我們常被悅耳的音樂所打動，偶爾也會思考：這些美妙音頻是如何傳輸?shù)模?/p>

實際上，音頻是通過一系列復雜而精細的步驟傳輸?shù)模郝曇舨杉c存儲→音頻信號處理→音頻輸出與感知。

最終的聲音再現(xiàn)離不開數(shù)字音頻接口協(xié)議。

數(shù)字音頻接口協(xié)議是指在數(shù)字音頻系統(tǒng)中用于傳輸音頻數(shù)據(jù)的標準化規(guī)定，是確保聲音信號能夠被正確傳輸和處理的關鍵，常見的數(shù)字音頻接口協(xié)議有SPDIF、I2S、PDM、PCM等。

不同的數(shù)字音頻接口協(xié)議各有特點。今天，納祥科技與大家一起詳細了解SPDIF和I2S。

01SPDIF：數(shù)字音頻的“橋梁”

SPDIF（Sony/Philips Digital Interconnect Format），也寫為S/PDIF，是由Sony和Philips公司開發(fā)的數(shù)字音頻接口標準，目前已成為眾多音頻設備間傳輸高質(zhì)量音頻信號的重要橋梁。

▲SPDIF接口展示

SPDIF傳輸方式

就傳輸方式而言，SPDIF分為輸出（SPDIF OUT）和輸入（SPDIF IN）兩種。

SPDIF傳輸載體

就傳輸載體而言，SPDIF又分為同軸和光纖兩種，它們可傳輸相同的信號，但載體和接口外觀不同。

①同軸傳輸：使用同軸電纜進行信號傳輸。這種方式適合較短距離的傳輸，并且使用75 Ω 阻抗的同軸線以及RCA接頭。

②光纖傳輸：采用光纖進行信號傳輸，具有抗干擾能力強、接口靈活等優(yōu)點。光纖傳輸不需要考慮接口電平及阻抗問題，因此更適用于長距離傳輸，并且逐漸成為主流。

▲納祥科技NX8420：S/PDIF至TX 輸入

SPDIF傳輸優(yōu)勢

SPDIF傳輸具有多種優(yōu)勢：

無損音頻傳輸

SPDIF基于數(shù)字信號傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)無損音頻傳輸，保持高質(zhì)量的音頻信號。

抗干擾能力強

同軸SPDIF傳輸具有接口靈活且抗干擾能力更強的優(yōu)勢。

低延遲

SPDIF具有低延遲的特性，確保音頻和視頻同步，并避免任何不必要的延遲。

傳輸頻帶較寬

優(yōu)質(zhì)的同軸電纜頻寬可達幾百兆赫，數(shù)字同軸傳輸?shù)臅r基誤差非常小，對音質(zhì)有較好的表現(xiàn)。

多聲道音頻支持

SPDIF支持多聲道音頻格式，如Dolby Digital和DTS，尤其在家庭影院系統(tǒng)中，能實現(xiàn)引人入勝的環(huán)繞聲體驗。

廣泛的兼容性

SPDIF具有廣泛的兼容性，適用于不同的音頻設備和格式，實現(xiàn)音頻系統(tǒng)的各個組成部分之間的無縫合作。

SPDIF應用場景

SPDIF往往被用來傳輸壓縮過的音頻訊號，它由 IEC 61937標準而定制。它通常被用在支持杜比技術或DTS 環(huán)繞效果的家用DVD影院上，不分正負。

02I2S：音頻IC間的“內(nèi)部高速路”

I2S（Inter-IC Sound）是一種廣泛應用于數(shù)字音頻傳輸?shù)拇薪涌跇藴省?/u>如果說SPDIF是音頻設備間的“外交官”，那么I2S就是數(shù)字音頻IC之間的“內(nèi)部高速路”，在音頻IC間構建起一條暢通無阻的數(shù)據(jù)通道。

▲I2S接口展示

I2S的基本信號線

I2S有3個主要信號：

①時鐘線（Continues Serial Clock，SCK）

SCK線提供了同步音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r鐘信號。確定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蜁r序。該時鐘也稱為Bit Clock（BCLK）。

SCK的頻率=2x采樣頻率x位寬

②左/右聲道線（Left-Right Clock，LRCK）

LRCK線指示了當前傳輸?shù)氖亲舐暤赖囊纛l數(shù)據(jù)還是右聲道的音頻數(shù)據(jù)。它被稱為幀同步信號。

LRCK的頻率=采樣頻率

③數(shù)據(jù)線（Serial Data，SD）

SD線用于傳輸實際的音頻數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的位寬可以根據(jù)具體應用而變化，通常為16位或32位。

TX方向為：Serial Data Out（SDOUT）

RX方向為：Serial Data In（SDIN）

I2S傳輸優(yōu)勢

I2S傳輸具有多種優(yōu)勢：

數(shù)據(jù)和時鐘信號分離

I2S設計中數(shù)據(jù)信號和時鐘信號通過獨立的導線傳輸，這種分離避免了因時差誘發(fā)的失真，提高了音頻傳輸質(zhì)量。

高音質(zhì)傳輸

I2S支持高分辨率音頻傳輸，最高可支持32位音頻數(shù)據(jù)，確保音質(zhì)不受損失。

同步傳輸

I2S采用同步傳輸方式，通過時鐘線同步數(shù)據(jù)傳輸，幀同步線指示數(shù)據(jù)幀的起始，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。

靈活的數(shù)據(jù)傳輸格式

I2S支持不同的數(shù)據(jù)格式，如飛利浦I2S標準、MSB和LSB對齊標準以及PCM標準，適應不同的音頻數(shù)據(jù)傳輸需求。

全雙工/半雙工支持

I2S支持全雙工和半雙工通信，允許數(shù)據(jù)在兩個方向上傳輸，提供通信的靈活性。

主/從模式支持

I2S支持主/從模式，可以作為主設備提供時鐘信號，或作為從設備響應主設備的時鐘信號，適用于多種系統(tǒng)架構。

I2S應用場景

I2S接口在各個應用場景中都發(fā)揮了重要作用。無論是音頻編解碼器、數(shù)字信號處理器、音頻控制器、嵌入式系統(tǒng)、消費電子產(chǎn)品、汽車音響系統(tǒng)還是專業(yè)音頻設備，I2S接口均能提供高質(zhì)量、穩(wěn)定的音頻數(shù)據(jù)傳輸。

SPDIF和I2S都是數(shù)字音頻技術的關鍵發(fā)展。隨著技術提升，這兩種接口在優(yōu)化與融合中，為用戶帶來更純凈、真實的音頻。