高性能数字音频传输系统的设计与实现

　　1　引言

　　随着电子技术和数字化技术的飞速发展，数字音频已经在广播电视的录制、播出、传输等各个应用领域得到了广泛的应用。在很多场合，模拟音频已经无法适应整个扩声系统最基本的要求。大型体育场扩声系统设计中极为关键的问题是如何解决微弱的音频信号的远距离优质传输。对于大型场馆，需要传送的距离通常达到几百米远。采用传统的模拟传输方式，难以解决信号损耗和电磁干扰及接地干扰等难题。数字音频的各种性能远远优于模拟模式，因此广播电视设备的数字化已经成了必然的趋势。采用数字信号进行传输和处理的优点是数字信号对干扰不敏感，整个系统的信噪比及失真与传输距离无关，对于长距离传输，其优良的性能指标是模拟传输所无法比拟的。

　　目前无论电台还是电视台的演播室都在朝着数字化方向发展，作为数字化电视制作的主要功能手段，数字音频的基本理论、接口方式、音频格式和系统设计同样成为广播电视节目制作领域的重大课题。然而，当前绝大多数高性能的数字播出、传输设备都是进口设备，且价格昂贵。本文研究设计的正是应用于这一领域的一款高性能数字音频传输系统。

　　2　数字音频接口标准

　　目前常用的数字音频接口标准主要有AES/EBU(AES3 - 1992)接口、S/PD IF接口、MAD I接口等。S/PD IF主要是作为民用数字音频格式标准，MAD I接口是以双通道AES/EBU 接口为基础而制定的，在专业数字音频领域中主要使用AES/EBU接口标准。

　　AES/EBU的全称是Audio Engineering Society/Eu2ropean B roadcast Union (录音师协会/欧洲广播系统联盟) ，现已成为专业数字音频较为流行的标准，大量民用产品和专业音频数字设备如CD机、DAT、MD机、数字调音台、数字音频工作站等都支持AES/EBU。

　　AES/EBU标准是AES和EBU一起开发的一个数字音频传输标准，它是传输和接收数字音频信号的数字设备接口协议，规定音频数据必须以2的补码进行编码。传输介质是电缆，允许高带宽容量和由A /D转换器产生的并行数据字节的串行传输。在串行传输16～20 bit的并行字节时先传输最低有效位，必须加入字节时钟标志以表明每个样值的开始，最后的数据流为双相标志码编码，另外时钟信息也内嵌进了AES/EBU信号流中。

　　AES/EBU通过基于单根绞合线对来传输数字音频数据，使用串行位传输协议，无须均衡即可在长达100 m的距离上传输数据。它提供两个信道的音频数据(最高24比特量化) ，信道是自动计时和自同步的。

　　它也提供了传输控制的方法和状态信息的表示( chan2nel status bit)和一些误码的检测能力，它的时钟信息是由传输端控制，来自AES/EBU的位流。