http ：//https://www.doczj.com/doc/9517618036.html, 一种两线双向高速串行音频数据传输总线控制器的实现方法
瞿军武，
薛骏，施彦（无锡中感微电子股份有限公司，江苏无锡，214135）
摘要：本文提出了一种两线双向高速串行音频数据传输总线控制器在蓝牙耳机硬件系统中的应用，
可以实现芯片间高速传输数据，实现同步发送和接收音频数据以及命令字。同时，
通过自定义数据格式，优化了数据格式，并降低了数据发送和接收的复杂度。考虑到PAD 的承受能力，目前传输速率最大可
以达到18Mb/s 。仅使用两线完成了数据的传输，
从而大大减少了芯片IO 的使用。关键字：蓝牙耳机；两线双向;高速；串行总线控制器；IO ；FPGA
A Realization Method of Two-wire Bidirectional High Speed Serial Audio Data Transmission Bus Controller
QU Jun-wu,XUE Jun ，SHI Yan
（Zgmicro co,.ltd,Wuxi 214135,China ）
Abstract:This paper proposes a two-wire bidirectional high-speed serial audio data transmission bus controller applied in Bluetooth headset hardware system,which can realize high-speed data transmission between chips,synchronous transmission and reception of audio data and command words.By the self-defined data format,the data format is optimized and the complexity of data sending and receiving is reduced.Considering the bearing capacity of PAD,the maximum transmission rate can reach 18Mb/s at present.Only two lines are used to complete data transmission,which greatly reduces the use of IO on chip.
Key words:Bluetooth headset;two-wire bidirectional;high-speed;serial bus controller;IO;FPGA
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电脑内的视频音频文件传送到ipad并正常播放的三种方法方式1、使用itunes软件的“资料库”功能。 步骤：ipad用数据线连接到电脑，打开itunes，文件—将备选文件添加到资料库，等待添加成功后，在资料库中查看刚才传输的文件，点击文件名称后面的箭头，一步步添加到ipad。然后在ipad上打开视频（音乐）即可播放。 优缺点：优点是设备自带的内置功能，操作简单。缺点是支持的格式不多，仅限于aac,mp3,wav,mp4,mov,mpeg等格式，网上常见的avi,rm,vob等格式无法播放。当然，可以用格式工厂等电脑软件先把视频转换为mp4或者苹果格式后再导入资料库。 方式2、使用迅雷看看HD等软件的“从电脑传输视频”功能。类似的软件有暴风影音HD、爱奇艺HD、搜狐HD等，操作方法类似。 以迅雷看看HD为例，此功能下面又有三种方式： 第1种为迅雷7移动中心（因2014净网行动已下线）。 第2种为网页传输，不需要连接usb线，原理是通过wifi形成局域网（运营商墙口的网线或光纤线接到无线路由器，路由器的信号再分发输出给电脑或者ipad这种）。步骤：在电脑浏览器中输入192.168.1.108:15642按步骤操作即可，电脑ip地址必须为192.168....格式或者由路由器自动分配。家庭有无线路由器的可以用这种办法。 第3种为usb传输。步骤：打开itunes，在左边的“设备”中找到“某某的ipad”，点击一下，然后到右边的“应用程序”下面的“文件共享”-应用程序中找到迅雷看看HD，点击，然后“添加文件”即可。 优缺点：优点是迅雷看看播放器等软件支持多种格式，缺点是如遇软件更新或升级，需要自己去重新学习使用方法。 方式3、使用迅雷看看HD等软件的“共享”功能，不用传输视频到ipad 以节约ipad空间，通过wifi局域网直接播放局域网内部设备上的视频。其它诸如Oplayer等播放软件操作类似，原理一样。优点就是不占用ipad空间，缺点是必须共同处于一个局域网，而且使用者必须会用ip地址访问局域网设备。
