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基于nRF24Z1的CD音质无线数字音频传输系统

作者:时间:2012-11-02来源:网络收藏

当前,随着居住和办公环境空间的增长,音频的布线在大型会议室、汽车等场所越来越难以实现,成本越来越高,迫切需要传输高质量的音频。音频的传输速率就达到1.5Mbps以上,因此对系统提出了更高的带宽和距离要求。

  ISM 2.4GHz (Industrial Scientific Medical 2.4GHz-2.4835GHz)频段是全球开放的公用频段,具有高带宽和低成本实现的优势。选用具备高带宽特点的ISM2.4GHz的传输系统更能适应音频的传输。而2.4GHz的其他系统,如监牙、WLAN等存在成本过高或距离受限等缺点,所以本系统使用了专用的ISM音频收发芯片

  提供了标准的工业音频I2S接口以及S/PDIF接口,使得音频的传输成本大大降低。而且通信速率高达4Mbps,实际数据传输率为1.536Mbps,保证了48kbps采样率16bit采样的音频无损传输。

  1 芯片介绍

  是挪威Nordic公司推出的无线传输收发芯片,工作于ISM 2.4GHz频段。该芯片最大输出功率为+0dBm,接收灵敏度为-83dBm。片内集成了PLL、时钟控制和恢复模块、TDM QoS模块、GFSK模块、I2C接口、SPI接口,RF的LNA和PA等等,并且片内集成了I2S和S/PDIF两种工业音频标准接口。I2S接口可以与各种音频A/D、D/A直接相连,S/PDIF则可以与各种环绕立体声设备直接相连。

  芯片的射频工作方式是GFSK,高斯频率偏移键控,在点对点的无线通信中,这种方式被广泛采用,误码率较低。

  为保证通信低误码率,芯片还采用了QoS的服务质量策略。策略包括双向通信机制和应答策略(时分双工)、数据完整性策略和CRC检错、自适应跳频、掉线搜索重连策略。

  双向通信机制和应答策略可见图1,ATX到ARX的通信为音频信道,而ARX到ATX的通信是控制信道。控制信道的信息包括同送信息、寄存器信息以及管脚状态信息等。

  双向通信机制和应答策略

  QoS部分包括数据完整性策略和CRC检错,完全通过硬件实现,在音频信道发送的帧里面包括多个包,每个包由RF地址、有效音频数据、若干CRC位组成,当接收端收到的Packel的CRC得到检验后,将会通过控制信道给ATX回送信息。若CRC检验不正确,则发送端将不正确的一个或若干个包在下一个帧内重传。

  自适应跳频是抗干扰的重要手段,本文2.4节中有详细论述。

  掉线搜索重连是保障连接可靠性的措施,当连接丢失时发射器自动按照射频图案搜索,每个频道卜搜索一段时间,同理接收器也在每个频道上监听,一旦建立连接则锁定该频道,同时依次按跳频图案顺序跳频。

  芯片的初始配置町以由EEPROM或者MCU通过SPI、I2C接口完成。芯片处于发送模式还是接收模式南MODE管脚电平决定。

  nRF24Zl采用QFN36封装,全部管脚列表可以参考芯片文档,与操作芯片相关的管脚如表1所示。

  操作芯片相关的管脚


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关键词: nRF24Z1 CD音质 无线 数字音频
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