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关于数字平衡(卡农)接口和同轴转换的问题以及SONY PCM-7040部分版本兼容性问题通告

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本帖最后由 全中文说明书 于 2020-2-10 19:51 编辑





首先,对SONY PCM-7040部分版本兼容性问题通告

    近期关于有一种版本的7040机器解码的兼容性问题,和上海美之音的朋友,以及X旺上的朋友进行了充分交流,并且制作了电平适配放大器等工具做了技术上的因素的排除,基本排除了电平幅度不匹配的可能性,现在确定并且得出结论:

    SONY PCM-7040的目前发现两个版本,其中解码芯片采用PCM69的也可以说针对某特定广播公司订制的产品,不能用来解码一部分型号的CD机同轴输出信号(同轴线转换卡农线),表现为电平表不动,D-I灯闪烁,无法监听来自卡农端口的数字信号,而对于另外一部分型号的CD机同轴输出,则是可以正常解码使用,因此呈现出数字解码“挑CD机”的现象。再小部分的CD机,播放不同的CD碟的时候,亦出现部分的CD碟可以解码,部分的CD碟不能解码的现象。
PCM69版本的PCM-7040目前已知能解码的同轴的CD机器有esoteric x-10w同轴版,飞利浦CD880,然后有众多其它同轴机器不能解码。
XLR卡农口输出的话目前只试验了STUDER A727,A730,可以正常解码,而SONY PCM-7040采用AD1865解码芯片的版本,则可以正常解码任何型号的CD机同轴输出信号,未见异常。

    根据技术层面分析,出现此问题和PCM69以及AD1865解码芯片本身无关,而是和订制版本的PCM-7040机器中DSP芯片内部处理中,固件上对AES/EBU接口标准,采用IEC60958标准规范的字节定义存在用户位上的自定义。有可能是订制该产品的广播公司将通讯协议中特定的用户位用作公司内部与其它广播器材的协同功能代码,因此不再顾及和民用SPDIF输出通讯协议的兼容性造成的。


    第二 数字卡农AES/EBU接口就一定能和SPDIF同轴兼容吗?一根卡农/同轴转换线就一定能响吗?

    从硬件接口电平的层面来看两者的问题,已经在这篇文章中详细阐述,https://www.jdbbs.com/thread-8342668-1-1.html   ,因此不再复述。

    最重要的是从软件通讯协议上来看,问题就很明了了,AES/EBU和SPDIF所使用的通讯协议,皆是来自早期的IEC60958和后期新建立的IEC61937标准。有文献是这么描述的“S/PDIF,全名为Sony/Philips Digital Interconnect Format,是Sony和Philips这两大巨头在80年代为一般家用器材所定制出来的一种数字讯号传输接口,基本上是以AES/EBU(也称为AES3)专业用数字接口为参考然后做了一些小变动而成的家用版本”

AES EBU和SPDIF比较表.JPG

    这两种标准,制定了一种利用单组通讯通道,同时传递时钟信号和数据信号的硬件标准,也就是BMC编码,见下图图解可以看出,这种编码不存在正负极性问题,信号线颠倒过来连接也一样识别和传输数据。
1 BMC.JPG

    IEC60958规定的数据帧结构,由192个Frame构成的Block,而每个Frame储存了两个channel的一组采样信号(Sample),分为Channel A与Channel B两个声道。而每组Sample由Sub Frame构成,也就是一个Frame里有两个Sub Frame。Sub Frame的数据长度为32 Bits,里头内含了头码(Preamble)、辅助数据(Aux. Data)、音频数据(Audio Data)、以及四个位的信息与检查码。也就是说,一个Sub Frame为32 Bits,也就4 Bytes,而一个Frame为8 Bytes,而一个Block为192 x 8 = 1536 Bytes,而每个Block总共可以传递192个双声道Sample。


    来看看每个子帧的情况,Sub Frame(子帧)各个bit组成如下:
0-3 bits 头码(Preamble) 用来表示一个Sub Frame的开头,Preamble头码以连续3个周期的高电平或者是低电平来表示同步头的起始位置。

4-7bits 辅助数据(Aux. Data) 原始此区块的设计是用来传递一些使用者自行添加的信息,不过目前比较常见的用途是当音讯数据超过20Bit取样时,这四个Bit用来储存多出的取样Bit,比如说当要传送24Bit取样的数据时,用来存放末四个Bit的音讯数据。

