模擬音頻受外界影響較大，穩(wěn)定性差。因此數(shù)字音頻漸漸取代模擬音頻成為現(xiàn)代音頻的主要形式。數(shù)字音頻信號直接從機頂盒輸出，不在內(nèi)部進行D／A轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字音頻進行無線轉(zhuǎn)發(fā)，在接收端進行D／A轉(zhuǎn)換，可避免音頻布線的影響以及音頻線上音質(zhì)的損耗。這種方法可
有效地減少機頂盒內(nèi)部的干擾，并保證較好的音質(zhì)。
? ? 2．4 GHz數(shù)字高速射頻技術(shù)是目前較為成熟的音頻應(yīng)用無線技術(shù)。其抗干擾性強、傳輸距離遠，并且采用完全開放式的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。nRF24 Z1無線射頻芯片工作于2．4 GHz，通信速率高達4 Mbps，實際音頻數(shù)據(jù)傳輸率為1．54 Mbps，且具有S／PDIF數(shù)字音頻信號接口。本方案從機頂盒直接提取數(shù)字音頻S／PDIF信號，保證了較好的音質(zhì)；通過nRF24Z1無線射頻芯片進行發(fā)送和接收，保證了音頻無損無線傳輸。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計

? ? 機頂盒數(shù)字音頻無線轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由數(shù)字音頻信號的提取與傳輸、數(shù)字音頻無線發(fā)送、數(shù)字音頻無線接收三部分組成。大部分的機頂盒都具有數(shù)字音頻S／PDIF輸出接口，且一般采用同軸線輸出。射頻芯片nRF24Z1既可用在音源端發(fā)送音頻數(shù)據(jù)，也可用在接收端接收音頻數(shù)據(jù)。采用PIC18系列單片機配置射頻芯片相應(yīng)的寄存器，實現(xiàn)數(shù)字音頻無線發(fā)送與接收。nRF24Z1芯片經(jīng)過內(nèi)部處理后輸出I2S數(shù)字音頻信號，送至數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片以及外圍電路處理，實現(xiàn)模擬接收。同時，采用單片機控制音量的增減。

2 無線射頻芯片功能分析

nRF24Z1是NorDIC公司推出的單片式CD音質(zhì)數(shù)字音頻芯片，無線音頻傳輸速率高達48KspS，16位，無需任何壓縮。它工作在全球通用的2．4 GHz頻段，以極低的成本提供高性能和高集成度的解決方案；具有I2S和S／PDIF數(shù)字音頻接口，方便與ADC／DAC直接連接，或者與具有數(shù)字音頻輸出口的設(shè)備直接相連。由于所有與音頻I／O、RF協(xié)議和RF鏈路管理的有關(guān)功能已經(jīng)嵌入到芯片內(nèi)部，芯片提供透明的1．54 Mbps的音頻通道，而不需要額外的時間處理。

3 數(shù)字音頻信號的提取及接口電路

大部分的機頂盒都具有S／PDIF同軸輸出口。對于不具有S／PDIF直接輸出接口的機頂盒，可以自己增加S／PDIF光纖／同軸輸出接口。對于不同的機頂盒采用不同的加裝方法：

①MPEG-2解碼芯片有S／PDIF輸出腳的機頂盒，將S／PDIF輸出信號引出，送到緩沖放大器和同軸RCA端子就可以輸出數(shù)字S／PDIF信號。

②對于只有I2S輸出的MPEG-2解碼芯片，將I2S的DATA、BCLK和LRCK信號送入PCM／SPDIF轉(zhuǎn)換的芯片，以S／PDIF形式輸出，并加上轉(zhuǎn)換電路即可實現(xiàn)S／PDIF信號的提取。

S／PDIF同軸線傳輸?shù)男盘柡喜⒘藬?shù)據(jù)和時鐘信號，頻率高且具有尖銳的邊緣特性。同軸線具有75 Ω的特性阻抗，并且輸出的S／PDIF信號電壓只有0．5 Vpp，不能直接連接CMOS芯片。所以要將輸出的S／PDIF信號通過電平轉(zhuǎn)換，使其能夠直接輸入到nRF24Z1芯片的S／PDIF輸入引腳。電平轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。

S／PDIF信號經(jīng)過前端電路將電壓抬高，然后通過74HC04反相放大器放大至TTL電平，但此時輸出的信號是反相的，所以將其再經(jīng)過74HC 04的另一組反相端口，將信號再反相回來。注意要將74HC04的14和7引腳分別接到+3．3V和地上，使電路正常工作；S／PDIF信號達到了nRF24 Z1的工作電壓，可直接使用。