如今，現(xiàn)代化會(huì)議室的音頻裝置面臨的主要障礙之一是需要將各種輸入 / 輸出傳感器連接到主音頻控制臺(tái)。通常是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用單獨(dú)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)屏蔽電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種做法非常繁雜，且仍然需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供單獨(dú)的外部電源。除了做法繁雜之外，這些電纜還攜帶模擬音頻信號(hào)，易受明顯的頻率下降影響，特別是在長(zhǎng)距離安裝，或者在使用經(jīng)濟(jì)型電纜選項(xiàng)時(shí)。

適用于汽車(chē)音頻總線(xiàn) A2B?的收發(fā)器芯片通過(guò)單根非屏蔽雙絞線(xiàn)（UTP）電纜支持多通道數(shù)字音頻。多個(gè)收發(fā)器節(jié)點(diǎn)可以采用菊花鏈連接，除了傳輸高保真數(shù)字音頻之外，A2B 總線(xiàn)還可以為由總線(xiàn)供電的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)傳輸直流電源。圖 1 所示為 A2B 收發(fā)器的功能框圖。

圖 1.A2B 功能框圖。

雖然 A2B 收發(fā)器技術(shù)主要是為了解決汽車(chē)應(yīng)用中繁雜的音頻電纜問(wèn)題，但毫無(wú)疑問(wèn)，它也是一種更通用的音頻傳輸方法，具有廣泛的應(yīng)用潛力。在汽車(chē)領(lǐng)域之外， A2B 技術(shù)還可用于會(huì)議室系統(tǒng)中。在現(xiàn)代會(huì)議系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)一系列 DSP 功能，例如波束成型、主動(dòng)降噪或回聲消除，需要在會(huì)議室內(nèi)布置多個(gè)麥克風(fēng)，有時(shí)候是多個(gè)揚(yáng)聲器。另一種可能的應(yīng)用是在公共禮堂、集會(huì)，以及需要同步實(shí)時(shí)翻譯的場(chǎng)合。在大型會(huì)議室內(nèi)，真正限制 A2B 應(yīng)用的因素是單根總線(xiàn)中的電纜總長(zhǎng)，一般限制為 40 米。

圖 2. 會(huì)議室內(nèi)的傳統(tǒng)音頻裝置。

在這些應(yīng)用中，A2B 收發(fā)器可用于簡(jiǎn)化遠(yuǎn)程音頻節(jié)點(diǎn)的布線(xiàn)，同時(shí)提供一種帶可選電源分配的出色數(shù)字傳輸方法。如圖 2 所示，之前連接這些遠(yuǎn)程音頻節(jié)點(diǎn)的方法是使用屏蔽電纜，由每個(gè)線(xiàn)對(duì)單向傳輸一個(gè)模擬信號(hào)，并通過(guò)直流適配器單獨(dú)提供電源。同時(shí)，使用 A2B 的單根雙絞線(xiàn)可以傳輸最多 32 個(gè)上行和 / 或最多 32 個(gè)下行高保真數(shù)字音頻通道和總線(xiàn)電源，如圖 3 所示；使用 16 位數(shù)據(jù) 時(shí)，總線(xiàn)中的通道不得超過(guò) 50 個(gè)。與傳統(tǒng)的模擬方法相比，如果在會(huì)議系統(tǒng)中部署所需的 A2B 功能，確實(shí)能帶來(lái)很多優(yōu)勢(shì)，包括簡(jiǎn)化布線(xiàn)、添加雙向高保真數(shù)字音頻功能等。

圖 3. 將 A2B 用在會(huì)議室內(nèi)的音頻裝置中。

A2B 收發(fā)器同步連接多通道芯片間音頻（I2S），可在節(jié)點(diǎn)之間 15 米的距離，以及在所有節(jié)點(diǎn)總長(zhǎng) 40 米的電纜內(nèi)傳輸脈沖編碼調(diào)制（PCM）數(shù)據(jù)。它還將 I2S 的同步、時(shí)分復(fù)用（TDM）特性擴(kuò)展到連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)獲取數(shù)據(jù)或提供數(shù)據(jù)，或者兩者兼?zhèn)?。除音頻內(nèi)容外，該數(shù)據(jù)還包括控制功能；例如，A2B 收發(fā)器芯片上的 GPIO（一個(gè)典型的 A2B 收發(fā)器上最多支持 7 條 GPIO 線(xiàn)路）可以連接到麥克風(fēng)節(jié)點(diǎn)的 LED 上，并且可由主機(jī)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)，以指示有活動(dòng)的（實(shí)時(shí)）或無(wú)活動(dòng)的（靜音）麥克風(fēng)。