8-27bits 音频数据(Audio Data) 存放实际的取样数据,长度为20 Bit,以LSB优先的方式传送,当取样低于20 Bit时,没有用到的LSB Bits要设定为零,举例来说,当我们要传送16 Bit的数据时,只会用到12-27 Bit的位置(LSB在12 Bit),而8-11 Bit为零。

28 bit 有效位(Validity Bit) 此位设定了这一个Sub Frame内的数据是不是正确。

29 bit 使用者位(User Bit) 此位为使用者自行定义的位,每组Sample传送一位,直到192组Sample传完后组成成192位的信息,两声道各自有一组192位的使用者信息。

30bit 信道状态位(Channel Status Bit) 此位与使用者位一样,每组Sample传送一位,最后组成两声道各自一组192位的信道状态信息(Channel Status)。这个192位信道状态信息分为专业(Professional)与一般家用(Consumer)两种不同的结构,以第一个位决定,设为1的时后为Professional(专业)模式,设为0的时后为Consumer(家用)模式。

31bit 同位检查位(Parity Bit) 同位检查是用来判别是否有奇数个位是发生错误。


    好了,说到这里,最关键的就是每个子帧Sub Frame中的第29位和30位组成的信息,尤其是30位的信道状态位,这个就是造成你连接半天的音响,它就是“不响”的“罪魁祸首”。

    看下面两个图
2 家用信道状态结构图.JPG


3 专业信道状态结构图.JPG



    每个子帧累积一个bit的数据,一共累积192次就形成了一个192个位的信息组(24个Byte)。可以看出家用和专业用途被明确分割成两套截然不同的标准,其实在专业级别的应用当中,不同厂家的广播专业级别的CD,MD,DAT,数字录像机,DVD-RAM等设备,除开主要的框架性质的兼容遵循之外,信道状态位的定义几乎是五花八门,各自为政的局面。例图当中的专业用途图表也仅是浩瀚如海的各大专业设备厂家当中其中采用的一个例子罢了。

    家用数字音频设备的对接收来的数据处理兼容统一性非常高,几乎各大民用音响厂家都严格遵循民用的兼容性,可以看到第1字节第3字是版权保护信息,而这个位置在某厂家定义的专业的信道状态位中是预加重信息的位置。

    根据相关文献记载,广播级别的专业设备当中,有部分情况是不再处理民用数字音频信号或者将原本民用定义的位标示用做其它定义。如果DSP当中的固件程序,不再兼容民用和家用的识别位,或者将这个位重新定义成远程遥控代码,可以执行其它扩展功能等,从而和该广播公司其它特别订制的设备间直接做一些远程数据通讯用途,比方说原本是民用的版权保护位SCMS位(信道状态位(Channel Status Bit)第一字节第3位),被定义成其它的意义,那么就会出现以上的现象,部分CD机播放部分的特定的版权位的CD碟有声音,而另一些碟子的版权位状态的就无法进入解码状态。
    上面说了家用数字音频设备的对接收来的数据处理兼容统一性非常高,但是各家对自己机器发送出的数据中兼容区域以外的部分不常用的位还是有一些自定义的,如果正好碰上一台根本就没打算兼容民用设备的广播器材,比方说PCM69版本的PCM-7040,那么就只能数字通讯鸡跟鸭讲,啥也听不懂数字代码,无法按照满足条件而启动和进入解码。

    对于部分可以让例子当中的7040解码的还有个esoteric x-10w,飞利浦CD880,对于esoteric x-10w,从后壳当中可以看出貌似预留有卡农数字输出接口的丝印,虽然这台是同轴输出,但是可能发生的事情是输出的数据其实应该是和专业代码相关,或者某些信道状态位(Channel Status Bit)正好和问题版本的7040相呼应。飞利浦CD880的情况也可以这么同样理解。

    IEC61937标准应用于后期更为先进的多声道多媒体超高速数字传输协议,后现代的广播设备,HTPC机电脑声卡,数码神砖等都遵循的新一代的标准,增加了多种后现代的数据类型,比方说杜比AC-3,MPEG-1,MPEG-2,DTS type I,DTS type II,DTS type III,DTS type IV,ATRAC 2/3,ATRAC-X,WMA等。
如果采用这些新标准的数码设备作为数字源,连接当年只兼容IEC60958的老专业顶级设备播放传统的PCM格式,也会碰到以上提到的问题,不一定响,也不一定不响。
而用只兼容IEC60958的老设备作为数字源,来连接到后现代的遵循IEC61937标准的新解码设备上,多半是可以响,因为要做向下兼容的考虑,当然也不绝对。

