【導讀】A2B是一種雙向高帶寬數字音頻總線
，能夠在很長的距離上（節點間的距離長達30 m，整個總線長度為300 m）
，使用一條2線式非屏蔽雙絞線(UTP)電纜傳輸I2S/TDM/PDM數據
、I2C/SPI控製信息以及時鍾和供電信號。該總線在汽車應用和統一通信應用中已經非常成熟。通過不斷的深入開發，A2B還可用於許多商業和工業用途。

摘要

ADI公司A²B®總線的全新增強功能為數據和音頻傳輸與分發帶來新的發展。智能樓宇、大廳
、房間或智能家居均可從新型收發器的眾多集成特性中獲益。新的A2B增強功能包括總線長度更長，可達300米，並且總線功率更高，可達50 W。本文重點介紹了這些增強功能如何幫助打造更複雜的係統。文中展示了一些應用示例
，其中A2B總線可以幫助簡化布線架構，而涉及的硬件和軟件工作量非常少。

引言

A2B是一種雙向高帶寬數字音頻總線
，能夠在很長的距離上（節點間的距離長達30 m，整個總線長度為300 m），使用一條2線式非屏蔽雙絞線(UTP)電纜傳輸I2S/TDM/PDM數據、I2C/SPI控製信息以及時鍾和供電信號。該總線在汽車應用和統一通信應用中已經非常成熟。通過不斷的深入開發
，A2B還可用於許多商業和工業用途。

商業
、辦公和公共建築要求公共廣播係統(PA)持續可用。PA是由麥克風、放大器、揚聲器和相關設備組成的電子係統。它能提高人聲、leqihuoqitashengyuandexiangdu。julieryan
，zhezhongxitongkeyiqudaichuantongdejingbaoxitong。zaijinjiqingkuangxia
，qingxideyuyinzhishibichuantongdejingbaoqigengnengyouxiaodiyindaorenmenzuochuzhengquedefanying
，bangzhurenmengenghaodilijieqingkuang
，bingyoukenengbimianzainandefasheng。

此外
，音樂分發、語音警報
、廣guang播bo和he對dui講jiang功gong能neng可ke以yi成cheng為wei該gai係xi統tong的de一yi部bu分fen，係xi統tong的de複fu雜za性xing因yin而er會hui增zeng加jia。隨sui著zhe係xi統tong不bu斷duan發fa展zhan
，以yi及ji對dui額e外wai廣guang播bo功gong能neng的de需xu求qiu不bu斷duan增zeng加jia，設she計ji變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za。A2B技術可能有助於滿足這一需求。

weilefuwudaliangjiedian，shiyongyitaiwangzuoweiwulicengshi，meigejiediandouxuyaopeibeiangguideweikongzhiqi。cifangfachangyongyujiandandeyinpinhekongzhishebei。chuyitaiwangwai，100Vxianluyebeishiyong，bingjuyoutongguodianlanchuanshudianlideyoushi
，dantamenzaiyigefangxiangshangzhinengchuanshuyigeyinpinxinhao
，wufatianjiashujutongxin，bingqiesuoxudebianyaqifeichangbenzhong。

這就是A2B發揮作用的地方。A2B讓本地相關設備（如揚聲器、麥克風
、對講站、控製麵板和傳感器）能夠通過簡單線纜以菊花鏈形式連接起來。

A2B易於使用和實施
，是理想的解決方案。A2B收發器可以連接到設備，用戶將獲得64個雙向音頻通道（32個下行通道和32個上行通道）
，這些通道可以配對，與位於端點的外圍設備進行I2C/SPI/GPIO通信。無需開發或使用更複雜的時隙協議棧。

A2B是一種高速雙向時間同步總線，可傳輸I2S/TDM以及I²C、SPI、GPIO數據，數據速率為50 Mbps。這種高速數據傳輸的優勢是任意兩個節點之間的延遲低至50 μs。

借助非屏蔽雙絞線(UTP)，可將多達17個節點（包括主節點）以菊花鏈形式連接到一條總線上。總線長度可長達300米，而每個節點之間的距離可達30米。通信可以從一個節點到另一個節點，這意味著如果選擇48 kHz和16位，則每個節點都可以向任何其他節點發送32個音頻通道。數據大小可以根據不同的需求確定，數據速率可以設置為1.5 kHz至192 kHz之間。數據寬度越小、數據速率越低，可用通道數越多。

另一大亮點是總線功率，整條總線可以傳輸高達50 W的功率。因此
，節點可以通過總線遠程供電，而無需額外的本地電源。中等輸出功率的揚聲器節點也可以通過A²B總線供電。但是
，如果功率需求更高，則需要外部電源。

