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�(shù)字音頻傳輸系�(tǒng)
閱讀�8609�(shí)間:2011-01-07 15:27:06

  目前無論電臺還是電視臺的演播室都在朝著數(shù)字化方向�(fā)展,作為�(shù)字化電視制作的主要功能手�,數(shù)字音頻的基本理論、接口方�、音頻格式和系統(tǒng)�(shè)�(jì)同樣成為廣播電視節(jié)目制作領(lǐng)域的重大課題。然�,當(dāng)前絕大多�(shù)高性能的數(shù)字播�、傳輸設(shè)備都是�(jìn)口設(shè)�,且�(jià)格昂貴。本文研究設(shè)�(jì)的正是應(yīng)用于這一�(lǐng)域的一款高性能�(shù)字音頻傳輸系�(tǒng)�

引言

  隨著電子技�(shù)和數(shù)字化技�(shù)的飛速發(fā)�,數(shù)字音頻已�(jīng)在廣播電視的錄制、播�、傳�?shù)雀鱾€(gè)�(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)�。在很多場合,模擬音頻已�(jīng)無法適應(yīng)整�(gè)�(kuò)聲系�(tǒng)最基本的要�。大型體育場�(kuò)聲系�(tǒng)�(shè)�(jì)中極為關(guān)鍵的問題是如何解決微弱的音頻信號的遠(yuǎn)距離�(yōu)�(zhì)傳輸。對于大型場�,需要傳送的距離通常�(dá)到幾百米�(yuǎn)。采用傳�(tǒng)的模擬傳輸方式,難以解決信號損耗和電磁干擾及接地干擾等難題。數(shù)字音頻的各種性能�(yuǎn)�(yuǎn)�(yōu)于模擬模�,因此廣播電視設(shè)備的�(shù)字化已經(jīng)成了必然的趨�。采用數(shù)字信號�(jìn)行傳輸和處理的優(yōu)�(diǎn)是數(shù)字信號對干擾不敏感,整�(gè)系統(tǒng)的信噪比及失真與傳輸距離無關(guān),對于長距離傳輸,其�(yōu)良的性能指標(biāo)是模擬傳輸所無法比擬��

�(shù)字音頻接口標(biāo)�(zhǔn)

  目前常用的數(shù)字音頻接口標(biāo)�(zhǔn)主要有AES/EBU(AES3 - 1992)接口、S/PD IF接口、MAD I接口�。S/PD IF主要是作為民用數(shù)字音頻格式標(biāo)�(zhǔn),MAD I接口是以雙通道AES/EBU 接口為基�(chǔ)而制定的,在�(shù)字音頻領(lǐng)域中主要使用AES/EBU接口�(biāo)�(zhǔn)�

  AES/EBU的全稱是Audio Engineering Society/Eu2ropean B roadcast Union (錄音師協(xié)�/歐洲廣播系統(tǒng)�(lián)�) ,現(xiàn)已成為數(shù)字音頻較為流行的�(biāo)�(zhǔn),大量民用產(chǎn)品和音頻�(shù)字設(shè)備如CD�(jī)、DAT、MD�(jī)、數(shù)字調(diào)音臺、數(shù)字音頻工作站等都支持AES/EBU�

  AES/EBU�(biāo)�(zhǔn)是AES和EBU一起開�(fā)的一�(gè)�(shù)字音頻傳輸標(biāo)�(zhǔn),它是傳輸和接收�(shù)字音頻信號的�(shù)字設(shè)備接口協(xié)�,規(guī)定音頻數(shù)�(jù)必須�2的補(bǔ)碼�(jìn)行編碼。傳輸介�(zhì)是電�,允許高帶寬容量和由A /D�(zhuǎn)換器�(chǎn)生的并行�(shù)�(jù)字節(jié)的串行傳輸。在串行傳輸16�20 bit的并行字節(jié)�(shí)先傳輸有效位,必須加入字節(jié)�(shí)鐘標(biāo)志以表明每�(gè)樣值的開始,的�(shù)�(jù)流為雙相�(biāo)志碼編碼,另外時(shí)鐘信息也�(nèi)嵌�(jìn)了AES/EBU信號流中�

  AES/EBU通過基于單根絞合線對來傳輸數(shù)字音頻數(shù)�(jù),使用串行位傳輸�(xié)議,無須均衡即可在長�(dá)100 m的距離上傳輸�(shù)�(jù)。它提供兩�(gè)信道的音頻數(shù)�(jù)(24比特量化) ,信道是自動(dòng)�(jì)�(shí)和自同步的�

  它也提供了傳輸控制的方法和狀�(tài)信息的表�( chan2nel status bit)和一些誤碼的檢測能力,它的時(shí)鐘信息是由傳輸端控制,來自AES/EBU的位��

  AES/EBU的普通物理連接媒質(zhì)�: ( 1)平衡或差分連接,使用XLR (卡儂)連接器的三芯話筒屏蔽電纜,參�(shù)為阻�110Ω,電平范�0. 2 �5 Vpp,抖�(dòng)為�20 ns�(2)單端非平衡連接,使用RCA插頭的音頻同軸電��(3)光學(xué)連接,使用光纖連接��

  AES/EBU�1992年修訂以�,該�(biāo)�(zhǔn)已經(jīng)在錄音制�、數(shù)字影院和廣播電視行業(yè)廣泛�(yīng)用,成為最常見的數(shù)字音頻格�,相�(guān)�(shè)�、接�、線�、配件等�(yīng)有盡有,而且�(jià)格低��

原理

  �(fā)送端主要是完成對信號的接�、A /D �(zhuǎn)�、格式編�、時(shí)鐘產(chǎn)生等工作。為了增加信號的�(dòng)�(tài)范圍,同�(shí)防止A /D�(zhuǎn)換中出現(xiàn)混疊失真,在模擬輸入通道中應(yīng)�(shè)置信號調(diào)理電路和抗混疊濾波器�

  接收端主要是完成對AES/EBU 格式�(shù)�(jù)的接�、解碼,恢復(fù)出主�(shí)鐘信�、同步信�,再對音頻數(shù)�(jù)�(jìn)行D /A�(zhuǎn)換等工作�

格式編碼

  CS5381是CirrusLogic公司推出120 dB�192 kHz高性能24 bit立體聲模�(shù)�(zhuǎn)換芯�。CS5381可工作在�、從兩種模式下。模式選擇可通過管腳2 (M /S)來�(jìn)�,本�(shè)�(jì)工作在主模式。CS5381采樣率可以通過MD IV、M0和M1�3�(gè)管腳邏輯電平控制,主�(shí)鐘選擇可以根�(jù)所選的采樣頻率和MD IV引腳作選�。本�(shè)�(jì)中選擇的�48 kHz單倍速采樣率,采�12. 288MHz有源晶振做時(shí)鐘源。CS5381�(zhuǎn)換結(jié)果是24位補(bǔ)碼形式串行數(shù)�(jù),且左右通道交替輸出,可用LRCK高低電平來�(jìn)行區(qū)分。輸出數(shù)�(jù)有兩種格式即左對齊和I2S格式,本�(shè)�(jì)采用I2S格式�

  �(shù)字音頻的格式編碼與發(fā)送由Cirrus Logic公司的數(shù)字音頻發(fā)射器CS8406完成。CS8406可支�192kHz采樣�,并滿足下一代音頻格�,可接收和編碼音頻和�(shù)�?jǐn)?shù)�(jù),再�(jīng)過多路復(fù)用和編碼�,將其傳送至電纜/光纖接口��

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