专家详解音频协议和标准
过去几年里，音频技术取得了巨大进步，特别是在家庭影院和汽车音响市场。汽车中的传统四扬声器立体声系统正逐渐被多声道多扬声器音频系统所取代。在印度，带双扬声器立体声系统的电视机现已被带5.1多声道的家庭影院系统所取代。
当今的音频设计挑战在于如何模拟实际的声音并通过各种音频设备进行传送。声音可以来自任何方向，实际上，我们的大脑能够计算并感知声音的来源。例如，当战斗机从一点飞到另一点时，它所产生的声音实际上来自无数个位置点。但是，我们不可能用无数个扬声器来再现这种音频体验。
利用多声道、多扬声器系统和先进的音频算法，音频系统能够惟妙惟肖地模拟真实声音。这些复杂的音频系统使用ASIC或DSP来解码多声道编码音频，并且运行各种后处理算法。声道数量越多，意味着存储器和带宽要求越高，这就需要使用音频数据压缩技术来编码并减少所要存储的数据。这些技术还能用来保持声音质量。
与数字音频一同发展的还有音频标准和协议，其目的是简化不同设备之间的音频数据传输，例如，音频播放器与扬声器之间、DVD播放器与AVR之间，而不必将数据转换为模拟信号。
本文将讨论与音频行业相关的各种标准和协议，同时也会探究不同平台的音频系统结构以及各种音频算法和放大器。
标准和协议
S/PDIF标准——该标准定义了一种串行接口，用于在DVD/HD-DVD播放器、AVR和功率放大器等各种音频设备之间传输数字音频数据。当通过模拟链路将音频从DVD播放器传输到音频放大器时，会引入噪声，该噪声很难滤除。不过，如果用数字链路代替模拟链路来传输音频数据，问题就会迎刃而解。数据不必转换为模拟信号就能在不同设备之间传输，这是S/PDIF的最大优势。
该标准描述了一种串行、单向、自备时钟的接口，可互连那些采用线性PCM编码音频采样的消费和专业应用数字音频设备。它是一种单线、单信号接口，利用双相标记编码进行数据传输，时钟则嵌入数据中，在接收端予以恢复（见图1）。此外，数据与极性无关，因此更易于处理。S/PDIF是从专业音频所用的AES/EBU标准发展而来。二者在协议层上一致，但从XLR到电气RCA插孔或光学TOSLINK的物理连接器发生了改变。本质上，S/PDIF是AES/EBU格式的消费型版本。S/PDIF接口规范主要由硬件和软件组成。软件通常涉及S/PDIF帧格式，硬件则涉及设备间数据传输所使用的物理连接媒介。用于物理媒介的各种接口包括：晶体管与晶体管逻辑、同轴电缆（以RCA插头连接的75Ω电缆）和TOSLINK（一种光纤连接）。
图1 S/PDIF双相标记编码流
S/PDIF协议——如上文所述，它是一种单线串行接口，时钟嵌入数据之中。传输的数据采用双相标记编码。时钟和帧同步信号在接收器端与双相解码数据流一同恢复。数据流中的每个数据位都有一个时隙。时隙以一个跃迁开始，并以一个跃迁结束。如果传输的数据位是“1”，则时隙中间还会增加一个跃迁。数据位“0”则不需要额外跃迁，跃迁之间的最短间隔称为单位间隔(UI)。
