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AESEBU数字音频信号的结构特点及在实际中的应用

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T117987893|  楼主 | 2012-9-29 13:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  AES/EBU信号可采用平衡传输方式(一般应用XLR接头)、也可采用非平衡传输方式(一般应用BNC接头)。这两种输入/输出接口的阻抗有所不同,但两种传输方式所传输的数据帧结构是一致的,都是遵循AES/EBU帧结构标准的。在AES/EBU数据帧中包含了时钟信息、音频数据信息、非音频数据三种数据类型。
时钟信息
  在AES/EUB的信号中,采用双相位编码方式,把信号的时钟信息内嵌进了AES/EBU信号流中。 在双相位编码方式中,把每一个逻辑1和逻辑0位所占用的时间称为一个时间槽,在逻辑0位时,只在时间槽的开始与结束处信号进行高、低电平的跳变;在逻辑1位时,不仅在时间槽的开始和结束处信号进行高、低电平的跳变,同时还要在时间槽的中央处再进行一次高、低电平的跳变。 如一段001010的数据经过双相位编码后的电平图如下:

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-22727.png


  通过这种传输编码方式:1,接收端可以从传输的信号中重建信号的传输速率,从而得到所接收信号的时钟信息。2,通过这种传输编码,可以消除传输链路上由于1”0”而造成的积累电平,使传输链路上的电平处于零伏。
音频信息帧
  在AES/EBU的信号中,音频数据以数据帧的方式传输,其中每个音频数据帧包含左、右两个子帧,并以串行的方式排列传输,左子帧在前、右子帧在后。左、右两个子帧的结构是一致的,其构成如下图:

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-7766.png


  Preamble:标识数据;LSB:最低有效位MSB:最高有效位24bit audio sample word24比特的采样字长V:有效位;U:用户数据位;C:通道状态位;P:积偶校验位标识数据(Preamble)的编码方式不遵循双相位编码规则,也是在AES/EBU信号流中唯一不遵循双相位编码规则的数据。其占有的时长为四个时间槽,在这四个时间槽长的脉冲中会出现一个或两个持续时长为一点五个时间槽长度的逻辑1或逻辑0脉冲。如下图,会有以下三种类型的标识数据:

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-15747.png


  X类型的标识数据,表示在标识数据后跟的是左声道的音频帧;Y类型的标识数据,表示在标识数据后跟的是右声道的音频帧;Z类型的标识数据,表示在标识数据后跟的是一个左声道的音频帧,同时也表示是一个新的状态数据块的开始。
 音频数据(24bit audio sample word)在左、右帧中各占有24比特的长度,其内容为每一个采样信号的量化数值。可以看出在AES/EBU信号中,最高的量化深度为24比特,同时在传输量化深度为1620比特的音频数据时,可以采用最低有效位向右移相应位,把最低有效位以左的数据位置0的方式来完成。下图为一个音频数据是16比特长的左、右帧示图:

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-11423.png


  有效位(Validity bit)的功能主要是确认传输数据的有效性。如果有效位被置为“1”,表示接收到的数字音频信号不适合转换成模拟信号。在其它情况下,比如传输的数据产生了一些不定错误或在帧中传输的数据不是线性的PCM音频数据,都会使有效位置“1”
  用户数据位(User bit)在AES/EBU信号中并没有得到实际应用。 通道状态位(Channel status bit):在AES/EBU信号协议中,规定每192个音频数据帧为一块,块中包含有192个左帧、192个右帧。每个块的开头标识为Z类型的标识数据。在块中所有的左帧和右帧内的通道状态位就分别组成了一个192比特长度的左状态信息数据和右状态信息数据。其状态信息数据中表示了所传数据的采样率、量化深度、循环校验码等信息,其详细信息附在最后处。
在实际中的应用
  在我台某频率的播出机房为主备机房相互热备,通过跳线的方式来完成与主控机房间的切换。其基本流程图如下:

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-25806.png


跳线盘采用的跳线模式为:插上断下、插下断上。延时器型号的都是DB500
故障现象:在主机房传输到主控机房的信号完全正常时,如果把备机房的信号跳到主控机房,同时延时器处于延时状态时,主控机房收到的信号一切正常,但如果此时把备机房的延时器处于旁路状态,主控机房反应听不到监听。无论备机房的延时器处于何种状态,其内嵌的音量表始终显示正常。
  故障分析:通过以上的现象,我们分析故障点应该在备机房的调音台上。我们用“system two”测试仪对备机房的数字主、备输出口进行了端口分析,发现主、备输出口的AES/EBU数据帧内的有效位(validity data)始终为“1”,显示这两个数字输出的信号不适合作数模转换、或存在有其它的问题。所以导致备机房的信号直接送到主控后不能听见监听声音,而信号经过延时器进行了数字信号重建后,有效位(validity data)恢复正常后,送到主控的信号又恢复正常了。
  故障解决:我们拆下了备机房相应数字输出卡进行查看,发现输出卡的板卡跳线(此跳线是出厂设置,一般不做修改)与维护手册上的板卡跳线不一致,我们进行了修改,重新安装,用“system two”测试仪分析输出端口数据帧时,显示有效位(validity data)恢复正常。重新把备机房的信号跳到主控机房,无论延时器处于何种状态,主控都反应一切正常。

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