采用LVDS串行器/解串器傳送車(chē)載I2S音頻流

音頻信號在模擬域與數字域之間的每次轉換都會(huì )降低音質(zhì)，因此盡可能保持音頻數據為數字形式對獲得最佳音質(zhì)非常重要。面向媒體的系統傳輸(MOST)總線(xiàn)針對傳送車(chē)載音頻數據而設計，但實(shí)施起來(lái)比較昂貴，且對大多數應用來(lái)說(shuō)大材小用。對于消費類(lèi)音頻設備，一般采用S/PDIF(由SONY公司與PHILIPS公司聯(lián)合制定的一種數字音頻輸出接口)把壓縮的音頻數據從一個(gè)音頻設備傳送到另一個(gè)音頻設備。不過(guò)， S/PDIF的帶寬不足以以未壓縮的格式傳送5.1或7.1數字音頻，同時(shí)也缺乏適合汽車(chē)應用的經(jīng)過(guò)驗證、魯棒的物理層。

采用LVDS傳送數字音頻數據是一個(gè)魯棒、低成本、高帶寬的接口方案，能方便被添加到現有硬件上，而不影響系統資源。目前已經(jīng)可使用的I²S數字音頻數據可被傳送到汽車(chē)中的不同部位，而沒(méi)有實(shí)際上上的軟件開(kāi)銷(xiāo)。通過(guò)保持音頻數據為數字形式，系統中不再需要多個(gè)ADC、DAC和線(xiàn)纜，由此節省下來(lái)的成本和電路板空間可用來(lái)實(shí)現其它功能。

圖1：I2S輸入信號的采樣波形。

LVDS已被用于將來(lái)自照相機、DVD播放器和導航系統的視頻數據路由傳送到汽車(chē)中的各種顯示設備上。LVDS所具備的低信號幅度和差分結構允許它以很低電磁輻射傳送高帶寬數據。

MAX9205被設計用來(lái)通過(guò)單個(gè)參考時(shí)鐘傳送10位并行數據。為將I²S信號SCLK、WS和SDA0-3作為數據傳送，參考時(shí)鐘需要與SCLK同步且至少為其頻率的2倍。MAX9205要求參考時(shí)鐘頻率范圍為16～40MHz，不過(guò)芯片將鎖定參考時(shí)鐘低至10MHz，從而允許使用普遍采用的12.28MHz時(shí)鐘頻率。

圖2：利用MAX9205/MAX9206傳送I2S音頻數據的電路原理圖。

離開(kāi)模塊的信號在線(xiàn)束中必須非常魯棒，能忍受苛刻的汽車(chē)環(huán)境和故障狀態(tài)。LVDS總線(xiàn)需進(jìn)行交流耦合，以免在發(fā)生高壓短路狀況時(shí)受到損壞。由于MAX9205不能自動(dòng)對輸出信號進(jìn)行直流平衡，所以應確保將要傳送的數據已經(jīng)進(jìn)行了直流平衡。在10個(gè)可用的輸入中，用到的一般不超過(guò)6個(gè)，因此可以利用其余的4個(gè)輸入來(lái)對傳送的數據進(jìn)行直流平衡。SCLK和WS信號是對稱(chēng)信號，因此只需對隨機信號SDA0-3進(jìn)行反相并饋送到未用的輸入端，以確保待傳送的每個(gè)雙通道I²S數據包的1和0數量相等。