    民用的同轴输入端的解码器,连接遵循IEC60958和IEC61937的设备一般都可以响,因为民用的解码器设备中的固件,一般不访问信道状态位(Channel Status Bit)中究竟是专业还是民用的位,甚至不去访问FS位去查看究竟当前速率多少,(民用解码器通常都是手动面板开关设定FS),所以民用解码器通常只读取音频数据区域的数据即可,而不管信道状态位究竟都说了些啥。

    最后--电平兼容的问题,SPDIF同轴信号幅度是0.5V,AES/EBU接口冷热端满幅度5V,确实碰到从同轴转换到卡农,某些卡农输入设备的输入电平幅度不够造成不解码的,外接放大倍速10倍率的放大器即可解决这种事情确实发生过。

    以上就是为了解决多年来,不少朋友遇到的一些卡农和同轴设备相互转换碰到的问题的硬性的因素,希望可以帮助解惑。



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 楼主| 发表于 2020-1-11 13:28 | 显示全部楼层
SONY PCM-7040 DAT磁带卡座屁股接口,

7040接口.jpg


市面上的同轴,卡农“互转线”,其实如果是从同轴0.5V峰值的脉冲信号,转换给人家5V输入的卡农标准输入端口,有那么一小部分是要出问题滴!,颠倒过来,5V标准的卡农,输出给0.5V输入的同轴,倒是电平上不用担心什么。
卡农同轴转换.JPG

卡农同轴转换2.JPG

其实不仅涉及SONY的DAT磁带卡座 PCM-7040,在之外的TASCAM DA-50机器也拥有不同版本,在数字录音过程会存在不同情况不同条件下拒绝录音16BIT 44.1K的输入格式信号,甚至和ROM的芯片版本有关,拔插替换过ROM芯片,这台机器就没问题了。



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哈哈,夸奖!一般,能帮上大家就行
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发表于 2020-1-12 08:23 来自家电论坛网手机触屏版 | 显示全部楼层
全中文说明书 发表于 2020-1-12 08:02
哈哈,夸奖!一般,能帮上大家就行

有机会向你请教DAT 机器的问题,还请不吝赐教!
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发表于 2020-1-14 20:28 | 显示全部楼层
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dxkqwt 发表于 2020-1-14 20:28
真是大师啊,厉害!

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全中文说明书 发表于 2020-1-15 09:38
夸奖!

请教:那69AP的7040如果解码带xlr数字输出接口的cd信号,是否还有问题?
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发表于 2020-2-9 22:42 来自家电论坛网手机触屏版 | 显示全部楼层
全中文说明书 发表于 2020-1-15 09:38
夸奖!

请教:那pcm69的7040如果解码带xlr数字输出接口的cd信号,是否还有问题?
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 楼主| 发表于 2020-2-10 18:54 | 显示全部楼层
jianpeng_zhao 发表于 2020-2-9 22:42
请教:那pcm69的7040如果解码带xlr数字输出接口的cd信号,是否还有问题?

STUDER A727,A730就是XLR卡农的,目前实际测试的就是这几个型号的CD的卡农输出,没问题,其它型号专业CD的XLR接口的还需要实践来证实是否正常。

esoteric x-10w同轴版,飞利浦CD880只有同轴输出,这两款也可以解码,其它碰到好多不行。
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发表于 2020-2-10 22:22 来自家电论坛网手机触屏版 | 显示全部楼层
jianpeng_zhao 发表于 2020-2-9 22:42
请教:那pcm69的7040如果解码带xlr数字输出接口的cd信号,是否还有问题?

谢谢啦!我原来准备搞一个带卡农数字输出的cd机,按您的说法,我还要试一试才行。本来我想着只要有卡农口的就行呢。
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发表于 2023-1-16 11:12 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享,非常好的实战经验。
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发表于 2024-3-30 12:57 | 显示全部楼层
楼主你好,请问楼主,我用硬盘机AES输出给同轴的MD机录音,这样有问题没?
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