数字音频系统中的字时钟同步理论
为了应对高清时代所带来的挑战,满足环绕立体声的制作条件,国内各大电视台都在陆续投入使用的高清电视演播室及转播车中采用了全数字化的音频系统。因此,有必要明确一些关于字时钟同步方式的基本理论。
从模拟时代开始最常见的同步方式是时间码(Time Code,即TC 码) 同步方式,即在一个音频系统中,确定一个统一的时间码,所有的设备都以这个时间码为基准,从相同的时间点开始进行重放或录制。在整个过程中,所有设备上显示的时间码刻度是完全一致的。这种同步方式至今也运用在数字音频系统之中。
字时钟同步方式只能用于数字音频系统。字时钟(Word Clock) 被看作是一种脉冲信号,用于将不同采样频率的数字音频信号协调后在同一系统中进行交流。
字时钟信号具有精确而稳定的采样频率,可以确保在数字音频系统的各个环节中,信号的发送端和接收端采用相同的采样频率进行工作,并且发送和接收信号中的比特同时开始。在字时钟信号的作用下,系统中的各个设备即达到频率上的同步,又达到相位上的同步,可以在稳定的条件下持续进行正常工作。
字时钟同步方式为稳定系统中数字信号的传输质量起到了极大的作用。但当系统的字时钟同步状态出现问题,而导致信号质量严重降低( 例如字时钟信号的传输发生错误而导致系统中突然产生极大的噪声)时,有时常常会被忽视而从字时钟的方向去解决问题。这是由于这种同步方式在实际操作中所产生的效果并没有时间码同步方式那么直观。
1.2 设置系统的字时钟同步状态
要实现数字音频系统的字时钟同步状态,必须要在系统中设置一个( 也是唯一的一个) 字时钟信号发生源。实际上数字调音台、数字音频工作站等数字音频设备内部都可以自行产生字时钟信号,但是每一个数字音频系统中只能设置一个字时钟信号发生源,这是因为每个设备中的字时钟信号决定着这个设备中的采样频率,如果在一个系统中出现了不同的字时钟信号,也就表示这个系统中的采样频率并不统一,就达不到同步工作状态,会产生噪声等问题。因此在使用一个数字音频系统时,第一步就应该选择其中一个设备,将其设置为这个系统中的字时钟信号发生源,即同步主机。同步主机中产生的字时钟信号被称为这个音频系统的主时钟。
在实际工作中,通常选择专用的字时钟信号发生器或数字音频调音台、数字音频工作站作为系统中的同步主机(MaSTer)。将被选为主机的设备的同步方式设置为“内部”,此时主机内部产生的字时钟信号会作为整个系统的主时钟被传输到需要进行同步的各个从属设备(Slave) 中去。系统中每个从属设备的同步方式都要被设置为“外部”,并且要确保每个从属设备都可以稳定地接收来自主机的字时钟信号。当整个系统达到同步状态之后,系统中所有的从机都将按照主机的主时钟所决定的采样频率进行工作。
1.3 字时钟信号在系统中的传输方式
字时钟信号可以通过两种方式进行传输。
(1) 使用BNC 接头的同轴电缆直接将同步主机中的字时钟信号传输到从机
按照这种方式,数字音频系统中的字时钟信号传输结构可以采用星形结构或菊花链结构。
在图1 所示的星形结构中,主机的字时钟信号由主机的字时钟信号专用输出接口WC Out 输出后,通过一个信号分配放大器被传输到各个从机的字时钟信号专用输入接口WC In。此时系统中的各个从机独立地接收来自主机的字时钟信号,互不干涉。
![星形结构](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130905/165528_1_0.jpg)
图1 星形结构。
在图2 所示的菊花链结构中,主机的字时钟信号由主机的字时钟信号专用输出接口WC Out 输出后,直接输入至从机A 的字时钟信号专用输入接口WCIn,再依此规律不断向下级传输,直到字时钟信号输入系统中最后一个从机的WC In 中。
菊花链结构与星形结构相比具有一定的缺点,因为在这种信号传输结构中,各个从机之间是相互依赖的关系,一旦其中一个从机发生了故障,字时钟信号将无法传输到这台从机下级的所有的从机中。而且在正常工作中,系统中所有采用菊花链结构连接的设备无论是否使用都必须开机,并且设置为正常的字时钟同步状态,否则会导致下级设备得不到字时钟信号的输入。
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130905/165528_1_1.jpg)
图2 菊花链结构。
负离子发生器相关文章:负离子发生器原理
评论