音频设备间的匹配及信号传输的高保真 前言 日常我们在演播厅录制电视节目，常常碰到音频设备间有关阻抗的匹配、传输方式的匹配、动态范围的匹配等问题，有的不注意造成声音失真甚至损坏音频设备，因此正确地了解广播电视音频设备间所接收、传递音频信号的阻抗电子以及动态线路，合理地进行设备间的匹配是十分必要的。 一、音频设备间的匹配问题 （1）阻抗的匹配 阻抗的匹配要求音频前、后级设备彼此的输入、输出阻抗相等或近似，若阻抗值相关太大时，只能用前段设备的低阻抗输出与后段高阻抗输入相配接，切不可用前段的高阻抗输出与后段低阻抗输入相配接。在任何情况下只能是后者（输入）的阻抗高于前者（输出）的阻抗。如：音频频率放大器与音箱（又称扬声器或喇叭）的配接问题如果配接不正确，音频功率放大器就不能高保真地传输出最大功率，这不仅使音箱的声频功率减小产生畸变，而且会损坏音频功率放大器。通常音频功率放大器的额定输出功率至少要等于音箱的额定功率，最大不超过音箱额定功率的2-3倍，一般音频功率放大器的最大输出功率要大于音箱瞬时功率的1.2-2倍。 目前国内生产的音箱功率放大器按其输出方式可分为定阻式和定压式两种，一般小功率的声频功率放大器的定阻输出为主，大功率的定压输出为主，因此它们与音箱的配接方式也稍有不同。 （2）定阻输出的连接（阻抗匹配） 按照前面所述，阻抗匹配的要求是：全部音箱的总阻抗等于或稍大于音频功率放大的输出阻抗。定阻式音频功率放大器的输出阻抗有低阻输出（2Ω、4Ω、8Ω、16Ω、32Ω）和高阻输出（100Ω、250Ω）两种，低阻输出的音频功率放大器可直接与音箱配接。对阻抗、功率不一样的多只音箱，可以用下面串、并联公式计算出它们的总阻抗后，再与音频功率放大器配接。 （串）Z总=Z1+Z2+……+Zn （并）1/Z总=1/Z1+1/Z2+……+1/Zn 在实际工作，经常遇到两只音箱的并联情况，这时计算总阻抗 Z总=（Z1×Z2）/（Z1+Z2） 若所配音箱的阻抗相等，则其总阻抗为：（n：音箱的只数） （串）Z总=nZ分 （并）Z总=Z分/n 串联电路中标称阻抗低的音箱获得的功率低。 并联电路中标称阻抗低的音箱获得的功率高。 如果阻抗不匹配应使用匹配变压器，其圈数比： Z输出=（Z1÷Z2）2×Z负载 Z1、Z2分别为变压器初级和次级绕组的圈数。 定阻式音频功率放大器的负载太轻时，会使音箱的声音产生畸变，音频输出变压器也容易击穿。若负载太重，音频功率放大器的功放模块容易损坏。 （3）定压输出的连接（电压匹配） 电压匹配要求每个音箱分配的音频功率等于或稍小于组合音箱的标称功率。定压式音频功率放大器的输出电压有20V、30V、120V、240V等几种，为了保证音箱功率的准确分配，音箱的标称阴抗应满足： V =√W×Z V：音箱功率放大器的输出电压 W：音箱额定功率
高速数字电路的研究与介绍 1．引言 随着计算机外部设备、计算机高速总线的发展，在这些设备上进行的数据交换以及复杂的运算导致数据传输量急剧增大，为了满足种种数据在处理器、存储介质和外围设备之间的高速交换，近年来出现了多种高速接口电路的设计和应用。 高速数据传输接口电路在计算机 memory总线，多处理器的互连，外部设备接口，高速系统背板……有着广泛的应用。普通PC机上的DDR2存储器的数据传输已可以达到667MHz。计算机外部设备、计算机网络、通信传输等设备的各种物理层设计工作大量的涉及到了：155M bps、 622M bps和 2.5G bps，100M bps，1000M bps，10G bps的高速接口电路。 现今高速数据传输接口的实现主要参考了三种标准的电路接口：PECL (Positive-referenced Emitter-Coupled Logic); LVDS (Low-Voltage Differential Signals), and CML (Current Mode Logic)。这些高速接口电路标准针对不同的应用领域提供相应的传输速率。解决高速接口电路的互连，保持低功耗及提高信号传输质量，是开发这些接口电路时需要注意的。要求为高速接口电路设计相应的外部阻抗匹配电路、耦合电路。155M bps以下速率的电路阻抗匹配要求不是很严。电路耦合可采用直流耦合，可以避免电容滤除信号的高频成分。500M bps以上的高速电路线路阻抗匹配要求严格。高速电路一般采用交流耦合，可以隔离两边的直流。 在设计高速数字传输系统时，首先需要了解每一种接口标准的输入输出电路结构，由此可以知道如何进行直流偏置和终端匹配。本文针对这三种标准的接口电路做分析和介绍： 2．PECL 接口 PECL由ECL标准发展而来，在PECL电路中省去了负电源，较ECL电路更便于使用。PECL信号的摆幅相对ECL要小，这使得该逻辑更适合于高速数据的串行或并行连接。 PECL接口输出结构 PECL电路的输出结构如图1所示，包含一个差分对管和一对射随器。输出射随 器工作在正电源范围内，其电流始终存在，这 样有利于提高开关速度。标准的输出负载是接 50欧姆电阻至VCC-2V的电平上，如图1所示， 在这种负载条件下，OUT+与OUT-的静态电平 典型值为VCC-1.3V，OUT+与OUT-输出电流为 14mA。PECL结构的输出阻抗很低，典型值为
激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息，如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率，由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法，可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记： 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R； 2、方位角α；仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D，方位角α，高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置
