1　引言

　　隨著電子技術和數(shù)字化技術的飛速發(fā)展，數(shù)字音頻已經在廣播電視的錄制、播出、傳輸?shù)雀鱾€應用領域得到了廣泛的應用。在很多場合，模擬音頻已經無法適應整個擴聲系統(tǒng)最基本的要求。大型體育場擴聲系統(tǒng)設計中極為關鍵的問題是如何解決微弱的音頻信號的遠距離優(yōu)質傳輸。對于大型場館，需要傳送的距離通常達到幾百米遠。采用傳統(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)字音頻的各種性能遠遠優(yōu)于模擬模式，因此廣播電視設備的數(shù)字化已經成了必然的趨勢。采用數(shù)字信號進行傳輸和處理的優(yōu)點是數(shù)字信號對干擾不敏感，整個系統(tǒng)的信噪比及失真與傳輸距離無關，對于長距離傳輸，其優(yōu)良的性能指標是模擬傳輸所無法比擬的。

　　目前無論電臺還是電視臺的演播室都在朝著數(shù)字化方向發(fā)展，作為數(shù)字化電視制作的主要功能手段，數(shù)字音頻的基本理論、接口方式、音頻格式和系統(tǒng)設計同樣成為廣播電視節(jié)目制作領域的重大課題。然而，當前絕大多數(shù)高性能的數(shù)字播出、傳輸設備都是進口設備，且價格昂貴。本文研究設計的正是應用于這一領域的一款高性能數(shù)字音頻傳輸系統(tǒng)。

　　2　數(shù)字音頻接口標準

　　目前常用的數(shù)字音頻接口標準主要有AES/EBU(AES3 - 1992)接口、S/PD IF接口、MAD I接口等。S/PD IF主要是作為民用數(shù)字音頻格式標準，MAD I接口是以雙通道AES/EBU 接口為基礎而制定的，在專業(yè)數(shù)字音頻領域中主要使用AES/EBU接口標準。

　　AES/EBU的全稱是Audio Engineering Society/Eu2ropean B roadcast Union (錄音師協(xié)會/歐洲廣播系統(tǒng)聯(lián)盟) ，現(xiàn)已成為專業(yè)數(shù)字音頻較為流行的標準，大量民用產品和專業(yè)音頻數(shù)字設備如CD機、DAT、MD機、數(shù)字調音臺、數(shù)字音頻工作站等都支持AES/EBU。

　　AES/EBU標準是AES和EBU一起開發(fā)的一個數(shù)字音頻傳輸標準，它是傳輸和接收數(shù)字音頻信號的數(shù)字設備接口協(xié)議，規(guī)定音頻數(shù)據(jù)必須以2的補碼進行編碼。傳輸介質是電纜，允許高帶寬容量和由A /D轉換器產生的并行數(shù)據(jù)字節(jié)的串行傳輸。在串行傳輸16～20 bit的并行字節(jié)時先傳輸最低有效位，必須加入字節(jié)時鐘標志以表明每個樣值的開始，最后的數(shù)據(jù)流為雙相標志碼編碼，另外時鐘信息也內嵌進了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)據(jù)，使用串行位傳輸協(xié)議，無須均衡即可在長達100 m的距離上傳輸數(shù)據(jù)。它提供兩個信道的音頻數(shù)據(jù)(最高24比特量化) ，信道是自動計時和自同步的。

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

　　AES/EBU的普通物理連接媒質有： ( 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，參數(shù)為阻抗110Ω，電平范圍0. 2 ～5 Vpp，抖動為±20 ns。(2)單端非平衡連接，使用RCA插頭的音頻同軸電纜。(3)光學連接，使用光纖連接器。

　　AES/EBU自1992年修訂以來，該標準已經在錄音制作、數(shù)字影院和廣播電視行業(yè)廣泛應用，成為最常見的數(shù)字音頻格式，相關設備、接口、線纜、配件等應有盡有，而且價格低廉。

　　3　系統(tǒng)電路設計

　　3. 1　系統(tǒng)的總體方案

　　整個數(shù)字音頻傳輸系統(tǒng)分為發(fā)送端、接收端和傳輸介質(電纜) 3個部分。傳輸介質主要有雙絞屏蔽線電纜、同軸電纜、光纖和無線傳輸(如PDH或SDH數(shù)字微波) ，根據(jù)具體場合及傳輸距離來選用。

　　發(fā)送端主要是完成對信號的接入、A /D 轉換、格式編碼、時鐘產生等工作。為了增加信號的動態(tài)范圍，同時防止A /D轉換中出現(xiàn)混疊失真，在模擬輸入通道中應設置信號調理電路和抗混疊濾波器。

　　接收端主要是完成對AES/EBU 格式數(shù)據(jù)的接收、解碼，恢復出主時鐘信號、同步信號，再對音頻數(shù)據(jù)進行D /A轉換等工作。