当前,随着生活和办公环境空间的增长,在大型会议室,汽车等场所实现音频布线越来越困难,成本也越来越高。
迫切需要高质量音频的无线传输。
CD质量的音频的传输速率达到1.5Mbps以上,因此对无线系统提出了更高的带宽和距离要求。
ISM 2.4GHz(工业医学2.4GHz-2.4835GHz)频段是全球开放的公共频段,具有带宽高,实现成本低的优点。
具有高带宽特性的ISM2.4GHz传输系统更适合于CD音质音频的传输。
其他2.4GHz系统(例如,监视牙齿和WLAN)具有诸如成本高或距离有限的缺点,因此该系统使用专用的ISM音频无线收发器芯片nRF24Z1。
NRF24Z1提供了标准的工业音频I2S接口和S / PDIF数字音频接口,从而大大降低了音频传输的成本。
此外,通信速率高达4Mbps,实际数据传输速率为1.536Mbps,从而确保了48kbps采样率和16bit音频的无损传输。
1芯片介绍nRF24Z1是由Norwegian Nordic公司推出的CD音质无线数字音频传输收发器芯片,工作在ISM 2.4GHz频段。
该芯片的最大输出功率为+ 0dBm,接收灵敏度为-83dBm。
该芯片集成了PLL,时钟控制和恢复模块,TDM QoS模块,GFSK模块,I2C接口,SPI接口,RF LNA和PA等,并集成了两个工业音频标准接口I2S和S / PDIF。
I2S接口可以直接连接到各种音频A / D,D / A,而S / PDIF可以直接连接到各种环绕声设备。
芯片的RF工作模式是GFSK,即高斯频偏键控,广泛用于点对点无线通信中,误码率低。
为了确保通信中的低误码率,该芯片还使用了QoS服务质量策略。
策略包括双向通信机制和响应策略(时分双工),数据完整性策略和CRC错误检测,自适应跳频,掉线搜索重新连接策略。
双向通信机制和响应策略如图1所示。
从ATX到ARX的通信是一个音频通道,从ARX到ATX的通信是一个控制通道。
控制信道的信息包括同时发送信息,寄存器信息和管脚状态信息。
QoS部分包括数据完整性策略和CRC错误检测,这完全由硬件实现。
音频通道发送的帧包括多个数据包。
每个数据包均包含一个RF地址,有效音频数据和几个CRC位。
当接收端接收到Packel的CRC校验之后,它将通过控制信道将信息发送回ATX。
如果CRC校验不正确,则发送方将在下一帧中重新发送不正确的一个或几个数据包。
自适应跳频是一种重要的抗干扰手段,本文第2.4节对此进行了详细讨论。
断开搜索和重新连接是确保连接可靠性的一种措施。
当连接断开时,发射器将根据射频模式自动搜索。
每个频道将搜索一段时间。
同样,接收器还将监视每个频道并在建立连接后锁定。
同时根据跳频模式按顺序跳此通道。
芯片的初始配置由EEPROM或MCU通过SPI,I2C接口完成。
芯片是处于发送模式还是处于接收模式由南端MODE引脚的电平决定。
NRF24Zl采用QFN36封装,所有引脚列表均可参考芯片文件,与操作芯片相关的引脚如表1所示。