圖1.A2B網絡及其相連模塊的設置示例。

圖1展示了A2B總線的靈活性，它能簡化係統設計和配置。由於收發器已經集成了許多模塊和接口，因此通常不需要單獨的微控製器即可運行。

如圖所示，簡單的節點是一個麥克風陣列
，它采用AD2437收發器。可連接多達四個PDM麥mai克ke風feng。這zhe種zhong麥mai克ke風feng陣zhen列lie可ke用yong於yu定ding位wei噪zao聲sheng源yuan以yi執zhi行xing噪zao聲sheng消xiao除chu，或huo找zhao到dao音yin頻pin的de到dao達da方fang向xiang。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，可ke以yi從cong相xiang鄰lin背bei景jing噪zao聲sheng中zhong提ti取qu該gai音yin頻pin源yuan。由you於yu總zong線xian延yan遲chi非fei常chang低di，此ci陣zhen列lie不bu一yi定ding需xu要yao位wei於yu同tong一yi個ge節jie點dian上shang。它ta可ke以yi輕qing鬆song地di分fen布bu於yu房fang間jian內nei不bu同tong位wei置zhi的de多duo個ge節jie點dian。電dian源yuan將jiang從cong總zong線xian獲huo取qu，因yin為wei此ci節jie點dian的de功gong耗hao非fei常chang低di，無wu需xu單dan獨du的de電dian源yuan。因yin此ci，解jie決jue方fang案an非fei常chang小xiao且qie易yi於yu安an裝zhuang。例li如ru
，我wo們men設she計ji過guo一yi個ge尺chi寸cun為wei35mm × 19mm的節點，其中包括導線連接器和總線電源電路。

如果需要更複雜的功能，可以通過I2S輸出將單獨的D類或任何其他功率放大器連接到AD2437。此外，還可以連接音頻編解碼器。由於音頻通常不會隨時中斷，因此可以采用I2C接口來並行設置功率放大器或編解碼器。借助這種配置，可以創建一個簡單的總線供電對講終端。AD2437還具有GPIO，其中一些提供脈衝寬度調製(PWM)輸出。這可以用作鍵盤端口輸入來與主機交互。如果按下某個鍵，主機就會收到中斷，從而可以建立通信。PWM輸出可用於指示通信是否處於活動狀態，驅動LED（指示連接狀態）


，以及指示所需的所有其他信息。這種簡單但有效的功能不需要單獨的微控製器，整個係統的軟件工作得以簡化。

複雜度更高的對講終端（如帶有圖形用戶界麵(GUI)）可以使用微控製器通過SPI獲取數據。請注意，SPI總線最大速度為10 Mbps。

對於純揚聲器節點（可能位於天花板或建築物的其他部分，需要更高輸出功率）
，外部電源將足以滿足需求。總線電源不需要插入到主機節點，可以將其插入到任何中間節點的某個位置
，以減輕電纜內的電流壓力。

圖2.公共廣播係統示例。

在很多其他應用中
，功能豐富的A2B也優於以前使用的技術，可以取而代之。這些應用包括需要通信和多通道音頻傳輸的應用。

護士呼叫/通知係統由以太網配置組成
，複雜度較低。在這種情況下
，將有一個房間控製器通過以太網連接
，但與患者終端的連接將通過A2B運行。此配置能夠通過一根UTP電纜將所有必要的音頻、數據和電源傳輸到房間內分布的多達16張床位。每個終端都可以輕鬆配備一個小型微控製器，以便為每位患者提供豐富的音頻通道選擇。顯示屏可以指示通道選擇、時間和警報狀態。警報按鈕可以直接連接到其中一個GPIO，yichufafangjiankongzhiqishangdezhongduan。ciwai，ruguohuanzhexingdongshouxian，xuandingdezhongduankeyijishijiangmaikefengxinhaochuanshudaofangjiankongzhiqi。xitongkeyizhuanhuanxuandingdeguanjiancibingchufajingbao。

由you於yu此ci環huan境jing的de安an裝zhuang可ke能neng變bian化hua多duo端duan，因yin此ci係xi統tong必bi須xu支zhi持chi方fang便bian地di修xiu改gai其qi設she置zhi。網wang絡luo中zhong終zhong端duan的de添tian加jia和he刪shan除chu將jiang由you主zhu機ji提ti供gong的de即ji插cha即ji用yong協xie議yi棧zhan處chu理li。為wei了le在zai移yi除chu的de終zhong端duan上shang保bao持chi菊ju花hua鏈lian配pei置zhi，可ke以yi使shi用yong一yi個ge小xiao型xing適shi配pei器qi來lai橋qiao接jie缺que失shi的de節jie點dian。如ru果guo通tong信xin中zhong斷duan
，診zhen斷duan程cheng序xu將jiang報bao告gao故gu障zhang。

