数字音频系统中的字时钟同步方式
Dante数字音频传输技术
Dante数字音频传输技术基于以太网的数字音频传输技术已是专业音频行业的一个技术焦点，并以其不依赖于控制系统而独立存在的特性，广泛的应用到很多项目中。
一方面它解决了多线路的布线困难问题，同时也解决了远距离传输、数据备份、自动冗余等一系列在模拟传输时代无法面对的问题。
目前比较成熟的以太网音频传输技术主要有CobraNet[1]和EtherSound[2]技术，但这两种技术都各有千秋。
在此基础上，为了更加迎合市场的需求，Audinate于2003年推出了Dante[3]这种融合了很多新技术的数字音频传输技术。
1.概述Dante数字音频传输技术是一种基于3层的IP网络技术，为点对点的音频连接提供了一种低延时、高精度和低成本的解决方案[4][5]。
Dante技术可以在以太网(100M或者1000M)上传送高精度时钟信号以及专业音频信号并可以进行复杂的路由。
与以往传统的音频传输技术相比，它继承了CobraNet与EtherSound所有的优点，如无压缩的数字音频信号，保证了良好的音质效果;解决了传统音频传输中繁杂的布线问题，降低了成本;适应现有网络，无需做特殊配置;网络中的音频信号，都以“标签”的形式进行标注等。
同时具备自身独特的优势:1)更小的延时。
在100M网络带宽，总传输音频通道为3个时，延时仅为34µs。
Dante系统可自动调节可用的网络带宽，以便将延时时间降低到最小[7]。
2)采用了IEEE1588精密时钟协议进行时钟同步。
3)采用了zeroconf(ZeroConfigurationNetworking)[6][7]协议，利用自动配置服务器自动检查接口设备、标识标签以及区分IP地址等工作，无需启动高层级别的DNS或者DHCP服务，同时节省了复杂的手工网络配置。
4)网络的高兼容特性。
Dante技术可以允许音频信号和控制数据以及其他不相干的数据流共享在同一个网络中而不受干扰，用户可以最大限度的利用现有网络而无需为音频系统建立专网。
基于STUDER的播控系统的字时钟同步应用
ＣＨＩ ＮＡ ＧＩ ＤＩ ＴＡＬ ＣＡＢＬ ＴＶ Ｅ
⑥
文章 编号 ：０７－ ０ ２ ２ １ ）５— ６４— ３ １０ ７ ２ （０ ２ ０ ０ ３ ０
・编・ 摄播 录
中图分类号 ：Ｎ ４ ． Ｔ ９ ３６
文献标识码 ： Ｂ
基 于 Ｓ Ｄ Ｔ Ｒ的播 控 Ｕ Ｅ 系统 的字 时钟 同步 应 用
样频率就不会统一 ， 导致信号质量严重下 降， 产生噪
用的是时间码 （ Ｃ码 ） Ｔ 同步 ， 在音频 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 播放 或 录制 。 而数 字系 统 中 ， 同数 字 设备 的音 频 采样 频 率 是 不
方式 ， 一种是用专业的字时钟发生器作为主机 ， 另一种 是以数字音频工作站作为主机 ， 其他作为从机 。
实现方 式 ： 主机 设备 的同步 方式 选 择 为 “ 将 内
作者简 介 ： 黄战营 （９４— ） 男， １８ ， 助理 工程 师 ， 主要从 事广播 电视 传输、 监控和设备 维护 工作 ，－ａ ：ｕｎ２３５ ＠１３ｅｍ Ｅｍ ｉｈａｇ６ １８ ６ ．ｏ 。 ｌ
实 例进 行操 作介 绍 。 １ 字时钟 同步 的基本 理论
１ １ 字 时钟 的同步原 理 ．
取样 频率 的 时钟 锁定 ， 相位 同步 ， 能产生 漂移 。 不
１２ 实现 方式 ．
数字 音频设 备 （ 比如数 字 调 音 台 、 频 工作 站 等 ） 音
内部都可以产生字时钟信号 ， 每个设备的字时钟信号
６ ４ ３
Ｗ ＷＷ．ｃ ａｔ ｅｏ ｃ１ 年第 ０ 期 ５
数字音频设备的“传令兵”—字时钟
数字音频设备的“传令兵”—字时钟张文波鲁国雄本文作者张文波先生，武汉广播电视局制作中心音频部高级工程师；鲁国雄先生，工程师。
关键词：字时钟同步数字音频在音频制作领域，随着音频与视频、电影和电子音乐媒体的不断融合，设备之间的连接也日趋复杂。
从录音系统来看，设备连接包括数字音频工作站、调音台、合成器、音序器、效果处理器、多轨录音机，构成了完整的录音室系统。
在这样一个庞大的系统中，保证这些设备“同步”，是使其协同工作的重要条件。
在现代数字音频设备的连接中，各数字设备之间通过字时钟(Word Clock)相互协调工作，如果数字音频设备之间不同步，就可能使相应接收设备的信号产生跳变或失真，其可闻效果就是咔嗒声或噗噗声。
数字音频设备的同步原理数字音频设备之间进行数据传输时，如果收端和发端不同步，就无法进行数字通信。
同步包括位同步、帧同步、复帧同步和网同步。
本文仅介绍与广播电视数字传输紧密相关的位同步和帧同步。
位同步位同步的基本含义是收发两端的时钟必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。
所谓同频，就是要求发送端发送了多少码元，接收端必须产生同样多的判决脉冲。
实际中，由于信道特性不理想，矩形脉冲到达接收端会产生失真而形成钟形脉冲，于是在码元的中心信号电平最高。
所谓同相，即判决脉冲应该对准码元的中心，此时对码元的正确识别率最高。
实现位同步的方法很多，最常用的方法是接收端直接从接收到的信源码流中提取时钟信号，用以校正或调整接收端产生的时钟信号，使收发双方时钟保持同步。
这种方法的优点是，既不消耗额外的发射功率，也不占用额外的信道。
