使用A2B用于音频会议系统

如今，现代会议室音频安装的主要障碍之一是需要将各种输入/输出换能器互连到主音频控制台中。这通常使用每个节点的单独点对点屏蔽电缆来完成，这很笨重，并且仍然需要在每个节点上单独的外部电源。除了体积庞大之外，这些电缆还承载模拟音频信号，这些信号会受到显着频谱衰减的影响，尤其是在长距离安装或选择使用具有成本效益的电缆选项时。

用于汽车音频总线的收发器芯片，A2B、支持通过单根非屏蔽双绞线（UTP）线进行多声道数字音频。多个收发器节点可以菊花链连接，除了传输高保真数字音频外，A2B 总线可以将直流电源传输到远程总线供电节点。图 1 描述了一个2B收发器功能框图。

图1.一个2B 功能框图。

虽然2B收发器技术主要用于解决汽车应用中笨重的音频布线问题，它肯定是一种更通用的音频传输方法，具有潜在的广泛应用。一个这样的潜在应用2汽车空间之外的B技术是小型会议室会议系统。在现代小型会议室会议系统中，需要在房间周围分配多个麦克风，有时还需要多个扬声器，以实现一系列 DSP 功能，例如波束形成、声学噪声消除或回声消除。另一个可能的应用是公共礼堂、集会和需要同步实时翻译的地方。真正限制 A 的因素是什么2B在较大容量房间中的应用是一条总线的总电缆长度，总体限制为40米。

图2.会议室中的传统音频装置。

在此类应用中，A2B 收发器可用于简化远程音频节点的布线，同时提供具有可选配电功能的卓越数字传输方法。如图2所示，之前连接这些远程音频节点的方法是使用屏蔽电缆，每对电缆沿一个方向传输单个模拟信号，并通过直流适配器单独供电。同时，使用A2B可以传输多达32个上行和/或32个下行高保真数字音频通道以及总线电源，如图3所示;当使用16位数据时，总线中通道的总数量限制为总共50个通道。这些理想的 A 可能是真的2与传统模拟方法相比，如果B功能部署在会议系统中，则通过简化布线和添加双向、高保真数字音频功能，将带来巨大的优势。

图3.使用2B 用于会议室中的音频安装。

该 A2B 收发器连接多通道 IC 间声音 （I2S） 节点之间长达 15 米的同步脉冲编码调制 （PCM） 数据，以及所有节点长达 40 米的总长度。它还扩展了 I 的同步、时分多路复用 （TDM） 特性2S 连接到连接多个节点的系统，其中每个节点都可以使用数据、提供数据或两者兼而有之。除了音频内容外，此数据还可以包括控制功能;例如，A 上的 GPIO2B 收发器芯片（典型 A 上最多提供 7 条 GPIO 线路2B 收发器）可以连接到麦克风节点上的 LED，并且可以由主机远程打开/关闭，以指示活动（带电）或非活动（静音）麦克风。

该 A2B总线是一个单主机、多从系统，其中主机控制器上的收发器芯片是主机。主节点为所有从节点生成时钟、同步和成帧信号。大师A2B芯片可通过控制总线（I2C） 用于配置和回读。此控制总线的扩展嵌入在 A 中2B 数据流，允许直接访问从属收发器的寄存器和状态信息，以及 I2C-to-I2C 远距离通信。当系统上电时，使用发现机制，其中每个节点被识别并形成TDM结构要求。所有从节点从从节点 0 到系统中最后一个可用从节点依次发现。一旦发现所有从属节点，就会初始化每个节点以进行同步数据交换。图 4 显示了一个简单的 A2具有四个节点的 B 系统示例。主机程序在每个节点中注册以控制 A 上的数据流量2B巴士。在本例中，来自从节点0和N中的数字麦克风和ADC的数据被传送到主节点，而来自主节点的扬声器数据同时被传送到从节点1上的DAC。如本例所示，A2B 收发器还集成了多通道 PDM 接口，用于直接连接脉冲密度调制麦克风阵列。

图4.简化的 A2具有四个节点（主节点和三个从节点）的 B 系统。

每个从节点的音频通道数量可以从多达32个上行通道和多达32个下行通道单独编程。8、12、16、20、24、28 或 32 位的数据槽大小可用于匹配 I2S/TDM 数据字长，但必须对所有节点使用相同的插槽大小。上游和下游可以选择不同的插槽尺寸。此外，12 位、16 位或 20 位插槽大小可以选择通过 A 传输压缩数据2用于 16、20 或 24 位 I 的 B 总线2S/TDM 字长。音频采样频率（f同步） 可在 44.1 kHz 至 48 kHz 范围内设置，所有节点同步采样数据。从节点支持采样率 （fS） 的 1× （48 kHz）、2× （96 kHz） 或 4× （192 kHz），可以为每个从站单独配置。为了在从节点中支持2×和4×的采样率，主节点必须使用2×和4×的I量2S/TDM 数据通道位于 1× f同步与主机的接口。一个2B 收发器还包括针对控制数据和状态数据的可靠错误检测，并具有 16 位 CRC 检查功能。A 上可用的另一个重要功能2B收发器是故障诊断，其中收发器可以检测何时A。2B线短路到高压，接地短路，电线相互短路，电线反转或连接开路。

在总线供电系统中，外设电源电流消耗对系统中的其他节点有直接影响。重要的是保持在热封装限制范围内，不要超过IVSSN和 V在在任何 A 中2B 总线节点（1.2 Ω I 时为 300 mA/100 mAVSSN内部开关限值，取决于收发器型号和 9 V 输入电压 V在最大进入其输入稳压器）。A 的数据表 |2B收发器芯片提供了大量功率预算计算示例，图5显示了总线供电系统的模型。

图5.具有本地和总线供电从站的系统的直流电源模型。

虽然基本的 2 芯电缆足以建立2B操作，正确选择电缆和连接器将使其符合行业中常见的更严格的EMC测试要求。为了提供超出典型频谱发射范围的良好电气性能，需要选择合适的电缆，以便在通信频率的谐波下不会发生差分到共模的转换。

完整的评估板选择使设计工程师能够全面测试和评估A的性能2B 设备，然后再承诺进行完整的设计实现。以下是ADI公司提供的一些评估板示例。

图6.

EVAL-AD2428WD1BZ， A2B 主电源或本地电源从节点 （I2S/TDM，三个 PDM 麦克风）。

图7.

EVAL-AD2428WB1BZ，总线供电A2B 从节点 （I2S/TDM，两个 PDM 麦克风）。

图8.

EVAL-AD2428WC1BZ，总线供电A2B 从节点（无 I2S/TDM，四个 PDM 麦克风）。

图9.

EVAL-AD2428WG1BZ，本地电源A2B 从节点 （I2S/TDM，无 PDM 麦克风）。

图 10.

ADZS-AUDIOA2BAMP， A2B 类 D 放大器模块。

图 11.

SHARC音频模块：用于音频应用的可扩展硬件/软件平台。

审核编辑：郭婷