A2Bzongxiandechaodiyanchihewanquantongbuxingweiduiguitaiduijiangxitongyeyouyi。duogemaikefengkeyiweiyubutongweizhi，shiyongboshuchengxingjishuqingxidifenliguitaiqianjianghuazhedeshengyintongdao。suoyoulaizilinjinrenyuandebeijingzaoyindoujiangbeiyizhi。renhegeyinpingzhang（如玻璃牆）之間都可以建立清晰的對話。通常，櫃台、醫院的隔離區域或潔淨室設施都很適合采用此類解決方案。

圖3.櫃台對講係統示例。

類似地，監獄對講係統中的所有麥克風數據都可以傳輸到主機係統
，許多音頻通道（如不同的無線電頻道）可以廣播到每間牢房。

使(shi)用(yong)波(bo)束(shu)成(cheng)形(xing)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)典(dian)型(xing)例(li)子(zi)是(shi)會(hui)議(yi)係(xi)統(tong)
，允(yun)許(xu)在(zai)會(hui)議(yi)室(shi)中(zhong)放(fang)置(zhi)許(xu)多(duo)麥(mai)克(ke)風(feng)。語(yu)音(yin)轉(zhuan)文(wen)本(ben)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)將(jiang)不(bu)同(tong)說(shuo)話(hua)者(zhe)的(de)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)清(qing)晰(xi)分(fen)離(li)。由(you)於(yu)延(yan)遲(chi)低(di)，所(suo)有(you)麥(mai)克(ke)風(feng)通(tong)道(dao)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)傳(chuan)輸(shu)到(dao)主(zhu)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)或(huo)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)器(qi)(DSP)，以計算不同的波束位置。

另ling一yi種zhong方fang法fa是shi使shi用yong座zuo位wei到dao座zuo位wei桌zhuo麵mian麥mai克ke風feng或huo耳er機ji


，並bing將jiang其qi連lian接jie到dao口kou譯yi係xi統tong。在zai這zhe裏li，所suo有you與yu會hui者zhe都dou可ke以yi獲huo得de自zi動dong翻fan譯yi成cheng各ge自zi母mu語yu的de個ge性xing化hua音yin頻pin數shu據ju。通tong過guo使shi用yong較jiao低di質zhi量liang的de音yin頻pin帶dai寬kuan，係xi統tong可ke以yi支zhi持chi相xiang當dang多duo的de通tong道dao。因yin此ci
，主zhu機ji可ke以yi接jie收shou所suo有you麥mai克ke風feng信xin號hao，並bing輕qing鬆song進jin行xing優you先xian級ji排pai序xu。排pai序xu方fang式shi可ke以yi基ji於yu信xin號hao強qiang度du從cong高gao到dao低di
，也ye可ke以yi采cai用yong係xi統tong控kong製zhi的de方fang式shi
，僅jin向xiang選xuan定ding的de人ren員yuan開kai放fang語yu音yin。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia

，所suo有you終zhong端duan都dou可ke以yi通tong過guo總zong線xian供gong電dian，而er不bu需xu要yao在zai桌zhuo子zi上shang布bu置zhi局ju部bu電dian源yuan。

家用自動化係統日益普及，其便捷的燈光、暖氣
、空(kong)調(tiao)和(he)卷(juan)簾(lian)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)廣(guang)為(wei)人(ren)知(zhi)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)
，這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)還(hai)需(xu)要(yao)將(jiang)音(yin)頻(pin)分(fen)發(fa)到(dao)許(xu)多(duo)房(fang)間(jian)。這(zhe)樣(yang)
，您(nin)在(zai)房(fang)屋(wu)的(de)任(ren)何(he)位(wei)置(zhi)都(dou)能(neng)聽(ting)到(dao)門(men)鈴(ling)聲(sheng)，即(ji)使(shi)在(zai)浴(yu)室(shi)中(zhong)聆(ling)聽(ting)高(gao)音(yin)頻(pin)品(pin)質(zhi)的(de)收(shou)藏(zang)播(bo)放(fang)列(lie)表(biao)也(ye)不(bu)例(li)外(wai)。將(jiang)音(yin)頻(pin)流(liu)傳(chuan)輸(shu)到(dao)家(jia)中(zhong)任(ren)何(he)位(wei)置(zhi)的(de)功(gong)能(neng)，以(yi)及(ji)支(zhi)持(chi)麥(mai)克(ke)風(feng)通(tong)過(guo)語(yu)音(yin)命(ming)令(ling)控(kong)製(zhi)房(fang)屋(wu)的(de)功(gong)能(neng)，都(dou)非(fei)常(chang)實(shi)用(yong)。相(xiang)較(jiao)於(yu)通(tong)過(guo)WLAN進行無線連接
，有線連接可提供更可靠的鏈路並減輕無線流量負載。