采用此种方法的前提条件是，信源码流中必须含有时钟频率成分，或通过简单变换后可以产生时钟频率分量。
为此，往往要对信源编码产生的信源码型进行变换，把数字信源码变成数字信道码。
帧同步帧同步的作用是实现音频信号的正确分路。
信源码流是一个比特接着一个比特传到接收端的。
接收端不仅要正确区分哪8个比特是一组、代表哪个抽样值，而且要正确区分它是代表哪一路语音信号。
电视台数字音频系统架构中的同步问题及解决方案
理 、 传 输 （ 录 ） 最 终 以 同 样 固 定 的 记 ，
时 间 间 隔读 取 这 些 离 散 的样 值 ，通 过 Ｄ／ Ａ转 换 恢 复 重 建 模 拟 的 声 波 。 在 整 个 过 程 中 ，始 终 有 一 稳 定 的 时 钟 信 号
给 系 统 提 供 时 间 参 考 ， 以 期 用 尽 可 能
（ Ｓ３ １ ９ Ｒ１ ９ ） 。 在 采 样 频 率 ＡＥ — ２（ ７ ） ９ ９ 和 量 化 比 特 数 标 准 化 的 电 视 演 播 室 应 用 环 境 ，数 字 音 频 系 统 的 音 质 很 大 程 度受此影响。
输 入 、输 出信 号 的定 时关 系 。
吗 ７答 案是 否 定 的 ． 问题 没 那 么简 单 。
而处在 视频 系统里 的数 字音 频信 号 ， 同 步 问 题 还 得 进 ～ 步 考 虑 。 ＤＶＴＲ 的
决 定 模 拟 音 频 信 号 被 采 样 的速 率 ：在 传 输 环 节 ，决 定 ～ 个 个 数 字 音 频 样 值
信 号 提 供 给 每 台设 备 ，使 基 准 。 需 要
注 意 的 是 ：～ 定 要 选 择 稳 定 度 极 高 的
主 时 钟 时 基 抖 动 应 小 于 ０． ０２５Ｕ ｌ
间 间 隔取 样 ，并 将 其 振 幅值 量 化 成 用
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酆技 术
ｖ １
衄
髓
电视 台数字
同步 问题及解决方案
引言
成 都 电 视 台 新 台 址 演 播 室 群 于 ２０ ０ ５年 底 安 装 完 成 并 投 入 使 用 ，其 中 何 时 从 一 台 设 备 的 缓 存 读 取 并 传 输 到 其 他 设 备 。因此 在 一 个 由各 种 设 备 （ 数 字 接 口） 成 的 数 字 音 频 系 统 里 ，要 组
数字系统的同步
定时基准信号（Ｒ ） Ｔ Ｓ
数 字 视 频信 号 可 划 分 为标 清（Ｄ 和 高清 （ Ｄ 信 Ｓ） Ｈ ） 号 ，各 自又有 许 多不 同 格式 。标 清 对应 于 ５５ ６ ２ ／０和
６５５ ２ ／ ０系统 ， 清 对 应 于 新 的 标 准 ， Ｓ １ ２ ２ 高 如 ＭＰ含 义 ：
图 １ 数 字 取 样 与模 拟 行 定 时 关 系
２０ ０ ６年 第 １ ２期（ 总第 ２ ４期 ） ０
维普资讯
数字电视
表 １ Ｅ Ｖ Ｓ Ｖ 中的 × Ｚ 字 Ａ／Ａ Ｙ
有线 电视技 术
（） 样 时钟 的时 间校准 或频 率 同步 ； １取 （ ） 频信 号 的帧校 准 ， ２音 即相位 同步 。 数 字 音 频 设 备 的 采样 数 据 是 按 照 固定 的采 样 频 率 流动 的 ，为 了实 现 数 字音 频 设 备 的频 率 和 相 位 同 步 ， 要有 专 门 的时钟 发生 器 提供非 常 平稳 的基 准信 需 号 用 于频 率 同 步 ，这 个 基 准 信 号 就 是 字 时钟 （ ｒ Ｗｏｄ Ｃｏｋ 。字 时钟是 通 过精确 的采 样频 率来 控制 数字 音 ｌ ） ｃ
在 电视 系统 中 ， 步 十分 关 键 ， 是 电视 系 统 中 同 它 最基本 也是 最严 格 的过程 。 了能顺 利 地完 成 电视节 为 目制作 和播 出 ，正确地 再 现视 频 图像 和 音频 信 息 ， 电 视 系统 中的各种 设 备和 各路 信号 源 均应保 持 同步 。 在
等 系统 。本 文仅 讨论 数 字标 清 的 同步 。 在模 拟 视频 信 号 数字 化 的过 程 中 ， 对模 拟 同步 信 号 不 作抽 样 ，而 是 在 每 一行 的数 字有 效 行 数 据 流 之 后 ， 通 过 时 间 复 用 方 式 加 入 两 个 定 时 基 准 信 号
认识数字音频中的字时钟
ＭＩ Ｉ Ｄ 音序器． 字时钟同步信号是引用数字音频设 备 内部
的数字音频处理 电路 中的同步信号．
２ １ 字 时钟 概 述 ．
别节 目中每一个分 立脉冲 的位置 ． 这样 就会使没有 在 同
一
数字音频 系统 中 的“ 时钟 ” 在一 个 系统 中进行 字 是 数字音频采样 以便在不 同的位置之 间进行 同步 的计 时信 息． 它完全不 和时码 链接． 它不 同于其它 的 同步 方式 ， 具
［ 关键 词 ］ 同步 ； 时钟 ； 字音 频 字 数 ［ 中图分 类号 ］ Ｐ １ ［ Ｔ ９ ２ 文献 标识 码 ］ ［ 章编 号 ］６３—８ １ （０ ７ ０ ０７ ０ Ａ 文 １７ ０２ ２０ ）３— ０４— ３
在音频制作领域 ， 随着音频技术的发展 ， 数字音频设
备越 来越多地走 上制作舞 台． 在一 个庞大 的数 字音频 系 统中， 保证这些数 字音频 设备 “ 同步 ” 是使 其 协 同工作 ， 的重要条件． 在现代数字音频设 备的连接 中， 各数字设备
