Порядок передачи 5-разрядных канальных бит

Такие синхрогруппы вставляются по меньшей мере один раз за время передачи кадра MADI. Синхрогруппа всегда располагается между двумя смежными 40-битными субкадрами. Синхрогруппа, которая располагается в конце кадра, имеет вид 11000 10001. Однако это не единственная конфигурация синхрогруппы – всего таких конфигураций может быть до 32. Синхрогруппы при необходимости могут вставляться между смежными каналами (субкадрами) внутри одного и того же кадра. Могут быть вставлены не одна, а несколько синхрогрупп. Точный порядок использования синхрогрупп стандартом не регламентируется. Несколько примеров показано на рис. 3.6.

Частота дискретизации и число передаваемых каналов

Частота дискретизации, на которой может использоваться интерфейс MADI при определенном числе каналов, должна укладываться в один из трех диапазонов:

а) для 56 каналов – от 32 кГц до 48 кГц ± 12,5%;

б) для 64 каналов – от 32 кГц до 48 кГц - номинальная частота;

в) для 28 каналов – от 64 кГц до 96 кГц ± 12,5%.

Сигналы с более высокой частотой дискретизации (например, 192 кГц) могут передаваться путем использования двух или более числа каналов на отсчет.

Для 56 каналов при частоте дискретизации 48 кГц±12,5% или для 28 каналов при частоте дискретизации 96 кГц±12,5% результирующая скорость цифрового потока данных не должна превышать 96,768 Мбит/с; для 64 каналов при частоте дискретизации 48 кГц или 32 каналов при частоте дискретизации 96 кГц результирующая скорость цифрового потока данных не должна превышать 98,304 Мбит/с.

Для 56 каналов при частоте дискретизации 32 кГц результирующая скорость потока данных не должна быть меньше 50,176 Мбит/с.

Максимально допустимая скорость потока данных, передаваемых через интерфейс MADI, для любых сочетаний числа активных каналов и частоты дискретизации не должна превышать 100 Мбит/с.

Максимально допустимая скорость потока канальных бит (после преобразования в код 4В5В), не должна превышать 125 Мбит/с.

Электрические характеристики

Электрическое соединение приемника и передатчика интерфейса осуществляется при помощи коаксиального кабеля с характеристическим сопротивлением 75±2Ώ длиной не более 50 м. Возможно соединение с помощью оптического кабеля. К примеру, при использовании оптического интерфейса FDDI длина линии может достигать 2 км. Может быть также использована синхронная линия оптической связи SONET (Synchronous Optical NETwork). Сигнал синхронизации в этом случае также передается по оптической линии.

Размах напряжения на выходе передатчика должен быть от 0,3 до 0,6 В. Время нарастания и спада электрического сигнала между величинами 20% и 80% амплитуды должно быть не более 3 нс и не менее 1 нс. Используются разъемы типа BNС.

Для обеспечения необходимого уровня сигнала на выходе передатчика и на входе приемника размещаются буферные каскады, схемы которых показаны на рис. 3.7 и рис. 3.8.

SDIF

Существует два типа интерфейсов, которые обозначаются одной и той же аббревиатурой SDIF (Sony Digital Interface Format) – SDIF-2 и SDIF-3. Оба они являются последовательными одноканальными, предполагают наличие отдельного кабеля для передачи сигнала синхронизации и предназначены для использования в профессиональной сфере [11]. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

SDIF-2

Интерфейс SDIF-2 предназначен для передачи цифровых звуковых сигналов, представленных в виде ИКМ-отсчетов с числом разрядов до 20. Частота дискретизации (частота следования отсчетов звукового сигнала) может быть как 44,1 кГц, так и 48 кГц. Для передачи двухканального стереофонического сигнала необходимо использовать два отдельных небалансных коаксиальных кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом для передачи каждого звукового канала и один кабель – для передачи сигнала синхронизации. Если требуется передавать шестиканальный звуковой сигнал (в формате 5.1), то следует использовать шесть кабелей для аудиосигналов и один кабель для сигнала синхронизации. Коммутация кабелей осуществляется с помощью соединителей типа BNС (рис. 4.1). Для того чтобы не возникало фазовых искажений, длина всех используемых кабелей должна быть одинаковой. Сигналы, передаваемые по интерфейсу SDIF-2, должны иметь уровни, совместимые с ТТЛ-логикой.

Данные, передаваемые по каждому из звуковых каналов интерфейса SDIF-2, представлены в виде последовательности 32-разрядных слов (рис. 4.2), которые, в свою очередь, организованы в блоки из 256 таких слов в каждом (рис. 4.3). Сигнал синхронизации представляет собой последовательность импульсов со скважностью 2 (длительность импульса высокого уровня равна длительности паузы низкого уровня), следующих с частотой, равной используемой частоте дискретизации (44,1 кГц или 48 кГц).