A2B非常適合專業音頻係統
、家庭錄音室和現場舞台設施
，利用CAT5或XLR等現有電纜技術就能輕鬆實現音頻連接。觀看視頻，了解更多信息：A2B：不限於汽車應用——錄音室耳機混頻器演示。

讓我們來更深入了解A2B總線，以及它如何能夠雙向處理如此多的音頻通道。A2B總線以48 kHz心跳的方式通過總線發送超幀。數據以1024倍的速率傳輸，總線上的數據流頻率達到49.152 MHz。超幀由兩部分組成：一部分是上行
，另一部分是下行，通信由同步控製幀和同步響應幀啟動。在下行/上行時隙內插入所有I2S/TDM數據
、I2C數據
、GPIO和中斷信息。

主(zhu)機(ji)生(sheng)成(cheng)時(shi)鍾(zhong)，所(suo)有(you)節(jie)點(dian)與(yu)該(gai)時(shi)鍾(zhong)同(tong)步(bu)
，使(shi)得(de)係(xi)統(tong)始(shi)終(zhong)同(tong)步(bu)。同(tong)步(bu)控(kong)製(zhi)幀(zhen)中(zhong)的(de)前(qian)同(tong)步(bu)碼(ma)確(que)保(bao)所(suo)有(you)節(jie)點(dian)同(tong)步(bu)並(bing)且(qie)可(ke)向(xiang)外(wai)設(she)提(ti)供(gong)時(shi)鍾(zhong)。這(zhe)樣(yang)做(zuo)的(de)好(hao)處(chu)是(shi)整(zheng)個(ge)音(yin)頻(pin)鏈(lian)不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)時(shi)鍾(zhong)、本地振蕩器或異步采樣速率轉換器。

圖4.A2B超幀。

圖5.A2B數據流。

啟動時，直連到第一個A2B收發器芯片（如AD2437）的主機處理器將把它設置為主節點。主機處理器提供穩定的48 kHz信號，收發器將開始用其鎖相環(PLL)鎖定該信號。主節點設置完成後，它開始逐個啟動子節點。

SigmaStudio+軟件支持全係統設置，包括音頻通道和節點配置。它是一款圖形化編程


、診斷和調整工具

，允許設計人員添加音頻編解碼器、D類放大器等外設，輕鬆創建A2B網絡的圖形用戶界麵。針對Linux係統的軟件協議棧和即插即用協議棧都已提供，便於在運行期間添加或刪除總線上的節點。

帶XLR或RJ45連接器的主評估模塊或子節點評估模塊支持A2B，包括電源傳輸。

結論

新型A2B收(shou)發(fa)器(qi)的(de)功(gong)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)強(qiang)，例(li)如(ru)電(dian)纜(lan)更(geng)長(chang)且(qie)總(zong)線(xian)功(gong)率(lv)更(geng)高(gao)
，這(zhe)為(wei)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)開(kai)拓(tuo)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)機(ji)會(hui)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)簡(jian)單(dan)布(bu)線(xian)將(jiang)多(duo)個(ge)音(yin)頻(pin)通(tong)道(dao)連(lian)接(jie)到(dao)控(kong)製(zhi)數(shu)據(ju)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)。如(ru)果(guo)總(zong)線(xian)上(shang)連(lian)接(jie)的(de)設(she)備(bei)既(ji)有(you)簡(jian)單(dan)節(jie)點(dian)
，也(ye)有(you)複(fu)雜(za)節(jie)點(dian)，那(na)麼(me)總(zong)線(xian)允(yun)許(xu)即(ji)使(shi)在(zai)不(bu)太(tai)複(fu)雜(za)的(de)節(jie)點(dian)上(shang)也(ye)能(neng)采(cai)用(yong)低(di)成(cheng)本(ben)硬(ying)件(jian)實(shi)現(xian)。即(ji)使(shi)在(zai)非(fei)音(yin)頻(pin)應(ying)用(yong)中(zhong)，例(li)如(ru)準(zhun)確(que)同(tong)步(bu)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)，A2B也能顯著簡化應用。

(來源：ADI，作者：Roland Prager，現場應用工程師）

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