Ｅ ｇ ｅｒ） ｎｉ ｅｓ 时间码是在 １７ 年 由电影 电视工程 师协会作 ｎ ９１ 为 同步用 的工业标准选用 的． 最初 Ｓ Ｔ ＭＰ Ｅ主要用于视频 磁带的编辑 中． 它不 仅指 定了带速 ， 而且也指定 了磁带 的 位置． ＭＰ Ｅ时间码发生器产生 连续 的数字 字串 ， Ｓ Ｔ 以时、
ＪＩ ．２０ ｕＬ ０７
Ｖｏ． ６ Ｎｏ ３ １２ 数 字音 频 中 的字 时钟
万 方 龙
（ 重庆师范大学 影视传媒学院 ， 重庆 沙坪坝 ４０４ ） ０ ０ ７
［ 摘
要 ］ 字音频 设备 必须在 传 输 数 字音 频 信 号 时 同步 ， 则 ， 字 音频 信 号 可能 不被 正确 数 否 数
数字音频设备安装使用中需注意的几个问题
数字音频设备安装使用中需注意的几个问题王红军【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2000(000)012【摘要】@@随着广播电视数字技术的迅猛发展,数字音频设备日益成熟,在新闻采访、节目制作、声音发射、设备维护等部门已全部或局部实现了数字化运作。
为了能更好地使用数字音频设备,发挥其高性能、高效率的作用,现将数字音频设备安装和使用中应注意的几个问题介绍如下。
rn1t不同量化精度和采样频率设备的连接rnt随着现在越来越多的设备采用更高的量化精度和采样频率,是否可以将量化精度和采样频率不同的设备连接到一起使用?当一台20 bit的数字调音台与一套24 bit 的硬盘系统配合使用时,如何才能发挥出高精度设备的优势呢?将一台数字混音器接到音频链路中,音质变差,这些设备究竟可不可以接到一起使用?rnt在数字音频领域,将采样频率和量化精度不同的设备接到一起使用是一件非常棘手的事。
有些数字音频设备是使用内部的时钟信号来控制采样频率,这种时钟信号通常称为字时钟(word clock)。
当数字音频信号从一件设备传送到另外一件设备时,这两件设备的字时钟必须同步,用户可以使用包含在数字信号数据流中的时钟信号来实现同步,或是使用外部的字时钟连接器和电缆。
如果这两件设备使用的采样频率不同,那么就不能使用这种同步方式。
当然,也可以使用采样频率转换装置强制两件设备在数字化情况下配合使用,只是这样做似乎不值得。
rnt在一些数字音频工作站上,不允许同时录音、回放采样频率或量化精度不同的音轨。
大多数的数字音频系统都要求你为整个音频工程或整首乐曲设定唯一的采样频率和量化精度值。
这时,你可以在音频设备中选择各种采样频率和量化精度,但是必须将它们的采样频率和量化精度统一后才可以正常工作。
rnt由于在数字化领域进行连接有上面谈到的问题,因此可以采用模拟的方式来进行连接。
当使用模拟的方式连接不同的音频设备时,根本就不存在字时钟、量化精度和采样频率的问题。
Dante数字音频传输技术
浅谈Dante数字音频传输技术1.概述Dante数字音频传输技术是一种基于3层的IP网络技术，为点对点的音频连接提供了一种低延时、高精度和低成本的解决方案[4][5]。
Dante技术可以在以太网（100M或者1000M）上传送高精度时钟信号以及专业音频信号并可以进行复杂的路由。
与以往传统的音频传输技术相比，它继承了CobraNet与EtherSound所有的优点，如无压缩的数字音频信号，保证了良好的音质效果；解决了传统音频传输中繁杂的布线问题，降低了成本；适应现有网络，无需做特殊配置；网络中的音频信号，都以“标签”的形式进行标注等。
同时具备自身独特的优势：1)更小的延时。
在100M网络带宽，总传输音频通道为3个时，延时仅为34µs。
Dante系统可自动调节可用的网络带宽，以便将延时时间降低到最小[7]。
2)采用了IEEE1588精密时钟协议进行时钟同步。
3)采用了zeroconf（Zero Configuration Networking）[6][7]协议，利用自动配置服务器自动检查接口设备、标识标签以及区分IP地址等工作，无需启动高层级别的DNS或者DHCP服务，同时节省了复杂的手工网络配置。
4)网络的高兼容特性。
Dante技术可以允许音频信号和控制数据以及其他不相干的数据流共享在同一个网络中而不受干扰，用户可以最大限度的利用现有网络而无需为音频系统建立专网。
如，在Dante网络中可以加入现有的普通TCP/IP设备（PC机等），或者一些音频处理软件等。
5)自愈系统。
为了避免意外导致的音频传输中断，Dante系统可以设定多重自我修复机制，例如时钟丢失、网络故障等。
6)音频通道的传输模式可以是单播或是多播。
Dante技术可以通过IGMP（Internet Group Message Protocol）进行管理，可根据接收点的需要过滤或屏蔽广播音频通道，这使得多播音频的路由变得可控。
这些独特的优势，将成为Dante技术在专业音频领域及其他工程领域的奠基石。
关于CAS1000音频系统的同步
关于CAS1000网络音频矩阵和传输系统中音频信号的同步在数字音频系统中，各数字设备间的同步一直是一个重要的环节。
如果同步设计的不好，将会产生数字噪音，严重时导致系统无法工作。
时钟的同步根据系统的不同主要分成两大类：1、音视频系统的同步在这种系统中，要求音频信号和视频信号保持同步2、音频系统的信号同步在这种系统中，只要求各音频设备之间保持同步。
在这里只讨论音频系统的时钟同步（Synchronization of Digital Audio System）。
