Mini-guida ai cavi e connessioni digitali

Nel meraviglioso mondo wireless i cavi sono eliminati e possiamo dimenticarceli. Ma non si può fare tutto in wireless (a parte che non è mai tanto chiaro cosa parte e cosa arriva), quindi un breve riassunto delle connessioni con le quali può avere a che fare l'audiofilo ex-analogico può essere utile.
Solo cenni sulle caratteristiche dei formati utilizzati, perché si trovano già facili ed esaurienti su Wikipedia.

I tre standard
Per i sistemi professionali ci sono anche altre possibilità, ma nel mondo audiofilo ormai digitalizzato gli standard utilizzati per gli ingressi e le uscite sono tre, e non hanno le stesse caratteristiche né le stesse prestazioni:

• S/PDIF Cavo coassiale digitale - Connettori RCA o Mini jack
• S/PDIF Cavo Ottico - Connettori Toslink o Mini-Toslink
• USB 2.0 o 3.0

Fino a qualche anno fa si usava anche la connessione Firewire (IEEE 1394), adottata quasi solo da Apple, che aveva allora prestazioni superiori al USB, che poi si è evoluto e così anche Apple si è arresa e non lo usa più.

A cosa servono i cavi di connessione

In campo audio stereo, soltanto a collegare, in ascolto, il player al DAC, se sono realizzati con componenti separati, oppure, in registrazione, il DAC al registratore digitale. La complicazione nasce dal fatto che non tutti i player, DAC e registratori utilizzano lo stesso standard. Ad esempio, lettori CD o multiformato, quando le prevedono, utilizzano sempre uscite S/PDIF mentre computer fissi o mobili sempre uscite USB. Sono necessari quindi in alcuni casi cavi speciali in grado di connettere uno standard ad un altro.

Il CD Player Audio Analogue Paganini 192/24 Rev 2. L'uscita digitale coassiale è indicata dalla freccia.

S/PDIF e USB

E' uno standard nato assieme al CD e difatti la sigla sta per "Sony/Philips Digital Interface Format". E' progettato per utilizzare sia cavi coassiali sia cavi ottici e diverse tipologia di connettori.

Lo standard USB  invece è stato sviluppato nel settore informatico per sostituire altri sistemi di trasporto dati precedenti ed in particolare la connessione SCSI (Small Computer System Interface) e in seguito anche le porte specializzate per stampanti, tastiere e mouse.
La versione 1.0 risale al 1996 e il transfer rate era solo di 1,5Mb/sec., appena sufficiente per il CD. Ora con la versione 3.0 (2007) è arrivato a 4,8Gb/sec ed è ancora ampiamente sufficiente per le applicazioni audio. Per il video in alta e altissima risoluzione invece è stato sviluppato, come noto, una standard specifico: l'HDMI (2002 versione 1.0 - High-Definition Multimedia Interface) che nella prima versione aveva prestazioni analoghe al USB 3.0 (4,9Gb/s) ed è arrivato con HDMI 2.0 (2013) a 18Gb/s

Le prestazioni audio
A parte il bitrate, che è un requisito da rispettare, le prestazioni audio nelle connessioni tra dispositivi diversi sono caratterizzate essenzialmente dalla capacità di ridurre al minimo il fenomeno del jitter, un termine generico (in inglese significa "tremolio") che nell'audio digitale può interessare il trasferimento del segnale al decoder (interface jitter) e il processo di campionamento (sampling jitter). Senza entrare in dettagli (una efficace illustrazione si può leggere in italiano su TNT-Audio), contrariamente a quanto si potrebbe ritenerere, la connessione che consente, se opportunamente utilizzata, di ridurre al massimo il fenomeno è USB anziché lo standard specializzato S/PDIF. Inoltre quest'ultimo è progettato solo per la trasmissione in formato digitale PCM.
Il risultato è che nei DAC l'ingresso che consente le prestazioni di targa (es. 192KHz, DSD256) è tipicamente solo la porta USB, mentre gli ingressi S/PDIF quando presenti sono limitati a 96KHz e non possono gestire il trasferimento di audio con campionamento DSD.

