在汽车应用中使用MAX9205/MAX9206 LVDS SerDes传输I2S音频流
本应用笔记描述了如何传输i2s音频数据通过单根屏蔽双绞线（stp）在两个音频元件之间传输，使用max9205 10位lvds串行器和max9206 10位lvds解串器。
介绍
低压差分信号（车载数字视频路由最有效的接口）也可用作传输数字音频数据流的低成本解决方案。1本应用笔记详细介绍了如何使用max9205/max9206 10位lvds串行器/解串器（serdes）ic传输多达个i2s 音频数据流通过 stp 布线。
lvds串行器的优势
由于每次在模拟域和数字域之间转换音频信号时，音质都会降低，因此尽可能将音频数据保持为数字形式以提供最佳音质非常重要。most总线设计用于车载音频数据传输，但实施成本高昂，对于大多数应用来说都是矫枉过正的。对于消费类音频设备，s/pdif通常用于将压缩的音频数据从一个音频设备传输到另一个音频设备。然而，s/pdif没有足够的带宽以未压缩格式传输5.1或7.1数字音频，并且缺乏用于汽车应用的经过验证的可靠物理层。
使用lvds传输数字音频数据提供了一种强大、低成本、高带宽的接口解决方案，可以轻松添加到现有硬件中，而不会影响系统资源。i²s流形式的数字音频数据已经可用，可以传输到车辆中的不同位置，几乎没有软件开销。通过将音频数据保持为数字形式，可以从系统中省去多个adc、dac和电线，从而为其他功能释放成本和电路板空间。
lvds已经用于将视频数据从摄像头、dvd播放器和导航系统路由到车辆中的各种显示器。其低信号幅度和差分结构使lvds能够以低电磁辐射传输高带宽数据。
max9205/max9206方案
max9205设计用于从单个参考时钟发送10位并行数据。为了将i²s信号sclk、ws和sda0–3作为数据传输，我们需要一个与sclk同步且频率至少为sclk两倍的参考时钟。
离开线束中的模块的信号必须具有鲁棒性，以承受恶劣的汽车环境和故障条件。lvds总线需要交流耦合，以防止在发生高压短路情况时损坏。由于max9205不会自动对输出信号进行直流平衡，因此必须确保传输的数据实际上是直流平衡的。由于我们使用的十个可用输入中不超过六个，因此我们可以使用剩余的四个输入来对传输的数据进行直流平衡。sclk和ws信号是对称信号，因此我们只需要反转随机信号sda0–3并将它们馈送到未使用的输入中，以确保每个2通道i的和的数量相等。2已传输 s 数据包。
为了满足max9205的建立和保持时间，并防止max9206解串器输出端产生过多抖动，i2当 s 信号不改变状态时，应对其进行采样。将tclk_r/f连接至gnd，使max9205能够对参考时钟（tclk）下降沿的输入进行采样。这假设 tclk 的上升沿对应于 sclk 更改状态的时间。如果这与您的配置不同，请对 tclk_r/f 进行适当的调整，以确保满足输入的建立和保持时间。请参阅下面的图 1，了解 i 的正确采样2s 输入信号。
图1.i 的采样2s 输入信号。
图 2 说明了应用程序示意图。
图2.使用max9205/max9206传输i的原理图2的音频数据。
原理图的左侧（标有“串行器”）包含串行化和传输lvds音频数据流所需的电路。表1包含串行器电路的元件和信号描述列表。
指定 数量 描述
r1 1 100ω ±1% 表面贴装电阻器
r5， r7 2 10kω ±1% 表面贴装电阻器
r8 1 未填充。将 r7 移至此处以示例 i2s 信号位于 refclk 的上升沿。
c1， c2 2 0.1μf 25v ±5% 表面贴装陶瓷电容器
c5， c6 2 1nf 16v ±10% 表面贴装陶瓷电容器
c9， c10 2 0.1μf 25v ±10% 表面贴装陶瓷电容器
u1 1 max9205eai 10位lvds串行器
u3， u4 2 双逆变器—开机半nl27wz04dft2g
高莱克 — 我2s 串行时钟
ws — 我2s 字选择或左/右通道选择
sdin0–3 — 我2s 串行数据流
/sdin0–3 — 倒置 i2s 串行数据流输入。这种直流平衡lvds数据流，以允许输出的交流耦合。如果不需要交流耦合，则可以将这些信号连接到gnd或用于控制信号。
雷夫克莱克 — 参考时钟。此参考时钟必须至少是频率的两倍，并且与 sclk 同步。使用 48khz i2s采样率此时钟必须至少是sclk的四倍。输入 in0–9 将在 refclk 的下降沿进行采样，其中填充 r8，未填充 r7。
/恒压道有效 — 省电逻辑输入。下拉以将部件置于关断模式。
原理图的右侧（标有“解串器”）包含接收和解串lvds音频数据流所需的电路。表2包含解串器电路的元件和信号描述列表。
指定 数量 描述
r2 1 100ω ±1% 表面贴装电阻器
r3、r4、r6 2 10kω ±1% 表面贴装电阻器
r9 1 10kω ±1% 表面贴装电阻。当填充时，rout_在 refclk 的下降边缘被划出。
r10 1 未填充。将 r9 移至此处，以在 refclk 的上升边缘rout_频闪。
c3， c4 2 0.1μf 25v ±5% 表面贴装陶瓷电容器
c7， c8 2 1nf 16v ±10% 表面贴装陶瓷电容器
c11， c12 2 0.1μf 25v ±10% 表面贴装陶瓷电容器
u1 1 max9205eai 10位lvds串行器
u2 1 max9206eai 10位lvds解串器
u3， u4 2 双逆变器—开机半nl27wz04dft2g
高莱克 — 我2s 串行时钟
ws — 我2s 字选择或左/右通道选择
sdo0–3 — 我2s 串行数据流
/有效锁定 — 锁定指示器。当pll实现了串行输入的频率和相位锁定，并且帧位被识别时，/lock变为低电平。
雷夫克莱克 — 参考时钟。该时钟必须在max500参考时钟频率的±9205ppm范围内。
