DE3789019T2

DE3789019T2 - Digitales übertragungssystem.

Info

Publication number: DE3789019T2
Application number: DE3789019T
Authority: DE
Inventors: Minoru Sony Corporatio Inayama; Takashi Sony Corporation Kanai
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2007-11-28
Also published as: EP0293489A1; KR950012975B1; WO1988004119A1; EP0293489B1; EP0293489A4; US5003559A; AU601008B2; DE3789019D1; JPS63136852A; KR880006851A; AU8321187A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf digitale Übertragungssysteme zur Übertragung von Daten unter Verwendung einer digitalen Audio-Schnittstelle (DAI).
Ein bekanntes Übertragungssystem mit einer digitalen Audio- Schnittstelle (DAI) ist in Fig. 1 gezeigt. Da die digitale Audio-Schnittstelle DAI L-Kanal- und R-Kanal-Daten über ein einziges digitales Kabel überträgt, verwendet sie ein Zeitmultiplexsystem, welches es erlaubt, daß die L-Kanal- und R- Kanal-Daten abwechselnd gesendet und empfangen werden, wie in Fig. 6A gezeigt ist. Wenn die Abtastfrequenz z. B. zu 44,1 kHz, wie in dem Fall einer Compactdisc gewählt wird, werden 44.100 Abtastproben der jeweiligen R-Kanal- und L-Kanal- Daten, d. h. 88.200 Abtastproben der Daten von beiden Kanälen pro Sekunde übertragen. Eine Kanaldatenperiode (Wort) beträgt 11,34 usec. Ein Wort wird von 32 Bits gebildet, welche, wie z. B. in Fig. 6B gezeigt ist, aufgeteilt sind. Insbesondere sind die ersten vier Bits dazu bestimmt, ein SYNC-Teil für die Synchronisation zu sein, in welches eine Präambel, auf die sich später bezogen wird, eingeführt wird. Der nachfolgende Teil für die Audiodaten besitzt eine Kapazität von 24 Bits. Jedoch werden bei manchen Anwendungsfällen Audiodaten aus 16 Bit gebildet, wie bei einer Compactdisc, so daß nur 16 Bit von dem Ende gegenwärtig benutzt werden. Die letzten vier Bits sind dazu bestimmt, den Daten als Steuerteil für die Information zugefügt zu werden, wie z. B. ein Hervorhebungs-(Emphasis) AN/AUS, ein Sub-Code und dergleichen.
Die so angeordneten Daten werden einer sogenannten Zweiphasenmarkierungsmodulation unterworfen, bei welcher die Daten "0" einem Übergang und die Daten "1" zwei Übergängen entsprechen, wie in Fig. 6C gezeigt ist. Jedoch bildet das SYNC-Teil eine Ausnahme und wird mit einem besonderem Muster, genannt die "Präambel", geschrieben. In der Präambel wird die entsprechende Beziehung zwischen dem Übergang und den Datenwerten ignoriert, so daß dieser Teil eine Periode mit einem hohen Pegel aufweist, welcher länger als irgend ein anderer Teil ist.
Fig. 1 zeigt einen Sender, wie z. B. einen CD-Player, und einen Empfänger 2, wie z. B. ein Digital-Anlog- (D/A) Umsetzungssystem. Der Sender 1 umfaßt einen Oszillator 3 zur Erzeugung eines Haupttaktes einer vorgegebenen Frequenz, eine Datenausleseschaltung 4 zum Auslesen der Daten von einem Aufzeichnungsmedium (nicht gezeigt) z. B. eine Compactdisc oder dergleichen, auf der Grundlage des Haupttaktes, und einen Codierer 5 zur Codierung der ausgelesenen Daten auf der Grundlage des Haupttaktes in Übereinstimmung mit einem digitales Audio-Schnittstellensignalformat.
Der Empfänger 2 umfaßt eine Detektionsschaltung 6 zum Feststellen eines Synchronisationssignals mit einer Frequenz, welche z. B. die doppelte Abtastfrequenz fs der Audiodaten von dem oben erwähnten digitalen Audio-Schnittstellensignalformat ist, eine PLL-Schaltung 7 zur Erzeugung eines Taktsignals mit einer Frequenz von z. B. 256 mal der Abtastfrequenz fs und phasenstarr mit dem detektierten Synchronisationssignal, einen Decoder 8 zum Decodieren des Eingangssignals auf der Grundlage des Taktsignals, und einen D/A-Umsetzer 9 zum Umsetzen des digital decodierten Signals in ein analoges Signal.
Der Codierer 5 des Senders 1 speist den Empfänger 2 mit einem digitalen Audio-Schnittstellensignalformat Rx, wie in Fig. 5A gezeigt ist. Der obere Teil von Fig. 5A zeigt im Detail die Wellenform des digitalen Audio-Schnittstellensignalformats Rx und der untere Teil der Fig. 5A zeigt symbolisch das gleiche digitale Audio-Schnittstellensignalformat Rx. Das digitale Audio-Schnittstellensignalformat Rx wird der Detektionsschaltung 6 zugeführt. In der Detektionsschaltung 6 wird ein Synchronisationssignal 2FSR mit einer Flanke (einer ansteigenden Flanke) pro SYNC-Teil, wie in Fig. 5B gezeigt ist, detektiert. Das Synchronisationssignal 2FSR besitzt die Frequenz, welche das Doppelte der Abtastfrequenz fs, wie oben beschrieben, ist.