一、时钟同步的目的要成功地连接两个数字音频设备，首先要求两个数字音频信号具有完全相同的帧频率（即：两个信号在限定的时间周期上具有相同数量的帧），同时还需要保证两个信号每个样点的时差(相位)在允许范围内（处于锁相状态）。
当时差超过了允许值，即使频率是完全相同的，其中一个信号也应该重新调整同步。
根据数字音频系统同步标准GY/T 193 －2003，相位差应小于±90°，即四分之一周期。
<T/4二、在什么情况下需要同步在多台数字音频设备之间，要进行数字信号的传输，由于各设备的采样频率可能不一样，即使一样，都是48Khz，也会有偏差。
如一台为47.998Khz，另一台为48.003Khz，随着时间的推移，频率偏差会在时间方向产生误差积累。
因此，原则上两台数字音频设备之间必须要进行同步。
通常，同步系统会选用一台外部的标准时钟源，它发出一个标准的时钟如48Khz，所有的设备统一采用它的时钟，这样就可以保持各个设备的输入输出数字音频信号统一在一个时钟上。
但是，目前有很多音频设备，为了提高适应性，在数字输入口增加了采样频率转换器（ＳＲＣ）功能，当不同采样频率标准的信号，如４４．１或４８ｋＨｚ，需同时处理时，先经ＳＲＣ处理，转换成相同采样频率的信号，再进行其它处理。
目前大多数数字调音台的数字输入模块输入端口内置有ＳＲＣ，范围从２６ｋＨｚ到５２（？108）ｋＨｚ。
广电设备用数字音频接口考核试卷
B.多路复用
C.信号调制
D.数据加密
12.数字音频接口在传输过程中，哪些因素可能导致信号失真？（）
A.采样频率不匹配
B.量化误差
C.传输介质损耗
D.时钟偏移
13.以下哪些接口支持多通道数字音频传输？（）
A. MADI
B. ADAT
C. AES/EBU
D. S/PDIF
14.数字音频接口的同步方式包括以下哪些？（）
10.为了提高数字音频接口的抗干扰能力，常采用____传输方式。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1. AES/EBU接口标准是由AES和IEC共同制定的。（）
2.数字音频接口的采样频率越高，音质越好。（）
3. S/PDIF接口只能使用同轴电缆进行传输。（）
3.同轴电缆、光纤
4.动态范围、信噪比
5. ADC（模拟-数字转换器）
6. 192000
7.采样频率、量化位数
8. S/PDIF
9. Mbps
10.差分
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. ×
6. √
7. √
8. ×
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.数字音频接口在广播电视设备中用于高质量音频信号的传输，确保音质不受损失，适用于远程直播、后期制作等，其重要性在于保证音频质量，提高工作效率。
A. AES/EBU
B. S/PDIF
C. MADI
D. ADAT
16.以下哪个单位用于描述数字音频接口的传输速率？（）
A. kHz
B. MHz
数字音频接口设置操作规程
数字音频接口设置操作规程一、概述数字音频接口设置操作规程旨在指导用户正确设置数字音频接口，确保音频传输的准确性和高质量。
本规程适用于各类数字音频接口的设置操作。
二、设置前准备在进行数字音频接口设置操作前，用户需要做以下准备工作：1. 确认音频设备的类型和规格，包括接口类型（如S/PDIF、AES/EBU等）和接口版本。
2. 准备正确的连接线材，确保连接稳定可靠。
3. 查阅音频设备和数字音频接口的使用说明书，熟悉相关设置参数和操作方式。
三、数字音频接口设置步骤根据不同的数字音频接口类型和设备规格，下面是一个通用的数字音频接口设置步骤，供用户参考：1. 确认连接线路：将数字音频设备与音频源设备通过数字音频接口连接，并确保连接线路无损坏或松动现象。
2. 打开设备：打开音频源设备和音频接收设备的电源，并等待其正常启动。
3. 进入设置模式：根据设备说明书，进入数字音频接口的设置模式。
通常情况下，可以通过设备面板上的设置按钮或遥控器上的设置功能键操作。
4. 选择接口类型：在设置模式下，选择正确的数字音频接口类型，例如S/PDIF或AES/EBU等。
5. 确定采样率：根据音频源设备的采样率设置，选择与之相匹配的采样率。
一般常见的采样率有44.1kHz、48kHz、96kHz等。
6. 设置数据格式：根据音频源设备的输出数据格式，选择相应的数据格式设置。
常见的数据格式包括PCM、DSD等。
7. 确定通道配置：根据音频源设备的通道配置，选择正确的通道数和通道布局。
常见的通道配置有立体声（2.0）、环绕声（5.1/7.1）等。
8. 确认其他设置：根据实际需求，确认其他相关设置，如字长、时钟同步方式等。
9. 保存设置：在进行数字音频接口设置操作后，及时保存设置参数，以便下次使用。
四、设置后测试验证完成数字音频接口设置操作后，用户需进行测试验证，确保音频传输的准确性和高质量。
以下是一些常见的测试验证方法：1. 播放测试声音：通过播放测试声音来检验音频传输的质量。
浅谈广播中心的数字指标
备混用 的系统中， 模拟音频信号送人数字音频设备
时 的最 大 电平 限 值 。
在应用数字调音台进行节 目播出时 ， 目主持 节 人可以按照数字峰值节 目表 （ Ｐ Ｍ表 ） ＤＰ 来控制播 出节 目电平 ， Ｐ ＤＰ Ｍ表是检测数字节 目音频信号峰 值的检测仪表 ， １ ｖ 图 是 ｕ表、 Ｐ Ｐ Ｍ表和 Ｄ Ｐ Ｐ Ｍ表
