеры, у которых разъемы припаяны друг к другу. Создание кабеля, который минимизирует эти потери и отклонения от исходной формы волны, — единственное, что может уменьшить количество ошибок.

Кабель USB 2.0 Wireworld Ultraviolet 7

Компьютерные блоки питания излишне шумят и могут влиять на четкость звука. В большинстве USB-кабелей силовой кабель не изолирован от кабелей, по которым передаются данные; Помехи от него могут исказить сигнал и попасть в ЦАП через вход 5 В. Следовательно, пятивольтный провод должен быть изолирован и пропущен через фильтр, уменьшающий искажения, или даже заменен тихим источником питания.

Помехи также могут быть вызваны статическим электричеством в кабеле. Это трибоэлектрическое искажение также изменяет сигнал, что приводит к дрожанию. Уменьшение этих помех приведет к чистому звуку, близкому к эталонным соединениям.

Нет более нецензурных дискуссий, чем обсуждение воздействия USB-кабеля на сетап

Алексей Свентицкий, WyWires

Цифровые интерфейсы в целом и USB в частности сбивают с толку аудиофилов из-за неясного характера воздействия на звук домашней аудиосистемы.

Многие думают, что цифровые кабели несут только нули и единицы, и поэтому между разными кабелями не может быть слышимой разницы. Аудиофилы, тестирующие несколько кабелей, часто предполагают, что да, USB-кабели могут влиять на звук в системе. По моему опыту, нет более непристойной дискуссии, чем обсуждение влияния USB-кабеля на установку.

Что такое нули и единицы вообще? Это двоичные данные, часто называемые машинным языком, где единица «включена», а ноль — «выключена», по аналогии, например, с выключателем света. Последовательности нулей и единиц используются для перевода удобочитаемой информации на язык, который машина может интерпретировать с помощью переключателей с двумя состояниями в своей схеме.

USB-передатчик (компьютер или музыкальный сервер) передает последовательности нулей и единиц в заранее определенном формате на ЦАП, который преобразует эти последовательности в аналоговый сигнал, уже воспринимаемый человеческим ухом.

Стандарт USB имеет 650 страниц текста. Я постараюсь выделить ключевые моменты, которые расскажут об эффекте кабеля.

Нет чисто цифрового сигнала. Цифровые данные представлены в виде электрических сигналов, подходящих для определенных условий. В нашем случае эти условия описаны в стандарте. Передача данных происходит по двум проводникам, D + и D-, USB интерпретирует нули и единицы как разницу между электрическими сигналами, которые передаются по этим проводникам. Единица — это сигнал, где напряжение на D + на 200 мВ выше, чем D-, ноль — сигнал на D + на 200 мВ ниже, чем D-.

Последовательность разностей потенциалов, или ноль и единица, называется пакетом и является асинхронной, то есть после отправки пакета передатчик ожидает подтверждения прибытия пакета и только после этого отправляет следующий.

USB-передатчик в компьютере передает определенные напряжения на проводники D + и D- в диапазоне от 1,5 до 480 Мбит / с через кабель к ЦАП, и вот так процесс выглядит в очень упрощенной форме. Извините, инженеры, я писал это не для вас, поэтому давайте избегать саркастических комментариев.

USB-кабель WyWires, серебристый

Кабели USB передают электрический сигнал так же, как аналоговые кабели, но с гораздо более высокой частотой (около 480 МГц). Как и для всех электронных проводников, целостность сигнала зависит от основных параметров схемы, таких как индуктивность (L), емкость (C), сопротивление (R) и перекрестные помехи).

Задача разработчика — уменьшить потенциальный ущерб, который может быть нанесен электрическим сигналам L, C, R и шумам. Индуктивность — это явление, при котором сигнал, проходя через проводник, образует вихревой поток, который пытается изменить направление потока тока. Емкость указывает на то, что когда сигнал проходит через проводник, часть энергии покидает его и накапливается в материале, расположенном рядом с проводником, а затем течет обратно в проводник. Сопротивление (или импеданс) показывает, как напряжение будет падать на определенном участке длины проводника из-за его недостаточного сечения при определенных обстоятельствах. Индукции — это передача энергии от одного проводника к другому, расположенному рядом. Все эти явления приводят к дрожанию, дефекту, который появляется в определенное время, что необходимо для обеспечения целостности информации, передаваемой в ЦАП. И мне кажется, что больше всего виноват вместимость и звукосниматели.

