AESEBU數(shù)字音頻信號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在實(shí)際中的應(yīng)用
AES/EBU信號(hào)可采用平衡傳輸方式(一般應(yīng)用XLR接頭)、也可采用非平衡傳輸方式(一般應(yīng)用BNC接頭)。這兩種輸入/輸出接口的阻抗有所不同,但兩種傳輸方式所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)是一致的,都是遵循AES/EBU幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的。在AES/EBU數(shù)據(jù)幀中包含了時(shí)鐘信息、音頻數(shù)據(jù)信息、非音頻數(shù)據(jù)三種數(shù)據(jù)類型。
時(shí)鐘信息
在AES/EUB的信號(hào)中,采用“雙相位”編碼方式,把信號(hào)的時(shí)鐘信息內(nèi)嵌進(jìn)了AES/EBU信號(hào)流中。 在“雙相位”編碼方式中,把每一個(gè)邏輯“1”和邏輯“0”位所占用的時(shí)間稱為一個(gè)“時(shí)間槽”,在邏輯“0”位時(shí),只在“時(shí)間槽”的開始與結(jié)束處信號(hào)進(jìn)行高、低電平的跳變;在邏輯“1”位時(shí),不僅在“時(shí)間槽”的開始和結(jié)束處信號(hào)進(jìn)行高、低電平的跳變,同時(shí)還要在“時(shí)間槽”的中央處再進(jìn)行一次高、低電平的跳變。 如一段001010的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)“雙相位”編碼后的電平圖如下:
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通過(guò)這種傳輸編碼方式:1,接收端可以從傳輸?shù)男盘?hào)中重建信號(hào)的傳輸速率,從而得到所接收信號(hào)的時(shí)鐘信息。2,通過(guò)這種傳輸編碼,可以消除傳輸鏈路上由于“常1”或“常0”而造成的積累電平,使傳輸鏈路上的電平處于零伏。
音頻信息幀
在AES/EBU的信號(hào)中,音頻數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)幀的方式傳輸,其中每個(gè)音頻數(shù)據(jù)幀包含左、右兩個(gè)子幀,并以串行的方式排列傳輸,左子幀在前、右子幀在后。左、右兩個(gè)子幀的結(jié)構(gòu)是一致的,其構(gòu)成如下圖:
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Preamble:標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù);LSB:最低有效位MSB:最高有效位24bit audio sample word:24比特的采樣字長(zhǎng)V:有效位;U:用戶數(shù)據(jù)位;C:通道狀態(tài)位;P:積偶校驗(yàn)位標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)(Preamble)的編碼方式不遵循“雙相位”編碼規(guī)則,也是在AES/EBU信號(hào)流中唯一不遵循“雙相位”編碼規(guī)則的數(shù)據(jù)。其占有的時(shí)長(zhǎng)為四個(gè)“時(shí)間槽”,在這四個(gè)“時(shí)間槽”長(zhǎng)的脈沖中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)或兩個(gè)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為一點(diǎn)五個(gè)“時(shí)間槽”長(zhǎng)度的邏輯“1”或邏輯“0”脈沖。如下圖,會(huì)有以下三種類型的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù):
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X類型的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù),表示在標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)后跟的是左聲道的音頻幀;Y類型的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù),表示在標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)后跟的是右聲道的音頻幀;Z類型的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù),表示在標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)后跟的是一個(gè)左聲道的音頻幀,同時(shí)也表示是一個(gè)新的狀態(tài)數(shù)據(jù)塊的開始。
