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1、法规与标准数字音频AES 3接口标准线性表示双信道数字音频数据的串行传输格式刘欣荣译肖社生沈聪校2003年第8期（总第128期）#法规与标准2003年第8期（总第128期）#法规与标准1应用范围本文详细介绍了用于双信道聿行传输数据的推 荐接口标准AES3,可定期的样并线世显示数字音频 数据。这种用于传倫音频数据的格式可适用于任何被 认可的取样频率，即AES5推荐方法中为专业数字音 频应用，使用脉冲编码调制（PCM）而选用的取样频率。 需注意的是这种接口规格并不要求设备都采用这些 取样码率，并且使用其它的码率并不意味着设备只支 持这些码率，所以设备规格应该定义所支持的取样频 率。按照国际惯例，这
2、种接口格式需使用屏蔽双绞 线，在没有传输均衡或接收机不使用特定均衡的情况 下最大传输距离为100米，此时帧速率最大为 50kHz如果需要更大的传输距离和帧速率，可仔细选 择电缆和使用接收均衡或有源中继器，或两者都使 用。本文并没有讲述与任何公共载波设备的连接以 及在一个人的系统中的同步问题，尽管AES标准使 得接收设备和传输设备之间可以很容易达到同步。特定的同步方式在AES11中讲述。用户所使用的接口，与AES3的接口格式是不同 的。2接口格式2.1 术语2.1.1取样频率指音频信号的取样频率。当一种以上的信号通过 同一个接口时，它们的取样频率是相同的。2.1.2音频取样码活效字音频的収样幅度
3、。在对模拟信号进行取 样、駄化后用线性二进制补码方式表示，每个码包括 2或24个比待。2.1.3 辅助取样位当音频数据为20或小于20个比特时,4个最低 有效位为辅助取样位。2.1.4有效位指出子帧中的音频取样数据是否适合转换成模 拟信号。2.1.5 信道状态由每一包（见2.1.11节）中信道状态位组成，形成 信道的描述信息。2.1.6 用户数据由用户数据位组成,形成与音频数据相关或不相 关的文本和其它信息数据。2.1.7 奇偶校验位提供偶校验，可检测出传输中的奇数个错误。2.1.8 前导码具有特定的格式,用于识别同步信息。有3种前 导码格式，见2.4节。2.1.9子祯具有固定格式的取样信号，
4、见221节和222 节。2.1.10 帧一帧由两个连续的子帧组成。2.1.11 包一包由连续的192帧组成，每包开始由一个特定 子帧的前导码标识。2.1.12信道编码采用二进制频率调制信道码，见2.3节。2.1.13 单位间隔腊本编码方案中的最短标称时间间隔。注意:一帧中共有128个单位间隔。2.1.14接口抖动指数据系统之间传输数据时岀现的抖动。2.1.15固有科动指设备空载或与无抖动基准同步时设备输出接 口的抖动。2.1.16抖动增益设备同步输入抖动的振幅与输岀抖动振幅的比值，用 dB表示注意:这里的抖动不包括固有抖动。2.1.17帧速率在接口处帧的传输速率。2.2结构2.2.1子帧格式?
5、每个子帧由32位统戒，见图1。03 4：.*27 2831前导码LSB24比特讦频取样码 MSBVUCP(a)03 47 827 2831舸导码AUXL5B 24比恃音義取样码MSBVUCP（b）V 有效位U用户数据位C 信道状态位P奇偶校验位AUX捕助取样位图1子帧格式0到3位是前导码（参见222节和2.4节以及图 2）4到27位是音频取样码，第27位是MSB（最大 有效位）。24比特编码范围时，第4位是LSB（最小有效位） （图 la）。当20比特编码范围足够时,8到27位为取样码, LSB在第8位,4到7位作为辅助取样比特（图b）o当源提供的数据少于接口允许的范围（20或24 比特）,L
6、SB不使用，置为“0”。第28位为有效位，在2.5节中介绍。第29位为用户数据位，在3节中介绍。第30位为信道状态位，在4节中介绍。第31位为奇偶校验位，它的作用是使4到31位 的数据永远保持为偶数个零。2.22帧格式一帧由两个子帧组成，见图2。但另外规定帧传 输的速率和源取样频率一致的除外。通常每帧中第1个子帧的前导码为“X”，第2个 子帧的前导码是“Y”。但毎包的第1帧中的第1个子 帧的前导码为“Z”（第2个子帧的前导码是“Y”），用 来标识一包的开始。信道模式由信道状态数据包中字节1的位03 来标识。双信道祺式：两个信道賊样，在两个连续的子帧 中传送，信道1的数锯包含在子帧1中，信道2的
7、数 据包合在子帧2中。立体声模式：假定两个信道同时取样，左信道数 据在子帧1中，右信道数据在子帧2中。单信道模式（单声道）：传输速率和双信道码率相 同,音频取样码放在子帧1中，子帧2中4到31位放 相同的内容或逻辑零接收机通常默认接收信道1除 非提供手动优先。主/从模式：在一些情况下需要一个信道设为主 信道，而另一个信道为从信道，这时，主信道数据在子 帧1中，从信道数据在子帧2中。2.3信道编码为了最小化直流分嵐，促进数据流的时钟恢复. 实现接口对连接极性的不敏感度，所以对子帧中4 31位进行双相标志编码。源编码中两个时钟脉冲表示一个比特，每个比特 包含两个二进制状态，当比特为“0”时，两个状