650 страниц стандарта USB объясняют, как справиться с сопротивлением и гудением, но игнорируют емкость и индуктивность. К сожалению, стандартная плата для разработки ориентирована исключительно на USB как технологию передачи файлов и не рассматривает возможности потоковой передачи аудио и видео в реальном времени.

Другой аспект USB-кабелей — передача мощности от передатчика к обесточенным приемникам. Линия питания 5 В также может отрицательно повлиять на целостность сигналов D + и D- при отсутствии хорошей изоляции.

В конце концов, следует также говорить о таких вещах, как радиопомехи и электромагнитные помехи. Это внешние эффекты, которые могут повлиять на сигнал USB. В спецификациях 1.1 и более поздних версиях указано, что экранирование радиочастотных / электромагнитных помех необходимо подключать к разъемам на обоих концах кабеля. Программное обеспечение USB 2.0 будет проверять наличие постоянного соединения между точками A и B, поскольку устройства распознают друг друга.

Интерфейс MIDI-USB Steinberg UR22 mkII

Версия Steinberg UR22 MIDI-USB — это еще одна модель с двумя портами MIDI-IN и двумя MIDI-OUT в прочном металлическом корпусе. Вы можете записывать с частотой 192 кГц с качеством 24 бита.

это интерфейс USB 2.0, особенностью которого является возможность связи с iPad, если мы хотим внести изменения с планшета Apple. Он также включает лицензию на программное обеспечение Cubase AI.

Интерфейс MIDI-USB Scarlett Focusrite Solo 3-го поколения

Целостность пришедшего файла не проверяется

Джим Ауд, Purista Audio Design

Имеет смысл рассматривать сигнал USB как последовательность нулей и единиц. Однако не все так просто. Ниже определенного напряжения сигнал говорит «это ноль», а выше определенного уровня — «это единица». То есть один может быть сигнал 3,2 вольта, ноль — 2,9 вольта. Поскольку передача данных происходит быстро и часто, спутать нули и единицы не так уж и сложно. Цифровой сигнал — это не просто последовательность кубиков, отмеченных нулем и единицей, они находятся в определенном диапазоне допустимых значений, но не полностью идентичны.

В такой среде внешнее влияние становится важным фактором. Такие вещи, как электромагнитное излучение. Представьте, что рядом с компьютером звонит ваш мобильный телефон. Скрип и писк, которые вы слышите, точно такие же, как шум в проводе. Экранирование, использование качественных материалов и даже фильтр могут помочь уменьшить помехи от нежелательных сигналов.

Длина тоже влияет. Чем длиннее кабель, тем выше вероятность ухудшения сигнала из-за сопротивления. Поэтому компании переходят на использование проводов более высокого качества. Например, спецификация USB 2.0 ограничивает длину кабеля пятью метрами, а спецификация USB 3.0 ограничивает длину кабеля тремя. Если в конструкции есть качественные жилы, то лучше всего использовать эти трех- или пятиметровые провода.

А как насчет проверки ошибок? Только цифровой аудиосигнал USB. Документ или напечатанное изображение проверяется на наличие ошибок. Когда вы отправляете документ или изображение, также отправляется код с информацией для получателя, содержащий размер пакета. Получатель сравнивает эту информацию с полученным файлом.

USB-кабель Purist Audio Design Ultimate

Эта технология не используется для передачи звука. Целостность входящего файла не проверяется, потому что USB — это открытый кабель. Данные просто заливаются в него, как трубка с водой, без какого-либо битового контроля, проверки количества и других решений, которые присутствуют, например, в HDMI или при отправке того же изображения на печать. Вы получили то, что отправили? Чужой человек.