各种不同方式进行综合分析表达。目前因广播数字 化发展水平的制约 ， 在数字音频领域 ， 我国至今没 有统一的广播 中心数字系统指标测试标准 。 通过技
术测试 ，可以对新设备和新建 系统进行安装调试 ，
同时也是衡量 系统设计和运行质量的重要依据。 针对 当前的广播中心技术发展特点 ， 在我们实 际工作中会经常用到数字音频设备的那些指标呢？ 现在 的广播音频播 出、 传送 、 发射 、 接收还是一个 模、 数混和 的时期 ， 并且音频信号 的特点也决定了 模拟信号测量仍然是广播中心节 目 播出通道的测量 的基础 。 与模拟系统指标测试一样 ， 我们会对数字 音频系统和设备测试频 率响应 、 谐波失真 、 信噪比 、 双声道左右声道的电平差 、 相位差和隔离度。 因为 数字方式下音频信号的存储和传输具有模拟方式下 不可比拟的优点， ： 如 抗干扰能力强 ； 可以进行差
和 Ｄ Ａ转换来实现 。 ／ 根据 Ａ Ｄ和 Ｄ Ａ转换器 的原 ／ ／ 理 ，可知 ＡБайду номын сангаас Ｄ或 Ｄ／ 换器 所 能转 换 的最大 不 削 Ａ转 波模 拟信 号 的 电平是 一个 不 定值 ， 它与 Ａ Ｄ转换 器 ／
以上的广播中心的设备安装调试 、 系统设计 中， 我
们就必须还要考察数字音频设备独特的两个指标 ： 眼 图￣ Ｊｔｒ Ｈｉｅ。 ｔ 总之 ， 相对模拟系统的指标测试来说 ， 我们对 数字系统和设备的运行状态的评测还需要从以下四 个方面来考虑 ： １ 满度电平 ， 、 统一整个 系统的满度 电平 ， 并在
数字音频知识点
数字音频知识点1、音频信号来源：携带声音信息的机械波；通过机器合成、模拟的自然声2、声音的两属性：音调：频率高、音调高响度：响度大、声音大人耳频率20HZ~20kHZ语音由声带振动男声带长厚、频率低 150HZ 女 230HZ3、人耳听觉特性：人耳判断响度，与声压级和频率有关4、与音质有关的听觉特效双耳效应：双耳距离20cm，因此有时间差、强度差、相位差，能分辨位置方向（立体声）掩蔽效应：噪音对语言的妨碍程度低音调对高音调遮掩明显高音调对低音调遮掩甚微遮掩与被遮掩声,频率接近。
遮掩效果越好哈斯效应：回声的感觉规律直达、反射声延迟超过100ms。
都能感觉到回声直达、反射声延迟超过70ms。
一半人感觉到回声直达、反射声延迟超过50ms。
都能分辨出两个方向声音直达、反射声延迟超过30ms。
一般人区分不出来直达比反射强度高10dB以上。
没人感受到回声1、数字化相比模拟化的优越性高效编码、低存储空间抗干扰强、便中继传输差错控制、传输可靠性便于加密、保密及版权便于计算机管理易于集成化和大规模生产与其他系统配合使用，控制系统功能2、PCM是数字化基本技术：步骤：取样、量化、编码。
3、数字音频存储技术类别磁存储：数字磁带录音机、硬盘录音机光盘存储：LD、CD、DVD半导体存储：RAM、Flash4、数字音频传输技术：带宽要求和传播形式带宽要求：普通语音：频率带宽<=3.4KHZ,8KHZ取样，8bit量化，数据率64kb/s高质量语音：频率带宽50HZ~7KHZ。
压缩数据率48~64kb/s CD-DA双声道立体声：频率带宽20KHZ，22.1KHZ取样，16bit 量化，压缩数据率192kb/sAC-3 5.1声道环绕立体声：频率带宽3KHZ~20KHZ，48KHZ取样，22bit量化，压缩数据率320kb/s传输延时要求：网络延迟>24ms时，应消除可听见回声干扰延时抖动要求：CD质量音频，网络延迟抖动不应超过100ms电话质量语音，网络延迟抖动不应超过400ms虚拟现实语音，网络延迟抖动不应超过20ms~30ms流媒体：流式传输的媒体称为流媒体或流式媒体流式传输方法：顺序流式传输：顺序下载，在线观看。
演播室音频系统设计
演播室音频系统的设计摘要：本文在分析演播室音频系统设计原则的基础上，指出了演播室音频系统的相关技术要求，对如何进行演播室音频系统的及连接进行了分析，并提出了新闻演播室音频应急系统与方案。
关键词：演播室；音频系统；设计中图分类号：tn94812文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2013) 06-0000-021演播室音频系统的设计原则对于演播室的音频系统，要求其具备较为齐全的功能，技术上要较为先进，而且在设计方面还要同时考虑节目制作的特点及直播要求和特点，使其既具有相应的安全性，同时具有一定的简便性、灵活性，适应工作的需求。
在设计演播室音频系统中，要坚持一定的原则，首先需要坚持设计的先进性和科学性，在设计时，要综合考虑各类节目的演播需求，既要技术先进，同时要有自身特色，符合实际需求，性能要较为稳定，有着良好的稳定性能，要体现当代社会音频技术的领先水平和未来发展趋势，具有较好的科学、合理性。
其次，要坚持实用性原则，既要采用领先的技术和设备，以满足节目演播的需要，同时还要符合操作简便、维修保养便捷、管理简洁的使用目标；再次要坚持可扩展性原则，要从长计议，在功能设计和扩展方面要为今后发展提供扩展空间，为日后系统升级预留可扩展空间。
另外还需要坚持低成本原则，在保证系统安全、稳定、质量有保障的条件下，要确保成本支出达到最大，当然最重要的还是要注意系统的质量问题，将系统的稳定、安全运行作为设计需要考虑的首要原则，以实现长期稳定运行的目的。