系统原理： 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能。目标将被截取的电磁能向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。 图1.2 雷达系统原理图 测量方法 1）.目标斜距的测量 雷达工作时, 发射机经天线向空间发射一串重复周期一定的高频脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在, 那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。由于回波信号往返于雷达与目标之间, 它将滞后于发射脉冲一个时间tr, 如图1.3所示。 我们知道电磁波的能量是以光速传播的, 设目标的距离为 R, 则传播的距离等于光速乘上时间间隔, 即2R=ct r 或 2 r ct R
LED可见光音频信号传输系统设计 摘要：LED具有调制特性良好的优点，可以使LED光源在照明的同时传输音频信号，本设计发射端利用三极管将音频信号放大后驱动LED发光，LED 的发光强度受音频的调制，接收端利用光敏二极管接收调制信号，功率放大器进行功率放大，最后将音频信号输出，实现无失真音频传输。 标签：LED;调制;放大;音频传输 引言 LED具有高亮度、低功耗、灵敏度高、调制特点好等优点，利用这些特性可以实现在照明的同时，把信号调制到LED光中进行传输。实现利用可见光为信息载体，不使用光纤等有线传输介质，在空气中直接传送光信号的通信方式，即可见光通信技术（Visible Light Communication，VLC） 利用LED高速调试的特性将音频信号调制到LED可见光上进行信息传输，这传输方式减少了电磁辐射对环境的影响，适合对电磁信号敏感的区域使用。在当前节能和环保两大主题的前提下，随着世界各国对白光照明光源的大力推广，以及其光谱特性、一特性、调制特性等性能的提高，基于白光可见光通信正在逐渐发展起来。 1 系统设计 系统整体由发射端和接收端两部分组成，发射端由MP3或音频信号发生器输入音频信号，通过三极管放大电路将音频信号放大，并驱动LED发光。接收端将光信号转化为电信经放大电路放大，再由功率放大器进行功率放大，从扬声器输出。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 2 电路设计 （1）电源设计。电源输入电压为220V工频交流电，三端稳压器采用电子设备中常用的线性稳压集成电路LM7812和LM7912。电路如图2所示，电路图中LM7812和LM7912接有一大一小两个滤波电容，大电容低频滤波，小电容高频滤波。跨接于LM7812和LM7912输入输出端的二极管D4、D5可以保护三端稳压器不被反向浪涌电流的冲击而烧毁。 （2）发射端设计。发射端电路如图3所示，当音频信号由A、B端输入，经耦合电容C1的隔直作用后会在三极管的基极加上一组和音频信号一样变化的电流，在由三极管的放大作用，驱动两个LED。因LED的发光强度与电流的大小成正比，所以LED的发光强度与音频信号的幅度大小同步调制，实现音频信
掌握音频协议和标准 时间：2011-01-02 17:52:18 来源：今日电子／21ic作者：ADI公司Aseem Vasudev 过去几年里，音频技术取得了巨大进步，特别是在家庭影院和汽车音响市场。汽车中的传统四扬声器立体声系统正逐渐被多声道多扬声器音频系统所取代。在印度，带双扬声器立体声系统的电视机现已被带5.1多声道的家庭影院系统所取代。 当今的音频设计挑战在于如何模拟实际的声音并通过各种音频设备进行传送。声音可以来自任何方向，实际上，我们的大脑能够计算并感知声音的来源。例如，当战斗机从一点飞到另一点时，它所产生的声音实际上来自无数个位置点。但是，我们不可能用无数个扬声器来再现这种音频体验。 利用多声道、多扬声器系统和先进的音频算法，音频系统能够惟妙惟肖地模拟真实声音。这些复杂的音频系统使用ASIC或DSP来解码多声道编码音频，并且运行各种后处理算法。声道数量越多，意味着存储器和带宽要求越高，这就需要使用音频数据压缩技术来编码并减少所要存储的数据。这些技术还能用来保持声音质量。 与数字音频一同发展的还有音频标准和协议，其目的是简化不同设备之间的音频数据传输，例如，音频播放器与扬声器之间、DVD播放器与AVR之间，而不必将数据转换为模拟信号。 本文将讨论与音频行业相关的各种标准和协议，同时也会探究不同平台的音频系统结构以及各种音频算法和放大器。 标准和协议 S/PDIF标准——该标准定义了一种串行接口，用于在DVD/HD-DVD播放器、AVR和功率放大器等各种音频设备之间传输数字音频数据。当通过模拟链路将音频从DVD播放器传输到音频放大器时，会引入噪声，该噪声很难滤除。不过，如果用数字链路代替模拟链路来传输音频数据，问题就会迎刃而解。数据不必转换为模拟信号就能在不同设备之间传输，这是S/PDIF的最大优势。 该标准描述了一种串行、单向、自备时钟的接口，可互连那些采用线性PCM编码音频采样的消费和专业应用数字音频设备。它是一种单线、单信号接口，利用双相标记编码进行数据传输，时钟则嵌入数据中，在接收端予以恢复（见图1）。此外，数据与极性无关，因此更易于处理。S/PDIF是从专业音频所用的AES/EBU标准发展而来。二者在协议层上一致，但从XLR到电气RCA插孔或光学TOSLINK的物理连接器发生了改变。本质上，S/PDIF 是AES/EBU格式的消费型版本。S/PDIF接口规范主要由硬件和软件组成。软件通常涉及S/PDIF帧格式，硬件则涉及设备间数据传输所使用的物理连接媒介。用于物理媒介的各种接口包括：晶体管与晶体管逻辑、同轴电缆（以RCA插头连接的75Ω电缆）和TOSLINK （一种光纤连接）。