Первые 20 позиций в слове предназначены для битов ИКМ-отсчета, который располагается на этих позициях старшими разрядами вперед, т.е. 1-й бит – самый старший (MSB – Most Significant Bit). Если отсчеты 16-разрядные, то на последних четырех позициях (17, 18, 19 и 20) передаются «нули». Следующие пять позиций (с 21 по 25) пока не используются – они зарезервированы для возможного применения в будущем. Здесь также должны располагаться «нули». На следующих двух позициях (26 и 27) располагаются два бита, которые указывают на то, использовались или не использовались предыскажения (имфазис) во время процедуры аналого-цифрового преобразования передаваемого звукового сигнала. Если не использовались, то значения этих бит - 00, если использовались, – то 01. Значение 28-го бита указывает на наличие или отсутствие запрета копирования передаваемой фонограммы: если этот бит является «нулем», то копирование разрешено, если «единицей», – то запрещено. Следующий 29-й бит указывает на то, что данное слово является первым в блоке из 256 таких слов: в первом слове значение этого бита – «1», во всех остальных – «0». И, наконец, последние три позиции слова предназначены для синхрогруппы, которая представляет собой два последовательных нестандартных интервала в 1,5 периода канальной тактовой частоты. Использование нестандартных интервалов – довольно распространенный прием при формировании синхрогрупп, поскольку в этом случае она легче опознается и выделяется из последовательного потока информационных бит. Если предыдущий 29-й бит слова является «единицей» (первое слово в блоке), то уровень первого интервала синхрогруппы – «низкий», а уровень второго интервала синхрогруппы соответственно – «высокий» (см. рис. 4.2). Когда 29-й бит является «нулем» (все прочие слова блока), то первый интервал имеет «высокий» уровень, а второй – «низкий».

Следует отметить, что информация о запрете копирования и наличии имфазиса относится ко всему звуковому файлу, передаваемому через интерфейс, поэтому она присутствует только в первом слове блока, когда бит указателя начала блока имеет значение «1». Во всех остальных словах, когда бит указателя начала блока имеет значение «0», бит запрета копирования и бит идентификатора имфазиса также имеют значение «0».

SDIF-3

Интерфейс SDIF-3 по физической структуре очень похож на SDIF-2: здесь для передачи каждого из звуковых каналов также используется отдельный кабель и отдельный кабель для передачи сигнала синхронизации. Однако звуковые данные здесь представлены не в форме ИКМ-отсчетов, а в виде одноразрядного потока DSD, который используется для представления цифрового звукового сигнала в формате SuperAudioCD (SACD) - либо со скоростью следования информационных бит 2,8224 Мбит/с (однократная скорость), либо со скоростью 5,6448 Мбит/с (удвоенная скорость). В качестве сигнала синхронизации может использоваться как частота дискретизации формата CD 44,1 кГц, так и частота дискретизации формата SACD 2,8224 МГц. На практике плата кодера интерфейса SDIF-3 может иметь выходы как обеих этих частот, так и только одной из них. Временные диаграммы сигналов интерфейса SDIF-3 показаны на рис. 4.4.

Звуковые данные перед передачей по интерфейсу SDIF-3 инвертируются и модулируются двухфазным уровневым кодом (Bi-φ-L), который также известен как манчестерское кодирование, фазовое кодирование PE (Phase Encoding), фазовая модуляция и модуляция с расщеплением фазы. Этот метод модуляции характеризуется изменением уровня в центре тактового интервала от «высокого» к «низкому» при кодировании «нуля» и от «низкого» к «высокому» при кодировании «единицы». Если несколько «нулей» или «единиц» следуют подряд один за другим, то в этом случае в начале каждого последующего тактового интервала происходит возврат уровня к требуемому исходному [12] (см. рис. 4.5). Благодаря использованию такого метода модуляции потока данных, он приобретает свойство самосинхронизации, т.е. расстояние между соседними перепадами уровня не превышает одного тактового интервала.

При передаче данных DSDс однократной скоростью (f_s = 2,8224 Мбит/с) канальная тактовая частота составляет 5,6448 МГц, при передаче данных DSDс удвоенной скоростью (f_s = 5,6448 Мбит/с) канальная тактовая частота составляет 11,2896 МГц.

Временные соотношения между сигналом синхронизации WCK(WordClock– частота слов 44,1 кГц) и канальными битами показаны на рис. 4.6.

Временные характеристики сигналов интерфейса SDIF-3 измеряются по уровням 0,9V_0Н и 0,1V_0Н, где V_0Н– значение «высокого» уровня выходного сигнала (рис. 4.7).

Уровни сигналов интерфейса должны быть совместимыми с уровнями ТТЛ-логики и иметь следующие значения:

- высокий уровень V_0Н > 2,4В;

- низкий уровень V_0L< 0,55B.

