Ancho de banda desde el conector para auriculares/micrófono

Question

Me interesé en esto después de ver a Square usar el conector para auriculares del iPhone para enviar datos de tarjetas de crédito.

¿Cuál es el ancho de banda promedio del conector para auriculares en un iPhone, una computadora portátil promedio y un dispositivo móvil promedio?

¿Se puede duplicar enviando diferentes flujos de datos en los diferentes canales (izquierda/derecha)?

Answer 1

Un problema es el ancho de banda de los cables de audio, en el que no entraré aquí.En cuanto a los puertos de audio, supongamos una tarjeta de sonido con una frecuencia de muestreo máxima de 44.100 o 48.000 muestras/s a 16 bits/muestra/canal, lo que da como resultado un ancho de banda máximo de 22,05 o 24 kHz (básicamente un resultado de la Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, aunque para el muestreo de sonido, la señal muestreada también tendría que tener una amplitud continua para que se aplique este teorema) y una velocidad de transferencia de 176,4 o 192 kBps para estéreo.

De acuerdo a Estudio Seis Digital, la entrada de línea del iPhone admite una frecuencia de muestreo máxima de 48 kHz.El micrófono de la versión 3G también funciona a 48 kHz, mientras que el micrófono del iPhone de primera generación muestreó a 8 kHz.No he podido encontrar especificaciones de profundidad de bits para el iPhone, pero creo que utiliza muestras de 16 bits.Las muestras de 24 bits son la otra posibilidad.

De acuerdo a Fortuny en el Foros de Apple, que citaba una nota del desarrollador de Apple Audio, la entrada de línea en una MacBook admite muestras de hasta 24 bits con una frecuencia de muestreo de 96 kHz, para una velocidad de datos de 576 kBps.manzana Puertos y conectores externos de MacBook La página enumera la frecuencia de muestreo máxima como 192 kHz, pero es posible que la hayan cambiado con la frecuencia de muestreo máxima para audio digital usando el puerto óptico.

Para comparación de tarifas, los sistemas telefónicos tenían una frecuencia de muestreo de 8 kHz a 8 bits/muestra mono, lo que daba como resultado una velocidad de datos máxima de 8 kbps.FM tiene una frecuencia de muestreo de 22,05 kHz a 16 bits/muestra/canal y es estéreo, lo que da como resultado una velocidad de datos de 88,2 kBps.

Por supuesto, los cálculos anteriores ignoran el problema de la sincronización del flujo de datos y la detección y corrección de errores, todo lo cual consumirá una parte de la señal.

Answer 2

Típica dispositivo máximo de audio es 48 kHz estéreo, un montón de dispositivos pueden manejar 96 Khz.

Pero por supuesto lo que sale de la toma de auriculares es analógica, no digital, y se ejecuta a través de unos filtros así como a la salida, por lo que algún tipo de modulación de tono es el camino a seguir. Puede haber algo de diafonía entre los canales estéreo - la cantidad de diafonía va a ser muy dependientes del dispositivo.

módems telefónicos estilo 0LD podría enviar 9600 baudios a través de líneas analógicas estándar que ni siquiera son tan limpio como el conector de auriculares típicos. Y eso es MONO. Yo pensaría usted podría conseguir 2.400 baudios por canal sin trabajar demasiado duro.

Usted puede ser capaz de ir tan alto como 100 K baudios si estuviera muy inteligente en el procesamiento de señales. sistemas de validación de tarjetas de crédito se diseñaron para ejecutar a 2400 baudios mono última vez que miré, No me sorprendería si todavía les dio la cantidad de inercia existe en sistemas de punto de compra.

Answer 3

No estoy seguro si esto es correcto para todos los sistemas, pero casi todos, si no todos los sistemas de muestreo utilizar un sistema de modulación delta de 1 bit que lo más probable incrustado en el conjunto de chips DSP en la mayoría de las unidades portátiles. La decimación (cambio de 1 bit a 16,20 o 24 bits) se realiza en software y también lo es los filtros anti-aliasing. Cuenta que estos chips de DFP se están optimizando a través de hardware con el fin de reducir el consumo de energía, lo que puede haber un límite a lo que podían producir a través del software.

En cuanto a las limitaciones de Nyquist - Estos en realidad no entran en contexto cuando se transfiere información digital a través de rutas de datos bien controlados. Si nos fijamos en los módems y la forma de transmisión de información - que utiliza una gran cantidad de DSP para enviar un ancho de banda superior mediante el uso de phase shift keying - que analiza el cambio de fase con respecto a la frecuencia de la señal portadora y puede diferenciar incrementos mucho menores que las duplicación normal del límite de Nyquist. (muestreo a 44 kHz mientras que la producción en los datos a 20 kHz) para que el DSP puede ver un cambio 10 o 20 grados en la frecuencia de la portadora en comparación con el cambio de 180 grados. esto es debido a que tiene una señal de referencia para comparar con.

También el flujo de datos es todo de banda ancha de espectro ensanchado codificada que aumenta la densidad de un manojo entero (lookup Jesse Russell para banda ancha y Hedy Lamarr en espectro expandido)

Mi portátil hace 192 kHz a 24 bits (dell XRS / 14z) o eso dicen. Por lo general transfiero mi audio a través de una conexión de red a mi pc estudio principal que tiene una óptica ADAT a una unidad remota por lo que obtener de ruido superior y los niveles de diafonía. ordenadores portátiles y teléfonos móviles inteligentes están llenos de ruido digital y son físicamente demasiado pequeño para reducir estos problemas. Hasta que consiguen unos auriculares digitales (no probable que pronto), entonces uno tiene que usar sistemas discretos como lo hacen en una grabación profesional estudios.

Answer 4

He creado una biblioteca de responder a esta pregunta para mí mismo. El iPhone tiene un corte bastante típico de alrededor de 20 kHz, por lo que la velocidad de datos se puede lograr sólo depende de lo bien que su SNR es. La teoría relevante es el límite de Shannon-Nyquist. Me las he arreglado para golpear más o menos de 64 kbps con esta biblioteca, y creo que más es posible con una mejor sintonía

Si desea ver la biblioteca, es https://github.com/quiet/quiet demostración en vivo: https://quiet.github.io/quiet-js/lab.html

Answer 5

20Khz es más o menos lo máximo en cualquier circuito destinado a llevar a audio, porque es más o menos la parte superior de la respuesta en frecuencia del oído humano. Teniendo en cuenta el límite de Nyquist, es probable que mirar a 10Kb / s como mucho. Por supuesto, Back In The Day (TM), que aunque 9600b / s fue alta velocidad, por lo que podría ser lo suficientemente bueno. Y sí, se podría duplicar usando una salida estéreo.