2演播室音频系统的技术要求2.1数字系统的备份要求2.1.1现场扩声系统方面数字及模拟型号可以被现场扩声系统中的数字理器部分同时接入。
目前，数字设备已经成为了现代演播室技术中的主流，调音师们越来越倾向扩声调音台的数字化，数字处理器可以直接接收作为主信号的由扩声调音台发送的数字信号，备份信号则由播出调音台或备份调音台发送。
在节目正常制作的过程中，首先选取主信号并对其进行处理，随后使用后级设备使得声音通过扬声器发出，如果主信号出现问题，则可以通过手动切换或自动识别的办法由用户自己设定时间及电平的限值，如果在较长时间里信号低电平，切换机会自动切换到备通路，信号将此发出并进行模拟信号的处理，最终实现现场扩声的目的。
i2s tdm用法
i2s (Inter-IC Sound) 和 TDM (Time-Division Multiplexing) 都是用于音频传输的接口标准。
它们通常在数字音频系统中使用，特别是在音频编解码器、音频处理器和数字信号处理器之间进行音频数据的传输。
i2s 是一种串行接口，由三根线组成：SCK (Serial Clock)、WS (Word Select) 和 SD (Serial Data)。
它使用时钟同步的方式传输音频数据。
具体而言，SCK 用于同步数据传输的时钟信号，WS 用于指示音频数据的起始和结束，SD 则用于传输音频的实际数据。
i2s 接口可以实现双向传输，即可以同时发送和接收音频数据。
TDM 是一种将多个信号合并在一个传输线上的技术。
它通过将每个信号的数据块按照时间划分为独立的时隙，并使用一个时钟信号进行同步，将这些时隙的数据按顺序传输，以实现多路复用和解复用。
TDM 可以同时传输多个音频通道的数据，因此在需要传输多路音频数据的应用中非常常见。
结合 i2s 和 TDM，可以实现同时传输多个音频通道的音频数据。
通常情况下，每个 i2s 接口只能传输一个音频通道的数据。
通过使用 TDM 技术，可以在一个 i2s 接口上传输多个音频通道的数据。
具体方法是将每个音频通道的数据划分为独立的时隙，并在时隙之间切换进行传输。
接收端可以通过识别不同的时隙来解析出对应的音频通道数据。
需要注意的是，i2s 和 TDM 的配置和使用方式可能会有一些差异，具体取决于所使用的硬件设备和应用需求。
因此，在具体使用过程中，建议参考相关的技术文档和硬件规范以获取更详细的信息。
I2S Bus
I2S Bus
. I2S包含了3条信号线: SD一个时分多路复用(TDM)的数据通道
WS字选
SCK时钟信号
数据是2的补码形式, MSB在前. 发送端在时钟信号[SCK]的上升沿或下降沿开始传输数据, 接收端的在时钟的第一个边沿锁存数据. 字选线[WS]决定传输哪个声道（左、右）的数据;
WS状态声道
WS = 0声道1 left
WS = 1声道2 right
I2S总线使用标准的TTL电平. 典型时钟频率[SCK]为2.5MHz,最大时钟速率为3.125MHz。
WS发送会在传输一个数据之前发送一个时钟。
I2S Bus系统的一个芯片产生一个主时钟（Master clock）。
所有的其他的芯片借助于这个主时钟工作，从而达到时钟同步的目的。
标准的时钟频率有：32KHz, 44.1KHz, or 48KHz [或它们的倍数]. 数据传输时MSB或LSB均可在前。
数据字的长度不固定，可以高达28位。
数据字的同步可以在时钟的上升沿或下降沿。
主设备提供SCK和WS信号。
主设备可以使发送端，也可以是接收端，还可以是控制器。
I2S总线可用于DAC或微处理器。
I2S Bus was developed by Philips。
上述3线接口，由于只有一条数据线，所以是半双工接口。
绝大部分应用，只需要单向传输数据，所以都能满足需要。
在某些应用中，也可以增加一条数据线，变成全双工接口。
再谈视频系统里的数字音频同步
只做 声 音 的 混 录 时 ．用 调 音 台发 出 的 时钟 信 号 去 锁 定 音 频 工 作 站 、效 果 器 等 还 行 ， 一 切 进 行 顺 利 ； 而 当 我 把
ＡＥ ＥＢＵ的 信 号 接 到 录 像 机 的 数 字 音 Ｓ／
房 被 搞 得 焦 头 烂 额 。 由 国 内某 大 公 司 中标 的 我 台 ５ １声 道 录 音 棚 兼 后 期 制 ． 作 机 房 ，居 然 没 有 配 置 同 步 信 号 发 生
重 庆 台 同 行 的 宝 贵 实 践 再 次 为 这
１ 优质 的的 同步发 生器 ｖ ． ｓ优秀 的
音质
尽 管 字 时 钟 是 没 有 声 音 的 ， 当 系
统 采 用 外 同 步 时 ．混 录 音 质 却 会 因 不 同 的字 时钟 发 生 器 而 提 升 或 劣 化 。这
点 的 错 误 以及 通 道 间 １个 或 多个 采 样
、， ￣ ｌ ຫໍສະໝຸດ ≮ 再谈视频系统里的 数字音频 同步
向海 燕 女士
成 都电视 台技术 中心 制作部 录音师。
２０ ０ ８年 ８月 ２ 日收 到 。 ２
前 言
在 数 字 音 频 系 统 里 ， 同 步 的 重 要 性 怎 么 强 调 都 不 过 分 。 笔 者 曾在 一 个
缺 少 主 同 步 发 生 器 的 电视 后 期 制 作 机
墨 童
兰堂
１ ・２ ０ ２ ０ ８
再 谈视频 系统 里的 数字音 频 同步