Чем больше частотный диапазон, тем больше вероятность ошибки. Кабели USB передают сигнал с частотой мегагерца; на низких и высоких частотах на сигнал влияют совершенно разные явления. Поверхностный эффект и отражения начинают влиять на передаваемую информацию, как и электромагнитное излучение.

Можно купить качественный кабель. Обратите внимание на тот, в котором используются проводники с низким сопротивлением и хорошие фильтры. Специальная шина питания, с которой экспериментируют многие производители, тоже неплохая идея. Проверьте характеристики кабеля (2,0 или 3,0?) И посмотрите, соответствует ли он рекомендуемой длине. Качественные кабели обеспечивают чистый и четкий сигнал без потерь или искажений. Они позволяют значительно снизить или полностью исключить влияние внешних источников, что приведет к ошибкам. Кабели USB — важная часть компьютерных аудиосистем.

Звуковые кабели

Они называются так потому, что предназначены для работы с колонками, усилителями, колонками, домашними кинотеатрами и другими подобными устройствами. Эти кабели должны создавать наименьшее сопротивление, которое может каким-либо образом исказить сигнал.

При покупке аудиокабеля рекомендуем обратить внимание на следующие параметры:

• Длина кабеля является наиболее важным параметром для этого типа кабеля, потому что чем длиннее кабель, тем больше в нем электрическое сопротивление, что отражается на потере звуковой мощности и качестве сигнала. Вот почему не стоит покупать слишком длинные аудиокабели и провода. Как узнать, какой длины будет кабель? Оно должно соответствовать расстоянию между усилителем и динамиком, умноженному на 2;
• Сечение кабеля: связано с максимальным током, который может преобладать в кабеле, поэтому принцип прост: чем громче динамики, тем больше должно быть сечение кабеля. Предполагается, что громкоговорители общей мощностью более 100 Вт следует подключать кабелем с поперечным сечением более 4 мм2. В случае меньшей мощности это значение можно уменьшить;
• Изоляция кабеля: она должна быть одновременно толстой и гибкой, чтобы избежать помех. Все это делает целесообразным использование резины TPE.

Цифровой сигнал должен добраться до ЦАПа квадратным

Джо Рейнольдс, Nordost

При разработке высококачественных USB-кабелей следует учитывать множество факторов. Для достижения идеальной производительности необходимо уменьшить шум, гул и дрожание в кабеле. Для этого, опять же, необходимо учесть несколько вещей. Измеримые ошибки синхронизации вызывают слышимые артефакты. Цифровой сигнал, представляющий собой прямоугольную волну, должен проходить от источника к ЦАП как можно более квадратным. Если полоса пропускания кабеля недостаточно велика или есть некоторые помехи, сигнал в углах будет гладким, а его края не будут такими квадратными и чистыми, как это необходимо. Это создаст проблемы в схеме декодирования ЦАП, что снова приведет к заметным артефактам при прослушивании.

USB-кабель Nordost Blue Heaven

Наиболее важным фактором при проектировании кабеля является высокая геометрическая точность конструкции проводника. Это приводит к потере сигнала на больших расстояниях. На это влияет материал, из которого сделана токопроводящая оплетка. В дешевых кабелях используется пластик большой емкости, который быстро «съедает» сигнал на малых расстояниях.

Очень важно хорошее экранирование, защищающее кабель от внешних помех. Также необходимо отделить линии электропередач от линий передачи сигналов. В нашей компании мы используем двойное экранирование с посеребренной плетеной изоляцией и дополнительным слоем пленки.

MIDI-USB интерфейс M-Audio AIR 192 | 6

Мы находим еще один интерфейс MIDI-USB с двумя входами MIDI-IN и двумя входами MIDI-OUT, которые могут записывать с частотой 192 кГц и 24-битным качеством. Кроме того, имеется интерфейс USB Type-C, который позволяет передавать информацию на ПК с минимально возможной задержкой.