数字声音信号接口有两种:一是双绞线平衡传输接口,连接头为XLR型(卡侬头),由美国音频工程协会和欧洲广播联盟规定(AES/EBU);二是同轴电缆非平衡传输接口,连接头为BNC型(Q9头),由电影电视工程师协会(SMPTE)276M建议书规定。
XLR型连接头如图5-15所示。
图5-15 XLR型连接头
我国标准有《演播室数字音频接口》(GY/T158-2000),参照AES/EBU建议制定。AES/EBU数字音频接口标准是传输和接收数字音频信号的数字设备接口协议,规定音频数据必须以2的补码进行编码,传输介质是电缆,在串行传输16bit~20bit的并行字节时先传输最低有效位,必须加入字节时钟标志以表明每个样值的开始,最后的数据流为双向标志码编码,如图5-16所示。
图5-16 通道编码
双向标志码编码的特点是在码元“0”或“1”的边沿都有电平跳变,而对于码元“1”,在每个比特周期的中央又有一次跳变,这种码的数据信号内没有直流分量,因而可用变压器耦合,而且不怕相位反转,又容易从输入数据流中根据跳变提取时钟。
平衡传输时,连接电缆应采用有屏蔽层的平衡电缆,在0.1MHz~6.0MHz 频率上电缆标称特性阻抗为110Ω。平衡信号由平衡的双绞线和带屏蔽层的传声器型电缆传送。输入和输出都规定为变压器耦合,而且不接地。双绞线特性阻抗为110Ω,发收两端须有110Ω匹配电阻。这种连接的电缆长度可达到100m,不会对信号造成过分的劣化。
非平衡传输时,同轴电缆的特性阻抗为75Ω,长度可达400m。
在数字电视中,数字音频数据可以嵌入数字视频SDI(串行数字接口)流中每一行的HBI(行逆程)的辅助数据空间传输,称为加嵌,这种伴音称为嵌入式伴音,我国标准有《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》(GY/T160-2000)、《数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范》(GY/T161-2000)、《高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的24比特数字音频格式》(GY/T162-2000)。
GY/T161-2000规定,按HBI计算,一行中可容纳的辅助数据为:
144-8-6=130B或1040bit(1B=8bit),其中144B为行逆程中可容纳的总字节,8B为EAV和SAV占用,6B为紧随EAV之后固定的定时基准码占用,由此可得一行辅助数据的码率为:
1040×625×25=16.25Mbps
由于一路立体声的码率为:(www.xing528.com)
48000×20×2=1.92Mbps
因此在数字视频SDI流中可以嵌入8路无压缩的数字立体声音频信号。
标准规定:除了第7、320、5、318行外,音频数据可以嵌入大多数行的HBI期间,并应在整个帧内平均分布。一路48kHz取样的音频信号嵌入一帧时,相当于一行HBI内传输该路声音的48000/15625=3.072个样值,实际上是多数行传3个样值,少数行传4个样值。
对于625/50格式,第一场第6行及其上下相邻行和第二场第319行及其上下相邻行共六行,不能传输有效数据,以保证切换时不损伤数据。第6、319行为切换行,用于场或帧切换,第5、318行留给EDH(误码检测信号)。
思考与练习:
1.什么是数字电视?
2.什么是PCM编码?
3.什么是分量编码和复合编码?
4.怎样选择电视信号数字化的取样频率?
5.怎样选择电视信号数字化的量化比特数?
6.画出4:4:4、4:2:2、4:2:0、4:1:1的Y、Cr、Cb样点结构图。
7.计算4:4:4、4:2:2、4:2:0、4:1:1的未压缩数码率。
8.什么是串行接口和并行接口?
9.什么是AES/EBU信号接口?
10.简述音频块和音频帧的格式。
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