好 的 画面 也 被 损 坏 ， 全是 马赛 克 … … ， 最 后 终 于 明 白 ，都 是 同 步 惹 的 祸 。 一 台库 存 的Ｔ ｋｒｎｋＳＰ ０ 同步 信 号 ｅ ｔｏ ｉ Ｇ３ ０
演播室同步系统设计与应用
简化示意图N07演播室使用BB同步信号来同步的设备有：摄像机处理单元CCU、切换台主机、切换台控制单元、延时器、VGA转换器、播出服务器、硬盘录像机、P2录像机、矩阵、帧同步器、下变换器、示波器、信号检测板卡、二选一板卡、播出管理服务器。
这里很多人可能会产生疑问，为什么所有的视频信号都加了同步，切换台还需要加同步呢？那是因为如果切换台不加同步，可能在切换的那个时刻，视频信号并没有刚好扫描在一场的最开始，很大可能扫描在场中间，这样切出来的视频信号就不完整、不正确，统，它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。
音频方面需要同步的设备是使用WORD CLOCK 同步信号来同步。
数字音频设备之间进行数据传输时，如果收端和发端不同步，就无法进行数字通信。
同步的基本要求就是同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。
所谓同频，就是要求发送端发送了多少码元，接收端必须产生同样多的判决脉冲。
实际中，由于信道特性不理想，矩形脉冲到达接收端会产生失真而形成钟形脉冲，于是在码元的中心信号电平最高。
所谓同相，即判决脉冲应该对准码元的中心，此时对码元的正确识别率最高。
为何要使用外部时钟呢？因为使用数字设备时，虽然设置的采样频率(44.1kHz)对于所有设备来说都是相同的，但是各设备的实际采样频率会有所差异。
高清信号的运用也使许多新的技术产生，三电平同步就是伴随高清信号而产生的。
在高清系统中BB帧同步位置示意图2三电平同步信号简化示意图3elevision EngineeringN07演播室使用主、备信号发生器，它们产生的同步信号同时接到同步倒换器上面，见图5。
平时同步倒换器输出主同步信号发生器产生的同步信号，如果主同步发生器产生故障，同步倒换器会自动倒换输出备同步信号发生器产生的同步信号，并会有红灯亮起提醒工作人员注意。
这种情况出现时，同步信号倒换器瞬间倒换，对演播室视频系统没有影响。
数字录音设备同步简析
格式变成 符合通用接 口 码 。同步的过程是 ：①在两 台录音机 的
录音 带 上 录 上 统 一 格式 的 时间 码 （ 些 有 标 ； 格式 隹的
一
为 了 瓤 述 的方 便
现 在 将
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图 ２所 示
数字 录 音 设备 与 模 拟 录 音 设 备 的 同步
数字录音设备如数字音频工作站
硬盘 无
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据 的 格 式 不 一 样 自然 就 不 能 正 确 识
录音机能根据时钟 信号产生时 司码
别 更谈不上 同步 了 令人高兴的是 现 在许多数字音频工作站和调音台都添加 了取样频率自动转换功 能 这将极大地 方便数字音 频的同步 ＝ （ ）两台数字 录音机 应有统一的字 ３
在上 图中 如果 Ｖ Ｒ是使用 ２ Ｔ ５帧 秒时间码 格式 则Ｄ 一８ Ａ ８ 也要选择２ 帧 ５ 秒 确 保王机和从机使用相 同的时间码 格式。 时间码 的接口模式有三种 Ｌ Ｃ。在 磁带上 沿走 带方向记录 的 Ｔ
时 间码
播 电视及 电影领域一直广泛使用 同步录
音技 术 ．近年来 ．随着大量数宇音频设
维普资讯
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数字音频系统中的字时钟同步方式摘要：字时钟同步方式广泛运用于数字音频系统之中，为稳定系统的信号传输质量起到了极大的作用。
基于字时钟同步方式的基本理论以及字时钟信号在数字音频系统中的传输方式，介绍了在音乐录音棚中如何应用字时钟信号发生器或系统中某一设备作为系统同步主机进行字时钟同步使系统稳定工作的实例。
1 字时钟同步方式的基本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。
1.1 字时钟同步方式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。
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。
图2菊花链结构。
(2) 从系统中传输的数字音频信号中读取字时钟信号并不是所有格式的数字音频信号都适合作为字时钟信号的读取源，在选择字时钟信号的读取源时需要参考具体设备数字接口的互联标准。
在目前的数字音频系统中, 从常见的AES/EBU、MADI 等格式的信号中都可以读取出稳定的时钟信息。
AES/EBU 格式也被称为AES3，它建立了一种利用单根双绞线传送被周期采样和均匀量化的双通道音频信号的标准，无需均衡，即可将数据传送到距离100 m 以上的地方。
AES/EBU 格式的音频信号在大多数情况下使用平衡传输方式，即在输入/ 输出端使用XLR 接头，但也可以使用非平衡传输方式，即在输入/ 输出端使用BNC 接头。
当一个设备按照AES/EBU的格式传输信号时，这个设备中的时钟信息按照双相位标记方式被编码后，内嵌进了AES/EBU 信号的数据流中。
