本應(yīng)用筆記描述了如何傳輸I2S音頻數(shù)據(jù)通過單根屏蔽雙絞線（STP）在兩個(gè)音頻元件之間傳輸，使用MAX9205 10位LVDS串行器和MAX9206 10位LVDS解串器。

介紹

低壓差分信號(hào)（車載數(shù)字視頻路由最有效的接口）也可用作傳輸數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的低成本解決方案。1本應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了如何使用MAX9205/MAX9206 10位LVDS串行器/解串器（SerDes）IC傳輸多達(dá)<>個(gè)I2S 音頻數(shù)據(jù)流通過 STP 布線。

LVDS串行器的優(yōu)勢(shì)

由于每次在模擬域和數(shù)字域之間轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)時(shí)，音質(zhì)都會(huì)降低，因此盡可能將音頻數(shù)據(jù)保持為數(shù)字形式以提供最佳音質(zhì)非常重要。MOST總線設(shè)計(jì)用于車載音頻數(shù)據(jù)傳輸，但實(shí)施成本高昂，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說都是矯枉過正的。對(duì)于消費(fèi)類音頻設(shè)備，S/PDIF通常用于將壓縮的音頻數(shù)據(jù)從一個(gè)音頻設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)音頻設(shè)備。然而，S/PDIF沒有足夠的帶寬以未壓縮格式傳輸5.1或7.1數(shù)字音頻，并且缺乏用于汽車應(yīng)用的經(jīng)過驗(yàn)證的可靠物理層。

使用LVDS傳輸數(shù)字音頻數(shù)據(jù)提供了一種強(qiáng)大、低成本、高帶寬的接口解決方案，可以輕松添加到現(xiàn)有硬件中，而不會(huì)影響系統(tǒng)資源。I2S流形式的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)已經(jīng)可用，可以傳輸?shù)杰囕v中的不同位置，幾乎沒有軟件開銷。通過將音頻數(shù)據(jù)保持為數(shù)字形式，可以從系統(tǒng)中省去多個(gè)ADC、DAC和電線，從而為其他功能釋放成本和電路板空間。

LVDS已經(jīng)用于將視頻數(shù)據(jù)從攝像頭、DVD播放器和導(dǎo)航系統(tǒng)路由到車輛中的各種顯示器。其低信號(hào)幅度和差分結(jié)構(gòu)使LVDS能夠以低電磁輻射傳輸高帶寬數(shù)據(jù)。

MAX9205/MAX9206方案

MAX9205設(shè)計(jì)用于從單個(gè)參考時(shí)鐘發(fā)送10位并行數(shù)據(jù)。為了將I2S信號(hào)SCLK、WS和SDA0–3作為數(shù)據(jù)傳輸，我們需要一個(gè)與SCLK同步且頻率至少為SCLK兩倍的參考時(shí)鐘。

離開線束中的模塊的信號(hào)必須具有魯棒性，以承受惡劣的汽車環(huán)境和故障條件。LVDS總線需要交流耦合，以防止在發(fā)生高壓短路情況時(shí)損壞。由于MAX9205不會(huì)自動(dòng)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行直流平衡，因此必須確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實(shí)際上是直流平衡的。由于我們使用的十個(gè)可用輸入中不超過六個(gè)，因此我們可以使用剩余的四個(gè)輸入來對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行直流平衡。SCLK和WS信號(hào)是對(duì)稱信號(hào)，因此我們只需要反轉(zhuǎn)隨機(jī)信號(hào)SDA0–3并將它們饋送到未使用的輸入中，以確保每個(gè)2通道I的<>和<>的數(shù)量相等。2已傳輸 S 數(shù)據(jù)包。

為了滿足MAX9205的建立和保持時(shí)間，并防止MAX9206解串器輸出端產(chǎn)生過多抖動(dòng)，I2當(dāng) S 信號(hào)不改變狀態(tài)時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行采樣。將TCLK_R/F連接至GND，使MAX9205能夠?qū)⒖紩r(shí)鐘（TCLK）下降沿的輸入進(jìn)行采樣。這假設(shè) TCLK 的上升沿對(duì)應(yīng)于 SCLK 更改狀態(tài)的時(shí)間。如果這與您的配置不同，請(qǐng)對(duì) TCLK_R/F 進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確保滿足輸入的建立和保持時(shí)間。請(qǐng)參閱下面的圖 1，了解 I 的正確采樣2S 輸入信號(hào)。

圖1.I 的采樣2S 輸入信號(hào)。

圖 2 說明了應(yīng)用程序示意圖。

圖2.使用MAX9205/MAX9206傳輸I的原理圖2的音頻數(shù)據(jù)。

原理圖的左側(cè)（標(biāo)有“串行器”）包含串行化和傳輸LVDS音頻數(shù)據(jù)流所需的電路。表1包含串行器電路的元件和信號(hào)描述列表。

原理圖的右側(cè)（標(biāo)有“解串器”）包含接收和解串LVDS音頻數(shù)據(jù)流所需的電路。表2包含解串器電路的元件和信號(hào)描述列表。

結(jié)論

LVDS是車載數(shù)字視頻路由最有效的接口，也是傳輸音頻數(shù)據(jù)的有效接口。MAX9205/MAX9206 LVDS串行器/解串器IC為傳輸多個(gè)II提供簡(jiǎn)單、低成本的解決方案。2S 音頻在車輛中的兩點(diǎn)之間流。Maxim的下一代LVDS產(chǎn)品將繼續(xù)改進(jìn)并支持通過同一STP線發(fā)送控制和數(shù)據(jù)，從而消除了對(duì)額外控制接口的需求。

審核編輯：郭婷