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摘要：在演播室中各种数字音频设备之间需要相互连接，这些设备包括数字录音机，数字录像机的音频系统，调音台等，由于数字音频的基带信号的带宽已接近视频信号，用简单的连接是不行的，两端的阻抗必须匹配，否则会造成接收端数字波形有效大失真。本文主要对现在广泛使用的AES/EBU数字音频接口标准进行介绍。
关键词：数字音频 接口 AES/EBU
1007-9416（2013）04-0050-02
在演播室中各种数字音频设备之间需要相互连接，这些设备包括数字录音机，数字录像机的音频系统，调音台等，由于数字音频的基带信号的带宽已接近视频信号，用简单的连接是不行的，两端的阻抗必须匹配，否则会造成接收端数字波形有效大失真。
在采用电缆连接不同的电视设备传输数字音频信号时，有两种接口类型。第一种双绞线的平衡方式传输信号，电缆连接头是XLR型，由AES/EBU（Audio Engineering Society即美国音频工程协会和European Broadcast Union即欧洲广播联盟）规定；第二种是使用同轴电缆的非平衡方式传输信号，电缆连接头是BNC型，由PTE 276M建议规定。
我国行业标准GY/T 158-2000《演播室数字音频信号接口》（Digital audio signal interface for broadcasting studios）是参照AES/EBU标准制定的。
AES/EBU数字音频接口标准时传输和接收数字音频信号的数字设备接口协议。标准中规定，音频数据必须以2的补码编码，传输介质是电缆，在串行传输16bit-20bit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等。
4个附加比特：
有效比特（V）：样值数据是音频且可进行D/A转换，则此比特置0。否则样值有问题，接收设备将输出静音。
用户比特（U）：送至一个28×8bit的存储器。一个音频块中每个声道有192个子帧，因而该存储器中有192个用户比特。
通道比特（C）：送到一个28×8bit的通道状态存储器。此比特对于音频数据内容的标识非常重要。
通道状态存储器描述了在AES/EBU数据流通道中比特分配及其含义。例如的字节0的比特0表示是家用级还是专业级，如果通道用于消费，字节0中比特0置0；用于专业时置1。
奇偶校验比特（P）：通常为偶校验。偶校验确保在一个子帧的64个双相标志码元中1的数目是偶数。奇偶校验比特可以检测在传输中发生的奇数个错误。一些设备忽略此比特或者没有正确地处理这种标识。
三种4比特的同步数据的意义：Z：表示每个音频块第一帧的开始。X：表示一个块内其余每帧的开始。Y：表示每个帧的子帧2开始。
这些同步数据长度均为4比特，与子帧中其它数据结构不同，不用双相标志码编码。
为了能够在一个取样周期内实现同步，并使这种处理完全可靠，前置码采用与双相位标志码不同的规则，从而避免出现与前置码相似的数据状态。
有三种前置码，前置码分配在每个子帧的前4个比特传输，并用8个连续的状态表示。前置码的第一个状态总是不同与前一个比特（奇偶校验比特）的第二个状态。根据这个状态限定方法，前置码如（表1）。
关键词：数字音频 接口 AES/EBU
1007-9416（2013）04-0050-02
在演播室中各种数字音频设备之间需要相互连接，这些设备包括数字录音机，数字录像机的音频系统，调音台等，由于数字音频的基带信号的带宽已接近视频信号，用简单的连接是不行的，两端的阻抗必须匹配，否则会造成接收端数字波形有效大失真。
在采用电缆连接不同的电视设备传输数字音频信号时，有两种接口类型。第一种双绞线的平衡方式传输信号，电缆连接头是XLR型，由AES/EBU（Audio Engineering Society即美国音频工程协会和European Broadcast Union即欧洲广播联盟）规定；第二种是使用同轴电缆的非平衡方式传输信号，电缆连接头是BNC型，由PTE 276M建议规定。