此时接收这个AES/EBU 信号的设备可以在信号中读取到来自输出信号的设备的字时钟信号，从而与输出信号的设备达到同步。
多通道数字音频接口格式(Multichannel AudioDigital Interface)，即MADI，也称为AES10，可以在50 m 的距离内通过一根带BNC 接头的75 Ω 同轴电缆串行传输56 个通道的数字音频信号。
在字时钟信号的传输方面，MADI 与AES/EBU 有所区别。
输出MADI 信号的设备的时钟信息并没有被包含在MADI信号中与其他的音频信息一起传输，这被称为异步工作方式。
为了使接收MADI 信号的设备能够与输出信号的设备进行同步，MADI 标准中规定，MADI 信号在传输中每帧至少传送一次来自输出信号的设备的10 bit 的同步标志，这样接收信号的设备就可以从传输来的数据中抽取出时基信息，将它转化为可以使自己与输出信号的设备进行同步的字时钟信号。
按照这种方式，系统中字时钟信号的传输结构与系统中数字音频信号的传输结构相同。
实际工作中的数字音频系统往往较为复杂，可能会出现系统中一部分设备从连接字时钟信号专用输入接口的同轴电缆中直接接收字时钟信号，而另一部分设备则从系统中传输的数字音频信号中读取字时钟信号的情况。
也可能出现同样是采用BNC 接头的同轴电缆直接传输字时钟信号的设备，一部分采用星形结构连接，一部分采用菊花链结构连接的情况。
无论何种情况，只要确保每个设备所使用的字时钟信号都来源于系统的主时钟，系统就能够维持同步状态。
2 字时钟同步方式的应用下面介绍在具体的数字音频系统中，如何将互连的各个数字音频设备设置为字时钟同步状态。
该系统是一套可以用于制作音乐录音，也可以用于影视节目后期制作的支持5.1 声道环绕立体声制作的大型数字音频系统，其核心是大型数字调音台SOUNDTRACS DS-00 以及Pyramix 数字音频工作站，简要信号流程如图3 所示。
图3音乐录音棚中音频系统的信号流程。
如图3 所示，箭头方向代表音频信号的传输方向，DS-00 调音台的控制面板是整个信号流程的中心，负责接收和分配来自系统中各个设备的信号。
在调音台的控制面板上有两组MADI 格式的信号接口，分别为MADI A 与MADI B。
系统中所有设备( 除了Pyramix 音频工作站之外) 的输入端与输出端都通过音频线(XLR 接头) 连接到调音台的I/O RACK 上的相应信号格式( 模拟或AES/EBU) 接口中。
I/O RACK 与调音台的控制面板之间采用MADI 格式传输信号，通过BNC 接头的两根同轴电缆连接到控制面板背后的MADI LINKS A IN/OUT 接口中。
Pyramix 音频工作站与控制面板之间同样使用MADI 格式传输信号，通过两根BNC 接头的同轴电缆连接到控制面板背后的MADILINKS B IN/OUT 接口中。
2.1 采用专用的字时钟信号发生器作为系统同步主机在这套数字音频系统中安装了高精度数字时钟发生器LUCID SSG192，见图4。
它适用于大多数数字音频系统，具有操作直观便捷的控制面板，只占用单机架空间，可以长时间稳定地输出采样频率在32~192 kHz 之间的字时钟信号。
图4专用的字时钟信号发生器LUCID SSG192。
LUCID SSG192 作为这套数字音频系统的同步主机，产生所需要的字时钟信号后，通过同轴电缆将信号传输至信号分配放大器LUCID CLK×6。
LUCIDCLK×6 的机身上共有6 个可以输出字时钟信号的接口，可以将字时钟信号分配到DS-00 调音台、Pyramix音频工作站、TC SYSTEM-6000 效果器、DAT 机等数字设备。
在实际操作中，需要在LUCID SSG192 的控制面板上选择所需要的采样频率，然后在各个需要接收字时钟信号的数字音频设备的菜单中进行设置，将它们的同步方式都选择为与外部字时钟信号同步。
这样字时钟信号通过同轴电缆直接输入到各个设备的字时钟信号专用接口中后，各个设备将按照字时钟信号的采样频率调整自己的采样频率，最终与LUCID SSG192达成同步，此时系统中的字时钟信号传输结构是标准的星形结构，见图5。
图5采用专用的字时钟信号发生器作为系统同步主机。
2.2 采用Pyramix数字音频工作站作为系统同步主机在一般情况下，当系统中有专用的字时钟信号发生器时，推荐使用专用的字时钟信号发生器作为系统的同步主机，因为专用的字时钟信号发生器所产生的字时钟信号更为稳定。
当系统中没有专用的字时钟信号发生器或字时钟信号发生器不能使用的时候，通常采用数字调音台或数字音频工作站作为系统的同步主机。
下面介绍采用Pyramix 音频工作站作为系统的同步主机的方法。
首先需要在Pyramix 音频工作站的菜单中将它的同步方式选择为与内部时钟同步(Master)，接下来要根据系统中传输的信号格式为各个设备选择字时钟信号的读取源。
例如DS-00 调音台与Pyramix 音频工作站之间采用MADI 格式传输信号，因此可以在DS-00 的同步设置菜单中选择MADI 选项，并且选择一个自Pyramix 向DS-00 输出信号的MADI 通道，将这个通道中传输的信号作为字时钟信号的读取源。
此时DS-00 从由Pyramix 向DS-00 传输信号的同轴电缆中读取根据MADI 格式发送的同步标志，并且将它转化为字时钟信号用来调整自己的采样频率。