高速串行总线的常用测试码型本文讨论了高速串行链路中常用的测试码型伪随机码流的原理，以及不同的测试码型对物理层测试结果的影响。 高速串行总线的常用测试码型 在当今的电信和计算机产品上，相比传统的并行总线，电路中的串行总线越来越多，速率越来越快。比如通信产品中的10GBase-KR、CPRI2代，计算机中的PCIeGen2、SATA6G，存储产品中的SAS6G、FC8.5G，这些串行总线都陆续的跨过了5Gbps。由于速率比较高，使得串行总线上的相关的收发器芯片(SERDES)、连接器、单板、背板的设计面临着越来越多的挑战。对于这些高速串行总线的物理层测试，测试码型的选用至关重要，在很多串行总线的规范中对测试码型有严格的要求。本文将对此进行探讨。 首先，串行总线的物理层测试通常分为发射机测试和接收机测试，又称为TX测试和RX测试。发射机测试通常包括眼图、抖动、信号波形、幅度、上升下降时间等测试项目，接收机测试通常包括误码率、抖动容限、接收机灵敏度等测试项目。对于眼图测试、误码率和抖动容限测试，最常用的测试码是伪随机码(PseudoRandomBinarySequence，简称PRBS)，主要有PRBS7、PRBS15、PRBS23和PRBS31。除了PRBS以外，K28.5、1010、CJPAT等码型在很多串行总线的物理层测试中都很常用，特别是计算机上的串行标准(比如SATA、USB3.0、SAS)的测试码型有所不同，在本文中主要讨论最常用的测试码型——PRBS。 PRBS的实现方法 顾名思义，PRBS是伪随机码流，在其码流中包括了所有可能出现的比特组合，而且其出现的概率是相同的。PRBS信号是由PRBS码型发生器生成的。PRBS发生器通常是由线性反馈移位寄存器(LinearFeedbackShiftRegister，简称LFSR)和异或电路组成。如下图1所示为最简单的PRBS3的码型发生器，其多项式为X3+X2+1，即寄存器的第3位与第2位做异或(XOR)的逻辑运算后返回到寄存器的第1位，寄存器的第3位X3同时也是PRBS3发生器的输出。 图1：PRBS3码型发生器原理 在表格1中显示了PRBS3的n个周期的时钟后输出n个比特的码流。X1/X2/X3分别是3个比特移位寄存器的低位到高位，输出位是X3，初始状态为X1/X2/X3=1/1/1，如表格第1行所示。
微处理器中常用的集成串行总线是通用异步 接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI) 和通用串行总线(USB)等，这些总线在速度、 物理接口要求和通信方法学上都有所不同。本文详细介绍了嵌入式系统设计的串行总线、驱动器和物理接口的特性，并为总线最优选择提供性能比较和选择建议。 由于在消费类电子产品、计算机外设、汽车和工业应用中增加了嵌入式功能，对低成本、高速和高可靠通信介质的要求也不断增长以满足这些应用，其结果是越来越多的处理器和控制器用不同类型的总线集成在一起，实现与PC软件、开发系统(如仿真器)或网络中的其它设备进行通信。目前流行的通信一般采用串行或并行模式，而串行模式应用更广泛。 微处理器中常用的集成串行总线是通用异步接收器传输总线、串行通信接口、同步外设接口(SPI)、内部集成电路(I2C) 和通用串行总线，以及车用串行总线，包括控制器区域网(CAN)和本地互连网(LIN)。这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。本文将对嵌入式系统设计的串行总线、驱动器和物理接口这些要求提供一个总体介绍，为选择最优总线提供指导并给出一个比较图表(表1)。为了说明方便起见，本文的阐述是基于微处理器的设计。 串行与并行相比 串行相比于并行的主要优点是要求的线数较少。例如，用在汽车工业中的LIN 串行总线只需要一根线来与从属器件进行通信，Dallas公司的1-Wire总线只使用一根线来输送信号和电源。较少的线意味着所需要的控制器引脚较少。集成在一个微控制器中的并行总线一般需要8条或更多的线，线数的多少取决于设计中地址和数据的宽度，所以集成一个并行总线的芯片至少需要8个引脚来与外部器件接口，这增加了芯片的总体尺寸。相反地，使用串行总线可以将同样的芯片集成在一个较小的封装中。 另外，在PCB板设计中并行总线需要更多的线来与其它外设接口，使PCB板面积更大、更复杂，从而增加了硬件成本。此外，工程师还可以很容易地将一个新器件加到一个串行网络中去，而且不会影响网络中的其它器件。例如，可以很容易地去掉总线上旧器件并用新的来替代。
http ：//https://www.doczj.com/doc/9517618036.html, 一种两线双向高速串行音频数据传输总线控制器的实现方法 瞿军武， 薛骏，施彦（无锡中感微电子股份有限公司，江苏无锡，214135） 摘要：本文提出了一种两线双向高速串行音频数据传输总线控制器在蓝牙耳机硬件系统中的应用， 可以实现芯片间高速传输数据，实现同步发送和接收音频数据以及命令字。同时， 通过自定义数据格式，优化了数据格式，并降低了数据发送和接收的复杂度。考虑到PAD 的承受能力，目前传输速率最大可 以达到18Mb/s 。仅使用两线完成了数据的传输， 从而大大减少了芯片IO 的使用。