Меня заинтересовало это после того, как я увидел, что Square использует разъем для наушников на iPhone для отправки данных кредитной карты.
Какова средняя пропускная способность гнезда для наушников на iPhone, среднем ноутбуке и среднем мобильном устройстве?
Можно ли его удвоить, отправив разные потоки данных на разные каналы (влево/вправо)?
Одной из проблем является пропускная способность аудиокабелей, на которые я не буду входить. Что касается аудиопортов, предположите звуковые карты с максимальной частотой дискретизации 44 100 или 48 000 сэмплов/с по 16 бит/выборке/каналу, что приведет к максимальной полосе пропускания 22,05 или 24 кГц (в основном результат теорема выборки Найквиста-Шэннона, хотя для выборки звука дискретизированный сигнал также должен быть непрерывной амплитудой 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, в то время как микрофон первого поколения iPhone, выбранный на частоте 8 кГц. Мне не удалось найти спецификации бит-бит для iPhone, но я считаю, что он использует 16-битные образцы. Еще одна возможность - 24-битные выборки.
В соответствии с Fortuny на форумах Apple, который цитировал примечание разработчика Apple Audio, линейка на MacBook поддерживает до 24 бит с частотой дискретизации 96 кГц для скорости передачи данных 576 кбит/с. Apple На странице MacBook External Ports and Connector отображается максимальная частота дискретизации 192 кГц, но они могут переключаться с максимальной частотой дискретизации для цифрового аудио, используя оптический порт.
Для сравнения в телефонных системах была частота дискретизации 8 кГц с 8 битами/монодом выборки, что привело к максимальной скорости передачи данных 8 кбит/с. FM имеет частоту дискретизации 22,05 кГц при 16 бит/выборке/канале и является стереофоническим, что приводит к скорости передачи данных 88,2 кбит/с.
Конечно, приведенные выше вычисления игнорируют проблему синхронизации потока данных и обнаружения и исправления ошибок, все из которых будут потреблять часть сигнала.
Типичный максимум аудиоустройства - это 48 КГц стерео, многие устройства могут обрабатывать 96 кГц.
Но то, что вышло из разъема для наушников, является аналоговым, а не цифровым, и оно проходит через некоторые фильтры, а также на выходе, поэтому может возникнуть какая-то модуляция тональности. Между стереоканалами могут быть некоторые перекрестные помехи - сколько перекрестных помех будет очень зависимым от устройства.
Телефонные модемы 0-го уровня могут отправлять 9600 бод по сравнению со стандартными аналоговыми линиями, которые даже не такие чистые, как ваш обычный разъем для наушников. И это МОНО. Я думаю, вы могли бы получить 2400 бод на канал, не слишком усердно работая.
Возможно, вы сможете достичь скорости до 100 тыс. бод, если вы очень умны в обработке сигналов. Системы проверки кредитной карты были разработаны для запуска в 2400 бод моно в последний раз, когда я смотрел на них. Меня не удивили бы, если бы им все же дали, сколько инерции существует в точке покупки.
Я не уверен, что это правильно для всех систем, но почти все, если не все системы дискретизации используют 1-битную систему дельта-модуляции, которая, скорее всего, встроена в чип dsp, установленный на большинстве переносных устройств. Прореживание (изменение 1 бит до 16,20 или 24 бит) выполняется в программном обеспечении, а также фильтры сглаживания. Имейте в виду, что эти чипы 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 nyquist - они действительно не вступают в контекст при передаче цифровой информации по хорошо контролируемым маршрутам данных. Если вы посмотрите на модемы и способ передачи информации - они используют много DSP для отправки более высокой ширины полосы, используя фазовую манипуляцию, которая смотрит на относительный фазовый сдвиг на синхронизацию несущего сигнала и может дифференцировать гораздо меньшие приращения, чем нормальное удвоение предела Найквиста (выборка при 44 кГц при производстве при данных 20 кГц), поэтому dsp может видеть сдвиг в несущей частоте 10 или 20 градусов по сравнению с сдвигом на 180 градусов. это потому, что у вас есть опорный сигнал для сравнения.
Также поток данных представляет собой кодированный широкополосный с расширенным спектром, который увеличивает плотность всей совокупности (поиск jesse russell для широкополосной связи и Hedy Lamarr в расширенном спектре)
Мой ноутбук делает 192 кГц на 24 бит (dell xrs/14z) или, как они говорят. Обычно я передаю свой звук через сетевое подключение к своему основному студийному ПК с оптикой ADAT для удаленного устройства, поэтому я получаю превосходный уровень шума и перекрестных разговоров. ноутбуки и мобильные смартфоны полны цифрового шума и физически слишком малы, чтобы уменьшить эти проблемы. Пока они не получат цифровые наушники (вряд ли скоро), тогда приходится использовать дискретные системы, как в профессиональных студиях звукозаписи.
20Khz в значительной степени является максимальным для любой схемы, предназначенной для переноса звука, потому что это в значительной степени верхняя часть частотной характеристики человеческого уха. Учитывая предел Найквиста, вы, вероятно, смотрите на вершины 10Kb/sec. Конечно, Back In The Day (TM), мы, хотя 9600b/s были высокой скоростью, так что это может быть достаточно хорошо. И да, вы можете удвоить его, используя стерео выход.
Я собрал библиотеку, чтобы ответить на этот вопрос для себя. У iPhone довольно типичное обрезание около 20 кГц, поэтому скорость передачи данных, которую вы можете достичь, зависит только от того, насколько хороша ваша SNR. Соответствующей теорией является предел Шеннона-Найквиста. Мне удалось получить примерно 64 Кбит/с с помощью этой библиотеки, и я думаю, что с лучшей настройкой возможно больше
Если вы хотите увидеть библиотеку, https://github.com/quiet/quiet Демо-версия: https://quiet.github.io/quiet-js/lab.html