采用LVDS串行器/解串器傳送車載I2S音頻流

音頻信號在模擬域與數(shù)字域之間的每次轉(zhuǎn)換都會降低音質(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)總線針對傳送車載音頻數(shù)據(jù)而設(shè)計，但實施起來比較昂貴，且對大多數(shù)應(yīng)用來說大材小用。對于消費類音頻設(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)從一個音頻設(shè)備傳送到另一個音頻設(shè)備。不過， 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，同時也缺乏適合汽車應(yīng)用的經(jīng)過驗證、魯棒的物理層。

采用LVDS傳送數(shù)字音頻數(shù)據(jù)是一個魯棒、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，而沒有實際上上的軟件開銷。通過保持音頻數(shù)據(jù)為數(shù)字形式，系統(tǒng)中不再需要多個ADC、DAC和線纜，由此節(jié)省下來的成本和電路板空間可用來實現(xiàn)其它功能。

圖1：I2S輸入信號的采樣波形。

LVDS已被用于將來自照相機、DVD播放器和導航系統(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)計用來通過單個參考時鐘傳送10位并行數(shù)據(jù)。為將I²S信號SCLK、WS和SDA0-3作為數(shù)據(jù)傳送，參考時鐘需要與SCLK同步且至少為其頻率的2倍。MAX9205要求參考時鐘頻率范圍為16～40MHz，不過芯片將鎖定參考時鐘低至10MHz，從而允許使用普遍采用的12.28MHz時鐘頻率。

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總線需進行交流耦合，以免在發(fā)生高壓短路狀況時受到損壞。由于MAX9205不能自動對輸出信號進行直流平衡，所以應(yīng)確保將要傳送的數(shù)據(jù)已經(jīng)進行了直流平衡。在10個可用的輸入中，用到的一般不超過6個，因此可以利用其余的4個輸入來對傳送的數(shù)據(jù)進行直流平衡。SCLK和WS信號是對稱信號，因此只需對隨機信號SDA0-3進行反相并饋送到未用的輸入端，以確保待傳送的每個雙通道I²S數(shù)據(jù)包的1和0數(shù)量相等。