关于CAS1000音频系统的同步

关于关于 CAS1000 网络音频矩阵网络音频矩阵 和传输系统中音频信号的同步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 一 时钟同步的目的时钟同步的目的 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 T 4 二 在什么情况下需要同步二 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 功能 当不同采样频率标准的信号 如 或 需同时处理时 先经 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 范围从 到 108 有 了 SRC 功能 系统的同步问题就大大简化 譬如 DAT CD 等播放设备的 AES 数字输出 信号就可以直接接到播出调音台的 AES 输入口上 不再需要连接同步信号 因为 SRC 已经对输入信号按自己的时钟进行了重新整理 从而保证了外来信号能够正 常地输入 增加或接入 SRC 电路后 两台数字设备之间可以不进行相互同步 但由于 SRC 运算 大约需要 1 毫秒左右时间 数字音频信号传输过程将产生 1 毫秒的群延迟 设备 1 设备 2设备 3 同步时钟源 wordclock 三 三 CAS1000 系统的时钟系统的时钟 在 CAS1000 音频系统中 有许多台音频路由器 这些音频路由器通过以太网连接 其中有一台是作为主机 Master 它产生一个 48Khz 的时钟 通过网络 发送到其他所有 的 CAS 设备 这些设备均和该时钟同步 从而实现各台 CAS 设备的输入输出信号在以太 网上的同步传输 也就是说 在整个 CAS 系统中 所有的设备是同步的 在一个 CAS 系统中 缺省设置时 作为 Master 的 CAS 设备是随机产生的 当这台 设备关机或出现故障时 另外一台 CAS 会自动接替它 作为新的 Master 保持整个系统的 始终同步 实际应用时 作为 Master 的设备可以人为指定 包括后备 Master 的优先顺序 也可以事先设定 四 四 CAS 和外部设备的同步和外部设备的同步 CAS 和外部设备的连接主要是调音台 音分 光端机 音频处理器 这些设备中 大 部分调音台的数字输入接口都有 SRC 功能 而 CAS 的数字输入口也有 SRC 功能 因此原 则上 在调音台和 CAS 之间可以自动达成同步 电路内部实现二次同步 不需要再另外 加同步信号 同样 对其他具有 SRC 功能的设备也可以不单独加同步信号 CAS 1CAS 2 CAS 3CAS 4 100M synchronic Clock MasterSlave SlaveSlave SRC 内部 时钟 源 调音台 SRC 内部 时钟 源 CAS Digi In Digi Out Digi Out 但对没有 SRC 功能的设备 特别是这些设备又要对多个信号进行复用处理 如果不加 同步信号 就可能现问题 如一台没有 SRC 功能的多路光端机 分别从调音台 数字音频 处理器和 CAS 输入信号 由于各路信号的频率可能会有差异 而光端机又不对信号进行整 理 就会造成时钟的混乱 在这样的情况下 需要对整个系统进行同步 方法有两种 方案一 采用外同步方式 也就是单独设置一个同步信号发生器 所有的设备都采用它的 时钟 由于 CAS 系统是采用内部同步信号进行同步 不可分拆 它的内部时钟由作为 Master 的 CAS 决定 因此只需要将作为 Master 的 CAS 时钟和同步时钟一致 注 具有数字输入输出口的 CAS 具有同步输入口和同步输出口 光 端 机 调音台 1 调音台 2CAS 音频处 理器 F1 F2 F3 光纤 方案二 采用内同步方式 也就是所有外部数字设备都采用 CAS 的同步信号 统一和 CAS 的内部时钟同步 调音台光端机音频处 理器 CAS 路由器 Master 100M