8、态相 同，为T”时，两个状态相反，在脉冲处发生跳变，且相 邻比特中的前一个比特的第二个状态总是和后一个 比特第一个的状态是相反的，即在比特的开始总是存 在一个跳变（图3）。2.4前导码前导码有特定的格式来同步和识别子帧和包。XChannel 1Y 1 ChannelZ 1 Channel 1YChannel2x!channenYChannel2X191 tt子帧1子帧2一IM0帧包开始 图2林格式为了达到同步的目的，并使之可靠，前导码的格 式没有按照上述的双相标志编码规则，因此避免了数 据编码模仿前导码的可能性。I I I丨丨I I丨I丨I 时钟（2x比特率）1源编码ruruI信逍编码（双相标
9、志） 括：音频取样码的长度、音频信道的个数、取样频率、 取样地址码、字母数字混合编写的源和目的编码以及 预加童。图3信道编码下面列出了前导码的三种格式，被规定在4个比 特内传送（03位），由8个状态表示，且前导码第一 个状态总是与上一帧的最后一个比特的第二个状态 （奇偶校验位）相反。先前的状态0 1信道编码“X”H100010oooi noi子軌1111001(100001 1子帧2liioioac00013111子帧1和包开始前导码和信道编码的区别是相邻比特没有状态 变化。前导码X格式见图4。字节位01234567信道源数据信道目的数据本地取样地址编码一天时间取样地址编码信息可靠标识循环冗余
10、校验图4 前导码X（IHOOOIO）注意：由于在31位采用了偶校验，因此所有的前 导码在开始时都会发生方向的跳变。在实际中只会用 到上述两组前导码中的-组，但提供两组前导码是必 要的，因为庄连接中会产生极性的翻转。2.5有效位如果咅频取样码可以转换为模拟音频信号，有效 位为“（T,否则为TS这一位没有默认状态。a 信道状态c加更c取样频率g用广数据管理1取样码长k数字音频卷考倍号b音频/非音频d 取样频率锁定 f 倍道编码模式 h 辅助取样 j多佶道模式r保留图5倍道状态数据烙式对图5详细解禅如下:3用户数据格式可用的用户数据信道格式在信道状态字节1的47位中指出。用户数据位默认的值为“0。4
11、信道状态格式信道状态携带与音频信号有关的信息因此两个 子帧中所携带的信道状态信息有可能是不同的，包字节0位00 用户使用的信道状态包。1专业应用的信道状态包。位10 音频取样码是线性PCM取样。1 音频取样码不是线性PCM取样。位24音频信号加重编码。位 2 3 40 0 0 加重不被指出，接收机在手动 优先情况下默认没有加重1 0 0 没有加重，接收机不能设置手 动优先。1 1 050/15 加重，接收机不能信道状态位被组装成192比特的数据包，在包内 又被分成24个字节，且包中第一位包含在前导码为 检”的子帧中，见图5。设置手动优先。1 1 1 CCITT J.17 加重（在 800Hz
12、时 具有6.5dB的插入损耗），接 收机不能设置手动优先。位50锁定状态没有被指出（默认）。1源取样频率未锁定。位67取样频率编码。位 6 70 0取样频率没有指出。在缺省条件 下，接收机为48kHz,可以手动优 先或自动设置。0 1取样频率为48kHzo不能进行手动 优先或自动设置。1 0取样频率为44.1kHz。不能进行手 动优充或包动设置C1 i职样频率为32kHz。不能进行手动 优先或自动设置。注意一：字节0中的位0意味着：已确认是来自 符合IEC958 “用户使用”标准的接口的传输；符合 IEC958”用户使用”标准的接收机也能支持来自该标 准所定义的“专业应用”接口的传输。符合“专
13、业应用” 标准的发射机与符合“用户使用”标准的接收机连接 或反过来连接时均会产生不可预知的运作。因此，后 面的字节都定义在位0为T”的情况下（专业应用的 信道状态包）。注意二：在这个接口的运作中，无需指出取样频 率也无需采用本字节中所指出的取样频率位67 中的状态00适用于:发射机不支持取样频率的指示； 取样频率不知道或者不是这个字节中所指岀的取样 频率，如果是后者可在字节4中指出正确的值。注意三：当字节1中位13指岀为单信道双倍取 样频率模式时，数字音频的取样频率为字节0位67 中取样频率的两倍。字节1位03信道模式编码。位 0 12 30 0 0 0模式没有指出。接收机默认 双信道模式。可
14、以进行手动优 先操作。0 0 0 1双信道模式。不能设置手动优 先。0 0 10单信道模式。不能设置手动优 先。0 0 11主从模式（子帧1为主用）。不 能设置手动优先。0 10 0立体声模式（信道1为左声 道）。不能设置手动优先。0101为用户定义的应用保留。0 110为用户定义的应用保留。0 111单信道双倍取样频率模式。子 帧1和子帧2携带相同信号 的逐次取样，取样频率是帧速 率的两倍，也是字节0中指出 的取舞频率的两倍（如果使用 在字节4中指出的取样频率 时就不是两倍）。不能设置手 动优先。1 0 0 0单信道双倍取样频率模式一 立体声左模式。子帧1和子帧 2携带相同信号的逐次取样。 取样频率是帧速率的两倍，也 是字节0中指出的取样频率 的两倍（如果使用在字节4中 指出的取样频率时就不是两 倍）。不能设置手动优先。10 0 1单信道双倍取样频率模式一 立体声右模式。子帧1和子帧 2携带相同信号的逐次取样。 取样频率是帧速率的两倍，也 是字节0中指出的取样频率 的两倍（如果使用在字节4中 指岀的取样频率时就不是两 倍）。不能设置手动优先。1111多信道模式。 位47 用户数据管理编码。 位 4 5 6 70 0 0 0默认,没有指岀用户信息。0 0 0 1 192比特包结构。前导码“Z” 指出一包的开始。0 0 10保留用于
