【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、樂le器qi或huo其qi他ta聲sheng源yuan的de響xiang度du。舉ju例li而er言yan，這zhe種zhong係xi統tong可ke以yi取qu代dai傳chuan統tong的de警jing報bao係xi統tong。在zai緊jin急ji情qing況kuang下xia，清qing晰xi的de語yu音yin指zhi示shi比bi傳chuan統tong的de警jing報bao器qi更geng能neng有you效xiao地di引yin導dao人ren們men做zuo出chu正zheng確que的de反fan應ying，幫bang助zhu人ren們men更geng好hao地di理li解jie情qing況kuang
，並bing有you可ke能neng避bi免mian災zai難nan的de發fa生sheng。

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，100V線(xian)路(lu)也(ye)被(bei)使(shi)用(yong)
，並(bing)具(ju)有(you)通(tong)過(guo)電(dian)纜(lan)傳(chuan)輸(shu)電(dian)力(li)的(de)優(you)勢(shi)
，但(dan)它(ta)們(men)在(zai)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)上(shang)隻(zhi)能(neng)傳(chuan)輸(shu)一(yi)個(ge)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)，無(wu)法(fa)添(tian)加(jia)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)，並(bing)且(qie)所(suo)需(xu)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)非(fei)常(chang)笨(ben)重(zhong)。

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)。

A2B總zong線xian的de超chao低di延yan遲chi和he完wan全quan同tong步bu行xing為wei對dui櫃gui台tai對dui講jiang係xi統tong也ye有you益yi。多duo個ge麥mai克ke風feng可ke以yi位wei於yu不bu同tong位wei置zhi，使shi用yong波bo束shu成cheng形xing技ji術shu清qing晰xi地di分fen離li櫃gui台tai前qian講jiang話hua者zhe的de聲sheng音yin通tong道dao。所suo有you來lai自zi鄰lin近jin人ren員yuan的de背bei景jing噪zao音yin都dou將jiang被bei抑yi製zhi。任ren何he隔ge音yin屏ping障zhang（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。

shiyongboshuchengxingdelingyigedianxinglizishihuiyixitong，yunxuzaihuiyishizhongfangzhixuduomaikefeng。yuyinzhuanwenbenxitongxuyaonenggoujiangbutongshuohuazhedeyinpinxinhaoqingxifenli。youyuyanchidi，suoyoumaikefengtongdaokeyitongshichuanshudaozhujikongzhiqihuoshuzixinhaochuliqi(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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