A2B 總線(xiàn)是一種單主機(jī)、多從機(jī)系統(tǒng)，主控制器中的收發(fā)器用作主機(jī)。主機(jī)節(jié)點(diǎn)為所有從機(jī)節(jié)點(diǎn)生成時(shí)鐘、同步和幀使能信號(hào)。主機(jī) A2B 芯片可通過(guò)控制總線(xiàn)（I2C）編程，實(shí)現(xiàn)配置與回讀。A2B 數(shù)據(jù)流中內(nèi)置該控制總線(xiàn)的擴(kuò)展版本，可以直接訪(fǎng)問(wèn)從機(jī)收發(fā)器的寄存器和狀態(tài)信息，并實(shí)現(xiàn)跨距離 I2C- 到 -I2C 通信。系統(tǒng)通電后采用搜尋發(fā)現(xiàn)機(jī)制，識(shí)別各個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且構(gòu)成 TDM 結(jié)構(gòu)要求。所有從機(jī)節(jié)點(diǎn)按照從機(jī) 0 一直到系統(tǒng)中最后一個(gè)可用從機(jī)的順序依次發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)了所有的從機(jī)節(jié)點(diǎn)之后，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化，以便進(jìn)行同步數(shù)據(jù)交換。圖 4 所示為具有四個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單 A2B 系統(tǒng)示例。主機(jī)程序在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中注冊(cè)，以控制 A2B 總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)流量。在本例中，將從機(jī)節(jié)點(diǎn) 0 和 N 上來(lái)自數(shù)字麥克風(fēng)和 ADC 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)將來(lái)自主機(jī)節(jié)點(diǎn)的揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇臋C(jī)節(jié)點(diǎn) 1 上的 DAC。如本例所示，A2B 收發(fā)器也包含一個(gè)多通道 PDM 接口，用于直接連接脈沖密度調(diào)制的麥克風(fēng)陣列。

圖 4. 包含 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)（一個(gè)主機(jī)節(jié)點(diǎn)，三個(gè)從機(jī)節(jié)點(diǎn)）的簡(jiǎn)化型 A2B 系統(tǒng)。

每個(gè)從機(jī)節(jié)點(diǎn)的音頻通道數(shù)量可以單獨(dú)配置，最多 32 個(gè)上游通道和最多 32 個(gè)下游通道?？梢允褂?8、12、16、20、24、28 或 32 位的數(shù)據(jù)插槽來(lái)匹配 I2S/TDM 數(shù)據(jù)字的長(zhǎng)度，但是所有節(jié)點(diǎn)必須使用相同大小的 slot。上游和下游可以選擇不同的 slot 大小。此外，12 位、16 位或 20 位槽大小可以選擇性地通過(guò) A2B 總線(xiàn)傳輸 16 位、20 位 或 24 位 I2S/TDM 字長(zhǎng)的壓縮數(shù)據(jù)。音頻采樣頻率（fSYNCM）可以設(shè)置為 44.1 kHz 至 48 kHz，所有節(jié)點(diǎn)同步采樣數(shù)據(jù)。從機(jī)節(jié)點(diǎn)支持 1× （48 kHz）、2× （96 kHz）或 4× （192 kHz）采樣速率（fS），每個(gè)從機(jī)節(jié)點(diǎn)可單獨(dú)配置。為了在從機(jī)節(jié)點(diǎn)上支持 2 倍和 4 倍采樣速率，主機(jī)節(jié)點(diǎn)必須在連接至主機(jī)的 1× fSYNCM 接口使用 I2S/TDM 數(shù)據(jù)通道 2 倍和 4 倍的通道。A2B 收發(fā)器還包括可靠的誤差檢測(cè)功能，通過(guò) 16 位 CRC 來(lái)檢查控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)。A2B 收發(fā)器的另一個(gè)重要功能是故障診斷，收發(fā)器可以檢測(cè) A2B 電纜何時(shí)高壓短路、接地短路、電纜短路、電纜反向或存在開(kāi)路連接。

在總線(xiàn)供電系統(tǒng)中，外設(shè)電源電流消耗會(huì)直接影響到系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)。重要的是，始終保持在熱封裝限值內(nèi)，且不超過(guò)任何 A2B 總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的 IVSSN 和 VIN 的規(guī)格限值（內(nèi)部開(kāi)關(guān)在 1.2 Ω IVSSN 限值時(shí)為 300 mA/100 mA，由收發(fā)器型號(hào)決定；最高提供 9 V 輸入電壓 VIN）。A2B 收發(fā)器芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)提供豐富的功率預(yù)算計(jì)算示例，圖 5 所示為一個(gè)由總線(xiàn)供電的系統(tǒng)的模型。

圖 5. 包含本地供電和由總線(xiàn)供電的從機(jī)的系統(tǒng)的直流電源模式。

雖然一根基本的雙線(xiàn)電纜足以支持 A2B 操作，但正確選擇電纜和連接器則有助于其滿(mǎn)足行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的更嚴(yán)格的 EMC 測(cè)試要求。需要選擇合適的電纜，以便除了典型的光譜輻射范圍之外，還能提供出色的電氣性能，以免在通信頻率諧波下發(fā)生差分 - 共模轉(zhuǎn)換。

多種評(píng)估板可選擇，使得工程師在設(shè)計(jì)之前進(jìn)行，全面測(cè)試和評(píng)估 A2B 器件的性能。
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