Esempi e soluzioni

Lettore CD con DAC esterno
La prima necessità, o curiosità, che può interessare un audiofilo è collegare il suo lettore CD ad un DAC esterno di prestazioni teoricamente superiori, eventualmente lo stesso DAC usato per l'ascolto della "musica liquida". Prerequisito ovviamente è che il lettore abbia un'uscita digitale, ma diversi modelli di fascia media-alta ne sono dotati. Di solito viene adottato lo standard S/PDIF con cavo coassiale, più raramente l'ottico. E' il caso del mio lettore (Audio Analogue Paganini 192/24 Rev 2.0).
Naturalmente anche il DAC deve essere un modello dotato di più ingressi e non del solo ingresso USB. In questo caso almeno un ingresso coassiale è sempre presente.

Il cavo necessario è quindi molto semplice, un cavo di connessione coassiale con spinotti RCA maschio su entrambi i lati. Come questo disponibile come Amazon Basic, che dimostra quindi che è abbastanza diffusa questa esigenza (ma può servire anche per gli impianti video).

Una volta connesso al DAC si scopre che l'uscita digitale non esclude quella analogica e quindi per i volonterosi è anche possibile effettuare agevolmente test in cieco o doppio cieco per verificare se l'utilizzo di un DAC esterno introduce effettivamenti un incremento di qualità.

Cavo digitale coassiale con spinotti RCA

Lettore multiformato con DAC esterno

Vale quanto riportato sopra con l'unica eccezione del formato SACD. Come abbiamo visto le uscite S/PDIF sono solo PCM e quindi la connessione esterna in HD potrà essere utilizzata solo con i DVD-Audio o in generale con dischi in standard DVD. Anche questa connessione è stata provata, utilizzando il mio lettore multiformato OPPO DV980, che è dotato di 2 uscite digitali S/PDIF, una ottica ed una coassiale. Il test è stato fatto ancora sulla porta di output coassiale e ha confermato, come da prevedersi, la possibilità di riproduzione sia per i CD sia per i DVD-Audio. Mentre inserendo un SACD la porta è disattivata o comunque non esce alcun suono, nè disturbi. Usando in alternativa un cavo ottico non ci sarebbero state differenze.

Monitor o decoder TV

L'audio dei contenuti in visione è normalmente trasmesso dal decoder al monitor TV con la connessione HDMI o, nel caso del monitor collegato direttamente al digitale terrestre, internamente agli altoparlanti del monitor stesso.
Per ascoltare invece con il nostro impianto stereo e quindi con maggiore qualità, sia sui monitor sia sui decoder erano sempre presenti, sino a tempi molto recenti, le uscite analogiche RCA standard e quindi la connessione era possibile senza problemi.

I modelli più nuovi stanno però perdendo le uscite analogiche e presentano una sola uscita digitale extra sia per l'audio stereo sia per l'audio multicanale. E' il caso del recente decoder Sky Q di Sky che, appunto ha recentemente sostituito il mio vecchio decoder Sky HD. 

Per la connessione all'impianto stereo è necessario quindi passare per un DAC a più ingressi. Nel mio caso l'ingresso Toslink ottico era già occupato (per l'uscita digitale del Chromecast Audio) e di conseguenza ho sperimentato la possibilità di connessione "mista" tra S/PDIF coassiale ed ottico. 

Per realizzarla sono disponibili scatolotti di conversione come quello di Prozor che ho acquistato (basso costo, ca. 15 €) e che consente la conversione bidirezionale, cioè da ottico a coassiale (come nel mio caso) o viceversa, selezionabile con un piccolo selettore. Non è un componente passivo e richiede l'alimentazione, che può essere fornita da una porta USB o connettendolo alla rete con una presa di ricarica fornita con uno smartphone (ne avremo in casa sicuramente qualcuna in più).

Convertitore bidirezionale S/PDIF dgitale <-> ottico Prozor

Una connessione un po' più complicata, ma quasi solo per l'impedimento dei cavi (che non si trovano facilmente più corti di un metro). Anche in questo caso, avendo cura di settare sullo scatolotto in modo corretto la direzione input > output e l'inserimento dei connettori negli ingressi di input e di output, funziona tutto correttamente. Attenzione però a settare correttamente sul decoder il formato audio digitale, che può essere multicanale Dolby B oppure stereo. Ovviamente deve essere stereo, altrimenti si ascolteranno solo le trasmissioni radio.