音頻數(shù)據(jù)(24bit audio sample word)在左、右?guī)懈髡加?4比特的長(zhǎng)度,其內(nèi)容為每一個(gè)采樣信號(hào)的量化數(shù)值。可以看出在AES/EBU信號(hào)中,最高的量化深度為24比特,同時(shí)在傳輸量化深度為16或20比特的音頻數(shù)據(jù)時(shí),可以采用最低有效位向右移相應(yīng)位,把最低有效位以左的數(shù)據(jù)位置“0”的方式來(lái)完成。下圖為一個(gè)音頻數(shù)據(jù)是16比特長(zhǎng)的左、右?guī)緢D:
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有效位(Validity bit)的功能主要是確認(rèn)傳輸數(shù)據(jù)的有效性。如果有效位被置為“1”,表示接收到的數(shù)字音頻信號(hào)不適合轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。在其它情況下,比如傳輸?shù)臄?shù)據(jù)產(chǎn)生了一些不定錯(cuò)誤或在幀中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不是線性的PCM音頻數(shù)據(jù),都會(huì)使有效位置“1”。
用戶數(shù)據(jù)位(User bit)在AES/EBU信號(hào)中并沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用。 通道狀態(tài)位(Channel status bit):在AES/EBU信號(hào)協(xié)議中,規(guī)定每192個(gè)音頻數(shù)據(jù)幀為一塊,塊中包含有192個(gè)左幀、192個(gè)右?guī)?。每個(gè)塊的開頭標(biāo)識(shí)為Z類型的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)。在塊中所有的左幀和右?guī)瑑?nèi)的通道狀態(tài)位就分別組成了一個(gè)192比特長(zhǎng)度的左狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和右狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。其狀態(tài)信息數(shù)據(jù)中表示了所傳數(shù)據(jù)的采樣率、量化深度、循環(huán)校驗(yàn)碼等信息,其詳細(xì)信息附在最后處。
在實(shí)際中的應(yīng)用
在我臺(tái)某頻率的播出機(jī)房為主備機(jī)房相互熱備,通過(guò)跳線的方式來(lái)完成與主控機(jī)房間的切換。其基本流程圖如下:
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跳線盤采用的跳線模式為:插上斷下、插下斷上。延時(shí)器型號(hào)的都是DB500。
故障現(xiàn)象:在主機(jī)房傳輸?shù)街骺貦C(jī)房的信號(hào)完全正常時(shí),如果把備機(jī)房的信號(hào)跳到主控機(jī)房,同時(shí)延時(shí)器處于延時(shí)狀態(tài)時(shí),主控機(jī)房收到的信號(hào)一切正常,但如果此時(shí)把備機(jī)房的延時(shí)器處于旁路狀態(tài),主控機(jī)房反應(yīng)聽不到監(jiān)聽。無(wú)論備機(jī)房的延時(shí)器處于何種狀態(tài),其內(nèi)嵌的音量表始終顯示正常。
故障分析:通過(guò)以上的現(xiàn)象,我們分析故障點(diǎn)應(yīng)該在備機(jī)房的調(diào)音臺(tái)上。我們用“system two”測(cè)試儀對(duì)備機(jī)房的數(shù)字主、備輸出口進(jìn)行了端口分析,發(fā)現(xiàn)主、備輸出口的AES/EBU數(shù)據(jù)幀內(nèi)的有效位(validity data)始終為“1”,顯示這兩個(gè)數(shù)字輸出的信號(hào)不適合作數(shù)模轉(zhuǎn)換、或存在有其它的問(wèn)題。所以導(dǎo)致備機(jī)房的信號(hào)直接送到主控后不能聽見監(jiān)聽聲音,而信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)器進(jìn)行了數(shù)字信號(hào)重建后,有效位(validity data)恢復(fù)正常后,送到主控的信號(hào)又恢復(fù)正常了。
故障解決:我們拆下了備機(jī)房相應(yīng)數(shù)字輸出卡進(jìn)行查看,發(fā)現(xiàn)輸出卡的板卡跳線(此跳線是出廠設(shè)置,一般不做修改)與維護(hù)手冊(cè)上的板卡跳線不一致,我們進(jìn)行了修改,重新安裝,用“system two”測(cè)試儀分析輸出端口數(shù)據(jù)幀時(shí),顯示有效位(validity data)恢復(fù)正常。重新把備機(jī)房的信號(hào)跳到主控機(jī)房,無(wú)論延時(shí)器處于何種狀態(tài),主控都反應(yīng)一切正常。
提問(wèn)者:like謝雨
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提問(wèn)時(shí)間:10-07 04:20
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