关键字：蓝牙耳机；两线双向;高速；串行总线控制器；IO ；FPGA A Realization Method of Two-wire Bidirectional High Speed Serial Audio Data Transmission Bus Controller QU Jun-wu,XUE Jun ，SHI Yan （Zgmicro co,.ltd,Wuxi 214135,China ） Abstract:This paper proposes a two-wire bidirectional high-speed serial audio data transmission bus controller applied in Bluetooth headset hardware system,which can realize high-speed data transmission between chips,synchronous transmission and reception of audio data and command words.By the self-defined data format,the data format is optimized and the complexity of data sending and receiving is reduced.Considering the bearing capacity of PAD,the maximum transmission rate can reach 18Mb/s at present.Only two lines are used to complete data transmission,which greatly reduces the use of IO on chip. Key words:Bluetooth headset;two-wire bidirectional;high-speed;serial bus controller;IO;FPGA 55
SooPAT 基于无线音频数据传输的音乐播 放系统 申请号：201210274157.4 申请日：2012-08-02 申请(专利权)人广州市花都区中山大学国光电子与通信研究院 地址510800 广东省广州市花都区新华街镜湖大道8号 发明(设计)人徐永键陆许明刘沛钊杨宜昌周华斌郑镇根杨顺闻谭 洪舟 主分类号G11C7/16(2006.01)I 分类号G11C7/16(2006.01)I H04W84/12(2009.01)I 公开(公告)号102768849A 公开(公告)日2012-11-07 专利代理机构广州凯东知识产权代理有限公司 44259 代理人李俊康
(10)申请公布号 CN 102768849 A (43)申请公布日 2012.11.07C N 102768849 A *CN102768849A* (21)申请号 201210274157.4 (22)申请日 2012.08.02 G11C 7/16(2006.01) H04W 84/12(2009.01) (71)申请人广州市花都区中山大学国光电子与 通信研究院 地址510800 广东省广州市花都区新华街镜 湖大道8号 (72)发明人徐永键 陆许明 刘沛钊 杨宜昌 周华斌 郑镇根 杨顺闻 谭洪舟 (74)专利代理机构广州凯东知识产权代理有限 公司 44259 代理人 李俊康 (54)发明名称 基于无线音频数据传输的音乐播放系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于无线音频数据传输的 音乐播放系统，它包括发送端、接收端和音箱，发 送端为运行于移动终端设备上基于AndroidSDK 开发的音乐播放器，该移动终端上安装有支持 WiFi 功能的Android 系统，音乐播放器自定义底 层解码库，将解码后的脉冲调制数据通过WiFi 网 络进行传输，移动终端为智能手机或者平板电脑。 接收端包括主控单元、WiFi 网络单元和数模转换 输出单元，主控单元结合外围存储设备完成中央 控制功能；WiFi 网络单元通过USB HOST 方式连接 到主控单元，WiFi 网络模块通过无线网络传输的 方式接收发送端传输的音频数据，并将音频数据 发送给主控模块；数模转换输出单元对音频数据 做数模转换，完成音频接收播放，同时提供输出接 口，音箱连接接收端，直接输出对应的音频信号。(51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页
音频信号光纤传输技术实验 [目的要求] 1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。 2.了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。 3.学习分析集成运放电路的基本方法。 [仪器设备] 1.YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪。 2.数字万用表。 [实验原理] 一．系统的组成 图（1）示给出了一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图，它主要包括由LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光电转换、I—V变换及功放电路组成的光信号接收器的三个部分。 图1 音频信号光纤传输实验系统原理图 本实验采用中心波长0.85μm附近的GaAs半导体发光二极管（LED）作光源、峰值响应波长为0.8~0.9μm的硅光二极管（SPD）作光电检测元件。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。 二．光导纤维的结构及传光原理 光纤按其模式性质通常可以分成两大类①单模光纤②多模光纤。无论单模或多模光纤，其结构均由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率较包层折射率大，对于单模光纤，纤芯直径只有5~10μm，在一定的条件下，只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播，多模光纤的纤芯直径为50μm或62.5
