關(guān)于CAS1000音頻系統(tǒng)的同步

1、關(guān)于CAS1000網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣和傳輸系統(tǒng)中音頻信號的同步在數(shù)字音頻系統(tǒng)中，各數(shù)字設(shè)備間的同步一直是一個重要的環(huán)節(jié)。如果同步設(shè)計(jì)的不好，將會產(chǎn)生數(shù)字噪音，嚴(yán)重時導(dǎo)致系統(tǒng)無法工作。時鐘的同步根據(jù)系統(tǒng)的不同主要分成兩大類：1、音視頻系統(tǒng)的同步 在這種系統(tǒng)中，要求音頻信號和視頻信號保持同步2、音頻系統(tǒng)的信號同步 在這種系統(tǒng)中，只要求各音頻設(shè)備之間保持同步。在這里只討論音頻系統(tǒng)的時鐘同步（Synchronization of Digital Audio System）。一、 時鐘同步的目的要成功地連接兩個數(shù)字音頻設(shè)備，首先要求兩個數(shù)字音頻信號具有完全相同的幀頻率（即：兩個信號在限定的時間周期上具有相同數(shù)

2、量的幀），同時還需要保證兩個信號每個樣點(diǎn)的時差(相位)在允許范圍內(nèi)（處于鎖相狀態(tài)）。當(dāng)時差超過了允許值，即使頻率是完全相同的，其中一個信號也應(yīng)該重新調(diào)整同步。根據(jù)數(shù)字音頻系統(tǒng)同步標(biāo)準(zhǔn)GY/T 193 2003，相位差應(yīng)小于±90°，即四分之一周期。T<T/4二、在什么情況下需要同步在多臺數(shù)字音頻設(shè)備之間，要進(jìn)行數(shù)字信號的傳輸，由于各設(shè)備的采樣頻率可能不一樣，即使一樣，都是48Khz，也會有偏差。如一臺為47.998Khz，另一臺為48.003Khz，隨著時間的推移，頻率偏差會在時間方向產(chǎn)生誤差積累。因此，原則上兩臺數(shù)字音頻設(shè)備之間必須要進(jìn)行同步。通常，同步系統(tǒng)會選用一

3、臺外部的標(biāo)準(zhǔn)時鐘源，它發(fā)出一個標(biāo)準(zhǔn)的時鐘如48Khz，所有的設(shè)備統(tǒng)一采用它的時鐘，這樣就可以保持各個設(shè)備的輸入輸出數(shù)字音頻信號統(tǒng)一在一個時鐘上。但是，目前有很多音頻設(shè)備，為了提高適應(yīng)性，在數(shù)字輸入口增加了采樣頻率轉(zhuǎn)換器（）功能，當(dāng)不同采樣頻率標(biāo)準(zhǔn)的信號，如或，需同時處理時，先經(jīng)處理，轉(zhuǎn)換成相同采樣頻率的信號，再進(jìn)行其它處理。目前大多數(shù)數(shù)字調(diào)音臺的數(shù)字輸入模塊輸入端口內(nèi)置有，范圍從到（？108）。 有了SRC功能，系統(tǒng)的同步問題就大大簡化。譬如DAT、CD等播放設(shè)備的AES數(shù)字輸出信號就可以直接接到播出調(diào)音臺的AES輸入口上，不再需要連接同步信號。因?yàn)镾RC已經(jīng)對輸入信號按自己的時鐘進(jìn)行了重新整

4、理，從而保證了外來信號能夠正常地輸入。設(shè)備#1設(shè)備#2設(shè)備#3同步時鐘源wordclock增加或接入SRC電路后，兩臺數(shù)字設(shè)備之間可以不進(jìn)行相互同步，但由于SRC運(yùn)算大約需要1毫秒左右時間，數(shù)字音頻信號傳輸過程將產(chǎn)生1毫秒的群延遲。三、CAS1000系統(tǒng)的時鐘在CAS1000音頻系統(tǒng)中，有許多臺音頻路由器，這些音頻路由器通過以太網(wǎng)連接。其中有一臺是作為主機(jī)（Master），它產(chǎn)生一個48Khz的時鐘，通過網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送到其他所有的CAS設(shè)備，這些設(shè)備均和該時鐘同步，從而實(shí)現(xiàn)各臺CAS設(shè)備的輸入輸出信號在以太網(wǎng)上的同步傳輸。也就是說，在整個CAS系統(tǒng)中，所有的設(shè)備是同步的。在一個CAS系統(tǒng)中，缺省設(shè)

5、置時，作為Master的CAS設(shè)備是隨機(jī)產(chǎn)生的，當(dāng)這臺設(shè)備關(guān)機(jī)或出現(xiàn)故障時，另外一臺CAS會自動接替它，作為新的Master，保持整個系統(tǒng)的始終同步。實(shí)際應(yīng)用時，作為Master的設(shè)備可以人為指定，包括后備Master的優(yōu)先順序也可以事先設(shè)定。CAS #1CAS #2CAS #3CAS #4100Msynchronic ClockMasterSlaveSlaveSlave四、CAS和外部設(shè)備的同步CAS和外部設(shè)備的連接主要是調(diào)音臺、音分、光端機(jī)、音頻處理器。這些設(shè)備中，大部分調(diào)音臺的數(shù)字輸入接口都有SRC功能。而CAS的數(shù)字輸入口也有SRC功能，因此原則上，在調(diào)音臺和CAS之間可以自動達(dá)成同步

6、（電路內(nèi)部實(shí)現(xiàn)二次同步），不需要再另外加同步信號。同樣。對其他具有SRC功能的設(shè)備也可以不單獨(dú)加同步信號。SRC內(nèi)部時鐘源調(diào)音臺SRC內(nèi)部時鐘源CASDigi InDigi OutDigi Out但對沒有SRC功能的設(shè)備，特別是這些設(shè)備又要對多個信號進(jìn)行復(fù)用處理，如果不加同步信號，就可能現(xiàn)問題。如一臺沒有SRC功能的多路光端機(jī)，分別從調(diào)音臺、數(shù)字音頻處理器和CAS輸入信號，由于各路信號的頻率可能會有差異，而光端機(jī)又不對信號進(jìn)行整理，就會造成時鐘的混亂。光端機(jī)調(diào)音臺#1調(diào)音臺#2CAS音頻處理器F1F2F3光纖在這樣的情況下，需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行同步，方法有兩種：方案一 采用外同步方式，也就是單獨(dú)設(shè)置一個同步信號發(fā)生器，所有的設(shè)備都采用它的時鐘。由于CAS系統(tǒng)是采用內(nèi)部同步信號進(jìn)行同步，不可分拆，它的內(nèi)部時鐘由作為Master的CAS決定。因此只需要將作為Master的CAS時鐘和同步時鐘一致。注：具有數(shù)字輸入輸出口的CAS具有同步輸入口和同步輸出口。方案二 采用內(nèi)同步方式，也就是所有外部數(shù)字設(shè)備都采用CAS的同步信號，統(tǒng)一和CAS的內(nèi)部時鐘同步。調(diào)音臺光端機(jī)音頻處理器CAS路由器（Master）1