Das Synchronisationssignal 2FSR von der Detektionsschaltung 2 wird einer Phasenkomperatorschaltung (nicht gezeigt) der PLL- Schaltung 7 zugeführt, in welcher es bezüglich der Phase mit einem Rückkopplungssignal 2FSV (Fig. 5F) von einem Frequenzteiler (nicht gezeigt) verglichen wird. Dann wird ein Phasenvergleichsfehlersignal in eine Gleichstromspannung mittels eines Schleifenfilters (nicht gezeigt) umgewandelt und die Oszillatorfrequenz eines Oszillators (nicht gezeigt) wird auf der Grundlage dieser Gleichstromspannung gesteuert, wobei ein Taktsignal zur Decodierung des digitalen Audio-Schnittstellensignalformats Rx an der Ausgangsseite der PLL-Schaltung 7 hergeleitet wird, d. h. an der Ausgangsseite des Oszillators.
Das so von der PLL-Schaltung 7 hergeleitete Taktsignal wird dem Decoder 8 zusammen mit dem digitalen Audio-Schnittstellensignalformat Rx zugeführt in welchem das digitale Audio- Schnittstellensignalformat Rx auf der Grundlage des Taktsignals decodiert wird. Folglich werden an der Ausgangsseite des Decoders 8 serielle 16-Bit-Digitaldaten DATA, Eintaktsignal Bk zur Verschiebung von diesen und ein Signal LRCK zur Identifizierung des L-Kanals und des R-Kanals, wie in Fig. 5C gezeigt ist, hergeleitet.
Diese Ausgangssignale werden einer Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung (nicht gezeigt) zugeführt, wodurch parallele Daten PDATA mit 16 Bit pro Kanal, wie in Fig. 5D gezeigt ist, an der ansteigenden Flanke des Taktes LRCK hergeleitet werden, d. h. an dem Endpunkt des R-Kanals an der Ausgangsseite der S/P-Umwandlungsschaltung. Die parallelen Daten PDATA werden dem D/A-Umwandler 9 zusammen mit dem Taktsignal von der PLL-Schaltung 7 zugeführt und folglich wird ein Ausgangsstrom IAUS, entsprechend den parallelen Daten PDATA, wie in Fig. 5E gezeigt ist, an dessen Ausgangsseite als ein analoges Signal entnommen.
Im Falle eines Systems jedoch, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Synchronisationssignal von dem Oszillator 3 des Senders 1 auf der Grundlage des Haupttaktes wie oben erwähnt, erzeugt, und die PLL-Schaltung 7 des Empfängers 2 erzeugt eine Vielfalt von Taktsignalen auf der Grundlage dieses Synchronisationssignal, um synchron mit dem Sender 1 zu arbeiten. Eines der Taktsignale wird dem D/A-Umsetzer 9 zugeführt, um als Zeitsteuerung für den D/A-Umsetzer verwendet zu werden, so daß, wenn kleine Veränderungen oder Jitter in dem Taktsignal auftreten, die Tonqualität negativ beeinflußt wird. Insbesondere ist es in dem System, welches die Takte des digitalen Audio-Schnittstellensignalformats Rx erzeugt, unvermeidlich, daß der Jitter in das Taktsignal von der PLL- Schaltung 7 von dem Empfänger 2 beim Vergleich mit dem Haupttakt von dem Oszillator 3 des Senders 1 eingemischt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein digitales Übertragungssystem mit einem Sender und einem Empfänger vorgesehen, in welchem der Sender umfaßt:
eine Datenausleseeinrichtung zum Auslesen von Daten von einem Aufzeichnungsmedium auf der Grundlage eines ersten Taktsignals und eine erste Codiereinrichtung zum Codieren der Daten von der Datenausleseeinrichtung in ein digitales Audio- Schnittstellensignalformat auf der Grundlage des ersten Taktsignals;
während der Empfänger umfaßt:
eine Taktabfrageeinrichtung zur Feststellung eines in dem digitalen Audio-Schnittstellensignalformat enthaltenen Synchronisationssignals und zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals einer vorgegebenen Frequenz, welche mit dem Synchronisationssignal phasenstarr ist, eine Decodierungseinrichtung zum Decodieren der Daten von dem digitalen Audio-Schnittstellensignalformat auf der Grundlage des zweiten Taktsignals und eine D/A-Umsetzungseinrichtung zur Digital-/Analog-Umsetzung der decodierten Daten;
dadurch gekennzeichnet, daß der Sender weiterhin umfaßt:
eine weitere Taktabfrageeinrichtung zur Feststellung eines in einem weiteren digitalen Audio-Schnittstellensignalformat von dem Empfänger enthaltenen Synchronisationssignal und zur Erzeugung des ersten Taktsignals einer vorgegebenen Frequenz, welches mit dem Synchronisationssignal phasenstarr ist; und
daß der Empfänger weiterhin umfaßt:
eine Oszillatoreinrichtung zur Erzeugung eines Haupttaktes und eine zweite Codierungseinrichtung zur Codierung des Haupttaktes, um das weitere digitale Audio-Schnittstellensignalformat herzuleiten, wobei die D/A-Umsetzungseinrichtung die decodierten Daten auf der Grundlage des Haupttaktes umsetzt.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen durchweg gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, beschrieben und in denen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, welches ein früher vorgeschlagenes Beispiel zeigt;