μm ，允许多种电磁场形态的光波传播；以上两种光纤的包层直径均为125μm 。按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤，对于阶跃型光纤，在纤芯和包层中折射率均为常数，但纤芯一包层界面处减到某一值后，在包层的范围内折射率保持这一值不变，根据光射线在非均匀介质中的传播理论分析可知：经光源耦合到渐变型光纤中的某些光射线，在纤芯内是沿周期性地弯向光纤轴线的曲线传播。 本实验采用阶跃型多模光纤作为信道，现应用几何光学理论进一步说明这种光纤的传光原理。阶跃型多模光纤结构如图所示，它由纤芯和包层两部分组成，芯子的半径为a ，折射率为1n ，包层的外径为b ，折射率为2n ,且1n >2n 。 图 2 阶型多模光纤的结构示意图 当一光束投射到光纤端面时，进入光纤内部的光射线在光纤入射端面处的入射面包含光纤轴线的称为子午射线，这类射线在光纤内部了行径，是一条与光纤轴线相交、呈“Z ”字型前进的平面折线；若藉合到光纤内部的光射线在光纤入射端面处的入射面不包含光纤轴线，称为偏射线，偏射线在光纤内部不与光纤轴线相交；其行径是一条空间折线。 参看图8-1-2，假设光纤端面与其轴线垂直。对于子午光射线，根据smell 定律及图8-1-2所示的几何关系有： z i sin n sin n θθ10= （1） 其中απθ-=2z ，所以有 αθcos n sin n i 10= （2） 其中0n 是光纤入射端面左侧介质的折射率。通常，光纤端面处 在空气介质中，故n 0 =1。由 （2）式可知：如果光线在光纤端面处的入射角i θ较小,则它进入光纤内部后投射到纤芯-包n 1 n 2 n 0 αi θz θ 1 2 1 1 2 2 2 2 2 子午传导射线 漏射线 1 图3 子午传导射线与漏射线
SPI、I2C、UART三种串行总线的区别 第一个区别当然是名字： SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口); I2C(INTER IC BUS：意为IC之间总线) UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器) 第二，区别在电气信号线上： SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI 设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。 如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。 I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。 如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。（注：I2C资料了解得比较少，这里的描述可能很不完备） UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。 显然，如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。 第三，从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行； 第四，看看牛人们的意见吧！ wudanyu：I2C线更少，我觉得比UART、SPI更为强大，但是技术上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且I2C使用上拉电阻，我觉得抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。SPI实现要简单一些，UART需要固定的波特率，就是说两位数据的间隔要相等，而SPI 则无所谓，因为它是有时钟的协议。 quickmouse：I2C的速度比SPI慢一点，协议比SPI复杂一点，但是连线也比标准的SPI要少。
UTMI及USB 2.0 PHY高速传输特性分析 1. 概述 USB2.0利用传输时序的缩短（微帧125us）以及相关的传输技术，将整个传输速度从原来的 12Mbps提高到480Mbps，提高了40倍的带宽，为开发高宽带USB接口产品提供条件。 USB2.0支持USB1.1的全速（Full Speed）和低速（Low Speed）工作环境，其电气特性在其他 文献中有描述[6]，这里主要介绍USB2.0高速设备的电气特性以及相关的UTMI接口规范。UTMI全称为 USB2.0 Transceiver Macrocell Interface，此协议是针对USB2.0的信号特点进行定 义的，分为8位或16位数据接口。目的是为了减少开发商的工作量，缩短产品的设计周期，降 低风险。此接口模块主要是处理物理底层的USB协议及信号，可与SIE整合设计成一专用 ASIC芯片，也可独立作为PHY的收发器芯片，下以8位接口为例介绍PHY的工作原理及设计 特点。 2. UTMI主要功能及原理 首先，为保证兼容性，PHY应该支持全速和高速工作模式。为此高速集线器（Root Hub或Hub）需要能够检测设备是高速端口还是全速端口，以作相应的速度模式进行工作。