Connessione a registratori digitali

Non sono molto presenti negli impianti oggi, anzi penso siano piuttosto rari. Sono invece la norma in impianti pensati anche come studio di registrazione della musica, amatoriale o semi-professionale.
I registratori digitali si possono suddividere in base al sistema di archiviazione in DAT, MiniDisc, e hard disk (di solito questi ultimi hanno anche la possibilità di registrazione su schede SD). Questi componenti hanno sempre uno o più ingressi analogici e un codec analogico-digitale (che può essere usato anche per la conversione in digitale degli LP, vedi post precedente) e quasi sempre un ingresso digitale, normalmente a standard S/PDIF ottico o coassiale. I modelli professionali, come ad esempio i Nagra potrebbero anche avere un ingresso AES/EBU, che è la versione pro del S/PDIF.

Il registratore digitale può essere anche un PC con una scheda di rete specializzata e un software app di registrazione come Cubase oppure un PC che ha gia di serie un ingresso digitale, come il Mac Mini (ma solo fino alla versione 2014).

Tascam DR-680MKII

DAT e MiniDisc sono fuori produzione da anni, anzi da decenni ormai, ma possono ancora essere presenti in alcuni impianti, mentre i registratori digitali "da tavolo" come il Tascam DR-680MKII (prezzo medio) sono acquistati da chi registra musica prodotta in proprio o con amici, non per acquisire contenuti musicali in formato digitale, anche se possono fare questo mestiere (non tutti, i modelli più economici hanno spesso solo input analogici).

Una esigenza quindi piuttosto rara, ma abbastanza interessante per chi ha questi componenti hardware e/o software, perché consente copie in formato digitale anche in quei casi in cui il ripping su PC non è possibile facilmente (per esempio da DVD). Ancora una volta spossono servire cavi di interconnessione tra connettori diversi.

Esempi di configurazioni di registrazione digitale:

• Registrazione da Chromecast Audio a MiniDisc: cavo mini-Toslink > Toslink (provato con MiniDisc Sony MDS-JE330)
• Registrazione da Chromecast Audio a Mac mini: cavo mini-Toslink > mini-Toslink (provato, vedi post precedente)
• Registrazione da player multiformato su uscita S/PDIF ottica a Mac Mini con GarageBand: cavo Toslink > mini Toslink (provato con Oppo DV980H e Mac Mini)
• Registrazione da player multiformato su uscita S/PDIF coassiale a Mac Mini con GarageBand: cavo coassiale digitale > convertitore Prozor > cavo Toslink - mini Toslink (provato con Oppo DV980H, uscita S/PDIF coassiale).

Sony MDS-JE330

USB-C e Micro-USB

Qualche parola conviene spenderla anche per il tipo di connessione sicuramente più conosciuta, anche dai meno tecnologici. La tecnologia trasmissiva si è evoluta fino all'attuale USB 3.0, ma la connessione lato PC è rimasta sempre uguale, non bifronte, da qui lo strano fenomeno che fa sì che l'80% delle volte cerchiamo di inserire il cavo nel verso sbagliato. Questo è il connettore USB-A
Sull'altro lato, la device connessa al PC, invece esistono due tipologie di connettori (USB-B, USB-C) e diverse varianti. La forma è sensibilmente diversa e quindi sbagliare cavo non è possibile, mentre è possibile, anzi frequente, non avere il cavo giusto (e chiedersi perché esistano tanti tipi). Ma esistono due connettori diversi di forma quasi uguale: USB-C e Micro-B o Micro-USB.  Un USB-C può entrare quindi con qualche sforzo in una presa Micro-USB e connettere almeno l'alimentazione, ma non il resto, e la device (di solito un DAC compatto) non funziona. E' perché il cavo non è "il suo".

In sintesi

La dotazione di cavi e dispositivi di conversione è molto ampia e può coprire praticamente tutte le esigenze anche per combinazioni abbastanza complesse. L'ampia disponibilità è favorita dal fatto che si tratta di connessioni che servono anche per il settore video e home-theater.