Fig. 2-4 Blockschaltbilder sind, welche jeweils erste, zweite und dritte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 5 Diagramme aufweist, welche zur Erklärung der Arbeitsweise verwendet werden; und
Fig. 6 Diagramme umfaßt, welche zur Erklärung des digitalen Audio-Schnittstellenformat verwendet werden.
In der ersten in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist ein Oszillator 3 in einem Empfänger 12 in einer Art vorgesehen, daß der Haupttakt von dem Oszillator 3 einem D/A-Umsetzer 9 als ein Taktsignal zugeführt wird. Daher wird das Taktsignal nicht von einer PLL-Schaltung 7 an den D/A-Umsetzer, wie in Fig. 1 gezeigt ist, zugeführt.
Der Haupttakt von dem Oszillator 3 wird einem Codierer 15 zugeführt, welcher als eine zweite Codierungseinrichtung verwendet wird, in der ein erstes digitales Audio-Schnittstellensignalformat gebildet wird. Das erste digitale Audio- Schnittstellensignalformat enthält keine Daten, sondern nur das Synchronisationssignal mit der doppelten Frequenz der Abtastfrequenz fs, welche in einem vorgegebenen Intervall eingefügt ist.
Ein Sender 11 ist mit einer Detektionsschaltung 13 und einer PLL-Schaltung 14, die eine erste Taktabfrageeinrichtung bilden, versehen, wodurch das Synchronisationssignal, welches in dem ersten digitalen Audio-Schnittstellensignalformat von dem Codierer 15 enthalten ist, durch die Detektionsschaltung 13 festgestellt wird. Dann wird ein Taktsignal mit einer vorgegebenen Frequenz und phasenstarr mit dem Synchronisationssignal durch die PLL-Schaltung 14 erzeugt und einer Datenausleseschaltung 4 und einem Decoder 5, welcher eine erste Codiereinrichtung bildet, zugeführt. Der Codierer 5 codiert die ausgelesenen Daten auf der Grundlage des Taktsignals von der PLL-Schaltung 14 in einem zweiten digitalen Audio-Schnittstellensignalformat.
Das zweite digitale Audio-Schnittstellensignalformat wird der Detektionsschaltung 6 zugeführt, in welcher das Synchronisationssignal in der gleichen Art festgestellt wird, wie oben beschrieben worden ist. Ein Taktsignal, welches phasenstarr mit diesem Synchronisierungssignal ist und von einer vorgegebenen Frequenz ist, wird durch die PLL-Schaltung 7 erzeugt und dem Decoder 8 zugeführt. Die Detektionsschaltung 6 und die PLL-Schaltung 7 bilden in diesem Fall die zweite Taktabfrageeinrichtung.
Bei dieser Ausführungsform wird der Haupttakt von dem Oszillator 3 direkt dem D/A-Umsetzer 9 zugeführt, so daß die Zeitsteuerung für die D/A-Umsetzung keinen Jitter enthalten kann, wodurch die Tonqualität verbessert wird. Zusätzlich werden sie, obwohl das einem Decoder 8 zugeführte Sperrsignal über die zwei digitalen Audio-Schnittstellen übertragen wird, mit dem Oszillator 3 synchronisiert, so daß das ganze System im wesentlichen als ein synchronisiertes System arbeitet.
Fig. 3 zeigt die zweite Ausführungsform, in welchem eine Abtast-Halte-Schaltung 16 an der hinteren Stufe des D/A- Umsetzers 9 vorgesehen ist. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie jener von Fig. 2. Die Abtast-Halte-Schaltung 16 wird mit einem Takt gespeist, welcher im wesentlichen die gleiche Frequenz wie die Abtastfrequenz fs aufweist, welche durch die Zeitsteuerung des Haupttakts erzeugt wird.
Die zweite Ausführungsform kann ebenfalls im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform erzielen und kann darüber hinaus Geräusche, welche bei der D/A- Umsetzung entstehen, entfernen.
Fig. 4 zeigt die dritte Ausführungsform, bei welcher ein digitales Oversampling-Filter 17 vor dem D/A-Umsetzer vorgesehen ist. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie jener von Fig.
2. Das digitale Filter 17 wird mit einem Haupttakt mit einer Frequenz von z. B. 384 mal oder 256 mal der Abtastfrequenz fs gespeist. Der D/A-Umsetzer 9 wird mit einem Takt von dem Digitalfilter 17 oder ausschließlich von dem Oszillator 3 gespeist.
Diese dritte Ausführungsform kann ferner im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform erzielen und kann darüber hinaus ein harmonisches Rauschen, welches durch die D/A-Umsetzung verursacht wird, in einen hohen Bandbereich verschieben, um dadurch zu ermöglichen, die Ordnung eines anlogen Filters, nicht gezeigt, zu reduzieren, welches nach dem D/A-Umsetzer 9 angeordnet ist, um folglich den Aufbau des analogen Filters zu vereinfachen, Verbesserungen in der Tonqualität zu erzielen und die Gruppenverzögerungscharakteristiken zu erhöhen.