/恒压道有效 — 省电逻辑输入。下拉以将部件置于关断模式。
结论
lvds是车载数字视频路由最有效的接口，也是传输音频数据的有效接口。max9205/max9206 lvds串行器/解串器ic为传输多个ii提供简单、低成本的解决方案。2s 音频在车辆中的两点之间流。maxim的下一代lvds产品将继续改进并支持通过同一stp线发送控制和数据，从而消除了对额外控制接口的需求。
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lvds串行器的优势
由于每次在模拟域和数字域之间转换音频信号时，音质都会降低，因此尽可能将音频数据保持为数字形式以提供最佳音质非常重要。most总线设计用于车载音频数据传输，但实施成本高昂，对于大多数应用来说都是矫枉过正的。对于消费类音频设备，s/pdif通常用于将压缩的音频数据从一个音频设备传输到另一个音频设备。然而，s/pdif没有足够的带宽以未压缩格式传输5.1或7.1数字音频，并且缺乏用于汽车应用的经过验证的可靠物理层。
使用lvds传输数字音频数据提供了一种强大、低成本、高带宽的接口解决方案，可以轻松添加到现有硬件中，而不会影响系统资源。i²s流形式的数字音频数据已经可用，可以传输到车辆中的不同位置，几乎没有软件开销。通过将音频数据保持为数字形式，可以从系统中省去多个adc、dac和电线，从而为其他功能释放成本和电路板空间。
lvds已经用于将视频数据从摄像头、dvd播放器和导航系统路由到车辆中的各种显示器。其低信号幅度和差分结构使lvds能够以低电磁辐射传输高带宽数据。
max9205/max9206方案
max9205设计用于从单个参考时钟发送10位并行数据。为了将i²s信号sclk、ws和sda0–3作为数据传输，我们需要一个与sclk同步且频率至少为sclk两倍的参考时钟。
离开线束中的模块的信号必须具有鲁棒性，以承受恶劣的汽车环境和故障条件。lvds总线需要交流耦合，以防止在发生高压短路情况时损坏。由于max9205不会自动对输出信号进行直流平衡，因此必须确保传输的数据实际上是直流平衡的。由于我们使用的十个可用输入中不超过六个，因此我们可以使用剩余的四个输入来对传输的数据进行直流平衡。sclk和ws信号是对称信号，因此我们只需要反转随机信号sda0–3并将它们馈送到未使用的输入中，以确保每个2通道i的和的数量相等。2已传输 s 数据包。
为了满足max9205的建立和保持时间，并防止max9206解串器输出端产生过多抖动，i2当 s 信号不改变状态时，应对其进行采样。将tclk_r/f连接至gnd，使max9205能够对参考时钟（tclk）下降沿的输入进行采样。这假设 tclk 的上升沿对应于 sclk 更改状态的时间。如果这与您的配置不同，请对 tclk_r/f 进行适当的调整，以确保满足输入的建立和保持时间。请参阅下面的图 1，了解 i 的正确采样2s 输入信号。
图1.i 的采样2s 输入信号。
图 2 说明了应用程序示意图。
图2.使用max9205/max9206传输i的原理图2的音频数据。
原理图的左侧（标有“串行器”）包含串行化和传输lvds音频数据流所需的电路。表1包含串行器电路的元件和信号描述列表。
指定 数量 描述
r1 1 100ω ±1% 表面贴装电阻器
r5， r7 2 10kω ±1% 表面贴装电阻器
r8 1 未填充。将 r7 移至此处以示例 i2s 信号位于 refclk 的上升沿。
c1， c2 2 0.1μf 25v ±5% 表面贴装陶瓷电容器
c5， c6 2 1nf 16v ±10% 表面贴装陶瓷电容器
c9， c10 2 0.1μf 25v ±10% 表面贴装陶瓷电容器
u1 1 max9205eai 10位lvds串行器
u3， u4 2 双逆变器—开机半nl27wz04dft2g
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ws — 我2s 字选择或左/右通道选择
sdin0–3 — 我2s 串行数据流
/sdin0–3 — 倒置 i2s 串行数据流输入。这种直流平衡lvds数据流，以允许输出的交流耦合。如果不需要交流耦合，则可以将这些信号连接到gnd或用于控制信号。
雷夫克莱克 — 参考时钟。此参考时钟必须至少是频率的两倍，并且与 sclk 同步。使用 48khz i2s采样率此时钟必须至少是sclk的四倍。输入 in0–9 将在 refclk 的下降沿进行采样，其中填充 r8，未填充 r7。
/恒压道有效 — 省电逻辑输入。下拉以将部件置于关断模式。
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r2 1 100ω ±1% 表面贴装电阻器
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r9 1 10kω ±1% 表面贴装电阻。当填充时，rout_在 refclk 的下降边缘被划出。
r10 1 未填充。将 r9 移至此处，以在 refclk 的上升边缘rout_频闪。
c3， c4 2 0.1μf 25v ±5% 表面贴装陶瓷电容器
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ws — 我2s 字选择或左/右通道选择
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雷夫克莱克 — 参考时钟。该时钟必须在max500参考时钟频率的±9205ppm范围内。
/恒压道有效 — 省电逻辑输入。下拉以将部件置于关断模式。
结论
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