Для передачи цифрового звукового сигнала и сигнала синхронизации интерфейса SDIF-3 также используются небалансные коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 75 Ом, которые так же, как и в случае интерфейса SDIF-2, должны иметь одинаковую длину.

Рекомендуемые схемы выходного каскада источника сигнала интерфейса SDIF-3 и входного каскада приемника приведены на рис. 4.8 и 4.9 соответственно.

Поскольку формат SDIF-3 предусматривает использование отдельных кабелей для передачи сигналов каждого из цифровых звуковых каналов и отдельного кабеля для передачи сигнала синхронизации WCK, следует учитывать то, что задержка между ними может оказаться разной и разница будет сравнима с длительностью канального бита. Поэтому следует быть внимательным при выборе кабелей (длина кабелей должна быть одинаковой) и схемы соединения отдельных модулей аппаратуры (выбор источника синхронизирующего сигнала). На рис. 4.10 и 4.11 приведены примеры рекомендуемых схем коммутации.

TDIF

Восьмиканальный цифровой интерфейс TDIF (TASCAM Digital Interface Format) был разработан фирмой TASCAM для своих 8-дорожечных цифровых магнитофонов типа DTRS. Обеспечивает одновременную двунаправленную передачу по одному кабелю до 8 каналов цифрового звука (8 каналов передачи и/или 8 каналов приема) в формате до 24 бит/48 кГц и 24 бит/44,1 кГц. Для подключения кабеля используется 25-штырьковый разъем D-sub.

D-sub – сокращение от полного названия разъема «D-subminiature». Однако «субминиатюрным» этот разъем считался лишь в те времена, когда он впервые появился как элемент компьютерной техники, – в 1952 году. Сейчас же, наоборот, он является одним из самых больших среди всех тех разъемов, которые применяются для компьютерных соединений. Был разработан и введен в употребление фирмой ITT Canon.

Разъем D-sub может содержать два и более параллельных рядов контактов или гнезд (их число может быть равно не только 25, как в случае интерфейса TDIF, но и 9, 15, 37, 50), которые обычно окружены металлическим экраном в форме латинской буквы D (отсюда и название D-sub). Экран, кроме выполнения своей основной функции – защиты от электромагнитных помех, еще и обеспечивает надежное механическое закрепление штекера кабеля в гнезде. Несимметричная форма в виде буквы D делает невозможным неправильную ориентацию разъема. Часть разъёма, содержащая штырьки, называется по-английски male connector или plug (по-русски штекер или вилка), а часть, содержащая гнезда, - female connector или socket (розетка). Экран розетки плотно входит внутрь экрана вилки. Если используются экранированные кабели, экраны разъёмов соединяются с экранами кабелей, обеспечивая, таким образом, непрерывное экранирование для всего соединения.

В принятой фирмой ITT Canon системе обозначений буква D обозначает всю серию разъёмов D-sub, а вторая буква используется для указания размера разъёма исходя из числа стандартных контактов, которые могут разместиться внутри D-образного экрана (A = 15 контактов, B = 25, C = 37, D = 50, E = 9), после чего следует цифра, обозначающая фактическое число используемых контактов, и буква, обозначающая тип разъема: M (male) — вилка, F (female) — розетка, P (plug) — штекер, S (socket) — розетка. Например, DB25M обозначает разъём D-sub с экраном, вмещающим 25 контактов и фактическим числом контактов, равным 25. Контакты в этих разъёмах находятся на расстоянии 2,74 мм, а ряды находятся на расстоянии 2,84 мм. Нумерация контактов разъема DB25M показана на рис. 5.1, а внешний вид разъема – на рис. 5.2.

Самая первая спецификация на этот интерфейс обозначалась как TDIF-1, версия 1.0. Она была разработана для магнитофонов DA-88 и не включала в себя сигнала синхронизации по словам, который нужно было подавать по отдельному кабелю с разъемами BNS. В более поздней спецификации 1.1 этот недостаток был исправлен и сигнал синхронизации по словам был включен в спецификацию. Описание сигналов на контактах разъема DB25M для спецификации TDIF-1, версии 1.0 приведено в табл. 5.1.

Сигнал LRCK – это сигнал синхронизации по словам, который представляет собой последовательность импульсов со скважностью 2, следующих с частотой дискретизации, при этом низкий уровень сигнала соответствует передаче отсчетов левого звукового канала, а высокий – передаче отсчетов правого звукового канала (рис. 5.3,б). Сигналы f_s0 и f_s1 – это сигналы тактовых частот, соответствующих скорости передачи бит звуковых отсчетов (рис. 5.3,в). Сигнал EMPH указывает на наличие или отсутствие имфазиса, т.е. использования или не использования предыскажений при аналого-цифровом преобразовании звукового сигнала, при этом параметры цепей имфазиса соответствуют стандарту CD-Audio.

Таблица 5.1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: