采用LVDS串行器/解串器傳送車載I2S音頻流

音頻信號(hào)在模擬域與數(shù)字域之間的每次轉(zhuǎn)換都會(huì)降低音質(zhì)，因此盡可能保持音頻數(shù)據(jù)為數(shù)字形式對(duì)獲得最佳音質(zhì)非常重要。面向媒體的系統(tǒng)傳輸(MOST)總線針對(duì)傳送車載音頻數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，但實(shí)施起來(lái)比較昂貴，且對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)大材小用。對(duì)于消費(fèi)類音頻設(shè)備，一般采用S/PDIF(由SONY公司與PHILIPS公司聯(lián)合制定的一種數(shù)字音頻輸出接口)把壓縮的音頻數(shù)據(jù)從一個(gè)音頻設(shè)備傳送到另一個(gè)音頻設(shè)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(shù)字音頻，同時(shí)也缺乏適合汽車應(yīng)用的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證、魯棒的物理層。

采用LVDS傳送數(shù)字音頻數(shù)據(jù)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(xiàn)有硬件上，而不影響系統(tǒng)資源。目前已經(jīng)可使用的I²S數(shù)字音頻數(shù)據(jù)可被傳送到汽車中的不同部位，而沒(méi)有實(shí)際上上的軟件開銷。通過(guò)保持音頻數(shù)據(jù)為數(shù)字形式，系統(tǒng)中不再需要多個(gè)ADC、DAC和線纜，由此節(jié)省下來(lái)的成本和電路板空間可用來(lái)實(shí)現(xiàn)其它功能。

圖1：I2S輸入信號(hào)的采樣波形。

LVDS已被用于將來(lái)自照相機(jī)、DVD播放器和導(dǎo)航系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)路由傳送到汽車中的各種顯示設(shè)備上。LVDS所具備的低信號(hào)幅度和差分結(jié)構(gòu)允許它以很低電磁輻射傳送高帶寬數(shù)據(jù)。

MAX9205被設(shè)計(jì)用來(lái)通過(guò)單個(gè)參考時(shí)鐘傳送10位并行數(shù)據(jù)。為將I²S信號(hào)SCLK、WS和SDA0-3作為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的電路原理圖。

離開模塊的信號(hào)在線束中必須非常魯棒，能忍受苛刻的汽車環(huán)境和故障狀態(tài)。LVDS總線需進(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(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行直流平衡，所以應(yīng)確保將要傳送的數(shù)據(jù)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(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行直流平衡。SCLK和WS信號(hào)是對(duì)稱信號(hào)，因此只需對(duì)隨機(jī)信號(hào)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(shù)據(jù)包的1和0數(shù)量相等。