因此，信号接口 须实现以下功能： l 不同速率接口之间的动态传输 l 高速设备检测（HighSpeed Detection Handshake） l 高速设备断开检测（HS_Disconnect） l 能传输高速/全速差分信号（要求阻抗匹配） l 发送和检测高速包开始信号（SYNC） l 发送和检测高速包结束信号（EOP） l NRZI编码和位填充（Bit Stuff / Bit Unstuff） l 支持挂起和复位的操作 图1 USB2.0 PHY 功能模块描述框图 图1描述了UTMI各个功能模块，其工作原理如下：PHY从其他转态（如上电、重启或挂起） 转换成工作状态后，首先进行高速设备的连接检测（HS Detection Handshake）（后面再详细叙述），检测完毕后切换成相应的工作模式，然后等待主机和设备进行传输数据流。当接收器在USB数据线D＋和D－检测到由主机发送到设备的信号时，首先对信号进行时钟恢复，得到正 确同步信号后再送进缓冲区，通过NRZI解码及位反填充后，把串行信号转换成并行信号，最 后送到设备SIE进行处理。反之，当设备端的SIE需要发送数据包时，UTMI将按照相反的顺 序把已编译好的NRZI串行数据流通过发送器传输给主机。为了降低功耗，UTMI支持挂起功能，其工作状态如图2所示。
Ｄａｎｔｅ数字音频传输技术应用 1.Dante数字音频传输技术及发展现状 1.1Dante数字音频传输技术 Dante数字音频传输技术是一种可以在以太互联网上使用的高性能数字媒体传输协议。 1.2Dante数字音频传输技术的发展及现状 Dante数字音频传输技术是澳大利亚Audinate公司于2003年提出，2006年研发成功并发布。首先与Audinate合作的是杜比实验室，其杜比Lake处理器成为第一个使用该技术的音频设备，并在2008年华盛顿芭芭拉史翠珊秀上首次使用，这也推动了Dante技术的迅速商业化。经过十多年的发展，凭借其直观、简单配置和易用、超低网络延迟等特点，现已被雅马哈(Yamaha)、博世通讯系统(Bosch)、哈曼(Harman)、舒尔(Shure)、百威(Peavey)、思美(Symetrix)、爱思创(Extron)、瑞典立高(Lab.Gruppen)、Allen&Heath、森海塞尔(Sennheiser)和Powersoft等许多知名音响设备生产厂商作为音频设备支持的标准音频传输协议，2010年至2011年的温哥华冬奥会、悉尼世界青年节、伦敦银禧音乐会、悉尼歌剧院音响系统等音频应用解决方案中均采用Dante技术，现Audi-nate公司与世界140多个制造商合作，将Dante技术广泛应用在现场音响扩声、智能广播、专业录音、智能电视会议系统等多个领域。2014年在北京PALM展览会上，Audinate公司使用支持Dante技术的不同品牌的设备轻易成功搭建起了一个以千兆以太互联网交换系统为基础的智能多媒体音频系统，引参展和业内各方厂商的高度关注，成为展览会上的亮点。 1.3Dante数字音频传输技术的特点 如下表所示，Dante数字音频传输技术继承了CobraNet和EtherSound两种音频传输技术的优点，与工作在OSI第二层(数据链路层)的CobraNet和EtherSound 等音频传输技术不同，Dante技术工作在以太互联网络的OSI第三层即网络层，在实现了数据交换的同时，可以进行路由、通信流量控制、分组传输、差错控制、QoS服务等更高级的任务，使得Dante传输技术在单一链路的千兆以太网线上可以同时处理发送和接收数1024个通道，最高采样192KHz的高质量音精密时钟协议进行同步IEEE1588还采用了;可以与其他设备共享网络资源;频数据 和自动延时与带宽调整技术，使之网络音频信号最低延迟可达34μs。其还采用了Zeroconf协议(zeroconfigureprotocol零配置协议)、QoS服务(QualityofService)自动网络延时和带宽匹配等技术，大大简化了安装配置的复杂性，实现了真正的即插即用和自配置，提高了管理的易用性。同时，也提供了故障备份和网络设备工作状态控制、监听、网络故障自愈恢复等功能，可远程监视管理系统设备工作状态。 2.Dante数字音频传输技术在电影院扩声系统中的应用 2.1数字音频传输技术在电影院扩声系统中的应用现状 目前，音视频数字技术已在很多领域得到广泛应用。专业电影院的播放系统中，图像的存储、传输和播放都已全部实现数字化，而声音的还原系统中，只有存储、解码部分实现了数字化，而在从解码器到功放这一部分还停留在模拟时代，如图1所示，因此，解决最后一段距离的数字技术应用还有很大的空间。数字音频传输技术解决方案在专业电影院中的应用案例当前也是凤毛麟角，国内只有北京东方佳联影视技术公司在BIRTV展上推出一套以QSC为全套影院还音设备和基于
DSP与PC机的PCI总线高速数据传输 摘要：介绍了ＴＩ公司的高性能浮点式数字信号处理芯片ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的接口信号及控制寄存器，并在此基础上，指出了该ＤＳＰ通过ＰＣＩ总线与ＰＣ机进行高速数据传输的实现方法，同时给出了ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３和ＰＣ机通过ＰＣＩ９０５２总线接口芯片实现接口的硬件原理图。 关键词：DSP；数据传输；TMS320C6713 PCI9052 ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３是ＴＩ公司在ＴＭＳ３２０Ｃ６７１１的基础上推出的Ｃ６０００系列新一代浮点ＤＳＰ芯片，它是目前为止Ｃ６０００系列ＤＳＰ芯片中性能最高的一种。ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３可在２５５ＭＨｚ的时钟频率下实现１８００ＭＩＰＳ／１３５０ＭＦＬＯＰＳ的定点和浮点运算，因而可极大地满足通信、雷达、数字电视等高科技领域对信号处理实时性的要求。同时其主机口（ＨＰＩ）可灵活地和ＰＣＩ总线控制器相连接。而ＰＣ机则可通过ＰＣＩ总线控制器直接访问ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的存储空间和外围设备，从而实现ＰＣ机与ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３之间的高速数据传输。 在ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ＤＳＰ与ＰＣ机实现高速数据传输的方案中，可选用ＰＬＸ公司的ＰＣＩ９０５２作为两者之间的接口；同时选用ＰＬＸ公司的ＮＭ９３ＣＳ４６作为加载ＰＣＩ９０５２配置信息的串行ＥＥＰＲＯＭ；而用ＴＩ公司的ＳＮ７４ＣＢＴＤ３３８４作为ＰＣＩ９０５２与ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ＨＰＩ之间的电平转换芯片。 １ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的ＨＰＩ简介 １．１ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ＨＰＩ的接口信号 ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的ＨＰＩ是一个１６位宽的并行端口。主机（上位机）掌管着该端口的主控权，可通过ＨＰＩ直接访问ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的存储空间和外围设备。表１给出了ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ＨＰＩ接口信号的基本特征。下面对它们的具体工作方式进行说明： ＨＤ[１５：０]：可以用作数据和地址的共用总线，通过ＨＤ[１５：０]传送的数据包括控制寄存器的设置值、初始化的访问地址以及要传输的数据。
MediaPlayer那边就不看了，从AudioTrack开始研究。 1、AudioTrack::write函数 调用函数obtainBuffer获取到一块buffer，然后把传入的数据copy到获取的buffer中。 2、AudioTrack::obtainBuffer函数 该函数的主要功能就是对传入的audioBuffer进行赋值。 看看audioBuffer的类型： class Buffer { public: enum { MUTE = 0x00000001 }; uint32_t flags; int channelCount; int format; size_t frameCount; size_t size; union { void* raw; short* i16; int8_t* i8; }; }; 其中存放数据的是下面这个东东： union { void* raw; short* i16; int8_t* i8; }; 对这块东东赋值的代码如下： audioBuffer->raw = (int8_t *)cblk->buffer(u); 先看其中cblk的来历： audio_track_cblk_t* cblk = mCblk; mCblk的赋值在函数AudioTrack::createTrack中：
mCblk = static_cast
音频信号的两种传输方式 前言 音频信号有两种传输方式，即平衡式（XLR）与非平衡式（RCA）。关于两种传输模式究竟孰优孰劣，这个问题长久以来都有争论。萝卜青菜各有所爱，今天我们就来谈谈这两种传输方式。（如有不同观点，欢迎在文末留言～） 在讨论两种传输方式之前，我们先来了解下音频信号，因为你首先得知道你要传输的到底是个什么东西吧？ 音频信号 音频信号是(Audio)带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体。 根据声波的特征，可把音频信息分类为规则音频和不规则声音。其中规则音频是我们熟悉的语音、音乐和音效。规则音频是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。另一种不规则音频就没规律可言了，噪音之类的都是。 一.信号的平衡传输（XLR）
平衡传输是一种应用非常广泛的音频信号传输方式。它是利用相位抵消的原理，将音频信号传输过程中所受的其它干扰降至最低。 平衡式音源输出（公头）、功放前级输入（母头）端口都是使用三个脚位的连接插件，平衡传输线里的三芯，一芯传输正半波（正相）信号，一芯传输的是负半波（反相）信号，最后一芯是地线。 平衡式连接必须注意的问题 1、它需要并列的三根导线来实现，即接地、热端、冷端。所以平衡输入、输出插件必须具有3个脚位，如卡农或大三芯插件（如图）。 2、传输线当然也得是2芯1屏蔽层的线，由于热端信号线和冷端信号线在同一屏蔽层内相对距离很近，所以在传输过程中受到的其他干扰信号也几乎相同。然而被传输的热端信号和冷端信号的相位却相反，所以在下一级设备的输入端把热端信号和冷端信号相减，相同的干扰信号被抵消，被传输信号由于相位相反而不会损失。所以在专业的场合和传输距离比较远的时候通常使用平衡传输方法。 3、器材之间的平衡式连接必须还要注意一个问题，就是美国与欧洲的规格完全不同：三芯中除接地外，正、负两芯美规与欧规是相反的（美规1地2正3负，欧规1地2负3正）。