Claims

1. Digitales Übertragungssystem mit einem Sender (11) und einem Empfänger (12), in welchem der Sender (11) umfaßt:

eine Datenausleseeinrichtung (4) zum Auslesen von Daten von einem Aufzeichnungsmedium auf der Grundlage eines ersten Taktsignals und eine erste Codiereinrichtung (5) zum Codieren der Daten von der Datenausleseeinrichtung (4) in ein digitales Audio-Schnittstellensignalformat auf der Grundlage des ersten Taktsignals;

während der Empfänger (12) umfaßt:

eine Taktabfrageeinrichtung (6, 7) zur Feststellung eines in dem digitalen Audio-Schnittstellensignalformat enthaltenen Synchronisationssignals und zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals einer vorgegebenen Frequenz, welche mit dem Synchronisationssignal phasenstarr ist, eine Decodierungseinrichtung (8) zum Decodieren der Daten von dem digitalen Audio-Schnittstellensignalformat auf der Grundlage des zweiten Taktsignals und eine D/A-Umsetzungseinrichtung (9) zur Digital/Analog-Umsetzung der decodierten Daten;

dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (11) weiterhin umfaßt:

eine weitere Taktabfrageeinrichtung (13, 14) zur Feststellung eines in einem weiteren digitalen Audio-Schnittstellensignalformat von dem Empfänger (12) enthaltenen Synchronisationssignal und zur Erzeugung des ersten Taktsignals einer vorgegebenen Frequenz, welches mit dem Synchronisationssignal phasenstarr ist; und

daß der Empfänger (12) weiterhin umfaßt:

eine Oszillatoreinrichtung (3) zur Erzeugung eines Haupttaktes und eine zweite Codierungseinrichtung (15) zur Codierung des Haupttaktes, um das weitere digitale Audio- Schnittstellen- signalformat herzuleiten, wobei die D/A- Umsetzungseinrichtung (9) die decodierten Daten auf der Grundlage des Haupttaktes umsetzt.

2. System nach Anspruch 1, bei dem eine Abtast-Halte- Schaltung (16) mit der Ausgangsseite der D/A-Umsetzungseinrichtung (9) verbunden ist und eine Abtast-Halte-Tätigkeit auf der Grundlage des Haupttaktes bewirkt.

3. System nach Anspruch 1, bei dem ein digitales Filter (17) mit der Eingangsseite der D/A-Umsetzungseinrichtung verbunden ist und eine Filtertätigkeit durch den Haupttakt bewirkt.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das zuerst erwähnte digitale Audio-Schnittstellensignalformat ein Synchronisationssignal, digitale Audiodaten und Steuerdaten als ein Datenrahmen überträgt.

5. System nach Anspruch 4, bei dem das digitale Audiosignal als zweiphasiges Zeichen moduliert ist.