我国行业标准GY/T 158-2000《演播室数字音频信号接口》（Digital audio signal interface for broadcasting studios）是参照AES/EBU标准制定的。
1 数字音频接口
1.1 AES/EBU数字音频接口
如图所示为一个AES/EBU编码器对数据样值进行编码的简单框图（图1）。AES/EBU数字音频接口标准时传输和接收数字音频信号的数字设备接口协议。标准中规定，音频数据必须以2的补码编码，传输介质是电缆，在串行传输16bit-20bit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等。
1.2 接口信号格式
接口可以对取样频率为48Khz，44Khz和32Khz，量化比特数位24，20，16的数字音频信号进行实时传输，并能提供辅助信息，这些辅助信息可以向接收端提供所传输数据的各种重要参数，如误码检测和同步信息等。2 数字音频数据的结构
2.1 数字音频数据的帧结构
一个音频帧包括两个32比特的子帧（子帧1和子帧2），一个子帧只包括一个音频声道的一个样值数据：20比特同步数据和4个附加比特。如（图2）所示。4个附加比特：
有效比特（V）：样值数据是音频且可进行D/A转换，则此比特置0。否则样值有问题，接收设备将输出静音。
用户比特（U）：送至一个28×8bit的存储器。一个音频块中每个声道有192个子帧，因而该存储器中有192个用户比特。
通道比特（C）：送到一个28×8bit的通道状态存储器。此比特对于音频数据内容的标识非常重要。
通道状态存储器描述了在AES/EBU数据流通道中比特分配及其含义。例如的字节0的比特0表示是家用级还是专业级，如果通道用于消费，字节0中比特0置0；用于专业时置1。
奇偶校验比特（P）：通常为偶校验。偶校验确保在一个子帧的64个双相标志码元中1的数目是偶数。奇偶校验比特可以检测在传输中发生的奇数个错误。一些设备忽略此比特或者没有正确地处理这种标识。
2.2 数字音频的块结构（Block Structure）
每192个音频帧构成一个块。在数据流中用标志符Z标识每个块的源于：免费毕业论文www.udooo.com
开始。在一个48kHz抽样的系统中每个音频帧的时间是20.83s。一个AES/EBU块的时间为20.83s×192=4000s。三种4比特的同步数据的意义：Z：表示每个音频块第一帧的开始。X：表示一个块内其余每帧的开始。Y：表示每个帧的子帧2开始。
这些同步数据长度均为4比特，与子帧中其它数据结构不同，不用双相标志码编码。
3 AES/EBU数据特性
抽样频率为48Khz时总数据率为32×2×48000=3.072Mbps。在双相标志码编码后，数据传输率提高到两倍为6.144Mbps。双相标志码的频谱能量在144MHz的倍频处为0。
同步字包括三个低单元和随之而来的三个连续的高单元。在AES/EBU信号频谱中占据一个低的基频，3.072/3=1.024MHz。
每个音频帧包括64bit，每20.83s发出一帧。帧中的一个数据比特持续时间为325.5ns，一个双相标志码比特单元时间为163ns。由一些数据流比特叠加产生的眼图眼宽时间为163ns3.1 通道编码
为了减少传输线上的直流分量，利于数据流中恢复时钟，并使接口不易受连接极性的影响，每个子帧32个bit的后28个bit（4～31）采用双标志编码。双标志编码的编码特点是在码元“0”或“1”的边沿都有电平跳变，而对于码元“1”，在每个比特周期的又有一次跳变，这种码的数据信号内没有直流分量，因而可用变压器耦合，而且不怕相位反转，有容易从输入数据流中根据跳变提取时钟。3.2 前置码
前置码是个特定的格式，用于子帧、帧和块的同步和识别。为了能够在一个取样周期内实现同步，并使这种处理完全可靠，前置码采用与双相位标志码不同的规则，从而避免出现与前置码相似的数据状态。
有三种前置码，前置码分配在每个子帧的前4个比特传输，并用8个连续的状态表示。前置码的第一个状态总是不同与前一个比特（奇偶校验比特）的第二个状态。根据这个状态限定方法，前置码如（表1）。
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