AES/EBU

Opracowany w 1985 roku przez Audio Engineering Society (AES) standard połączenia cyfrowego dla sygnału audio, zatwierdzony też przez organizacje IEC (International Electrotechnical Commission), EBU (European Broadcasting Union), EIAJ.

Sygnał w tym standardzie jest przesyłany jednym kablem symetrycznym (zrównoważonym) zaopatrzonym we wtyk XLR 3-stykowy. Transmisja odbywa się szeregowo, sygnał zawiera informacje lewego i prawego kanału, zakodowane z rozdzielczością do 24 bitów.

Jedną z istotnych cech transmisji AES/EBU jest kolejności przesyłania danych, na początku bit najmniej znaczący (LSB). Szeregowo działające konwertery A/C i C/A wpierw przetwarzają bit najbardziej znaczący (MSB). Dlatego w odbiornikach kodu AES/EBU wbudowany jest rejestr przesuwający (odwracający kolejność danych). Każdą próbkę audio poprzedzają dane synchronizujące i identyfikujące kanał L/R - preambuła. Po próbce audio następują zaś cztery bity nazywane: Validity, User, Chanel Status, Parity.
- Bit Validity mówi, czy przesyłane dane są audio, czy nadają się do konwersji czy też zostały poddane interpolacji z uwagi na niemożność odtworzenia poprawnych danych.
- Bit User (użytkownika), może być wykorzystany dowolnie w systemie.
- Bit parzystości odpowiada za detekcję błędów transmisji. Pozwala ustalić, czy w systemie pojawiła się nieparzysta ilość błędów. Jeżeli ilość błędów jest parzysta bit Parity tego nie sygnalizuje. Nie pozwala on zatem wykryć wszystkich błędów w transmisji.

Wymienionych 28 bitów (24 danych i 4: V, U, S, P) poprzedzonych jest wspomnianą już preambułą (cztery bity nr.: 0...3 - przyjmuje ona trzy postacie). Preambuła odpowiada za identyfikację kanału (identyfikacje subramki, bloku), synchronizację. W sumie jednej próbce audio odpowiadają 32 bity (w jednym kanale). Sygnał szeregowy jest następnie kodowany bi-fazowo (istnieje kilka form kodowania bi-fazowego). Kodowanie bi-fazowe powoduje, iż w każdej komórce mamy przejście ze stanu wysokiego w niski i odwrotnie. Komórka jest tu rozumiana jako jeden bit na osi czasu. Jeśli dana cyfrowa jest 1, to w centrum komórki następuje zmiana stanu. Jeśli dana jest 0 to nie ma przejścia stanu w centrum komórki.

Zaletą tej techniki jest to, iż zawsze jest przejście stanu w granicach trwania jednej komórki. Pozwala to układowi odtwarzania zegara w odbiorniku śledzić te przejścia i tym samym ustalać początek każdej komórki. Informacja jest niesiona poprzez przejścia stanów, nie jest ważny ich kierunek - polaryzacja sygnału cyfrowego. Kodowaniu bi-fazowemu są poddane tylko bity 4 ... 31 w subramce, bez preambuły.

Najważniejsza jest rola bitu statusowego (chanel status). Bity statusowe kolejno ze 192 subramek tworzą blok. Po przejściu 192 subramek blok jest odświeżany, może on być na nowo zreformatowany. Początek cyklu 192 próbek jest sygnalizowany przez słowo synchronizujące. Blok 192 bitów statusowych jest podzielony na 24 bajty. Każdy bajt ma przypisaną funkcję. Ze 192 bitów statusowych, 8 początkowych niesie najważniejsze informacje: czy dane są profesjonalne, czy domowe. Jeśli dane są domowym audio, wówczas bity statusu sygnalizują też pre-emfazę i zabezpieczenie przed kopiowaniem cyfrowym.

Standard AES/EBU został tak zaprojektowany, aby sygnał cyfrowy mógł być przesyłany zwykłymi kablami mikrofonowymi, używanymi powszechnie w studiach. Okazuje się, że zwykłe okablowanie studyjne nie przenosi tak wysokiej częstotliwości jak nośna sygnału. Dla częstotliwości próbkowania 48 kHz częstotliwość sygnału wynosi 3.072 MHz, dla 32 kHz - 2.048 MHz. Zatem połączenie AES/EBU powinno być traktowane elektrycznie tak jakby przenosiło ono sygnał video.

Podstawowym parametrem elektrycznym połączeń koncentrycznych wysokiej częstotliwości jest impedancja charakterystyczna. W przypadku standardu AES/EBU wynosi ona 110 omów - tolerancja według norm AES: +/- 20%. Wykroczenie wartości impedancji poza ten próg powoduje odbicia sygnału i wzrost zakłóceń. Sytuację tę można porównać do obrazu telewizyjnego, gdy w sygnale antenowym pojawiają się odbicia związane z niedopasowaniem impedancji charakterystycznych. Poziom napięcia sygnału AES/EBU w urządzeniach profesjonalnych może sięgać 2 do 7V. Czułość odbiornika sygnału cyfrowego wynosi 200 mV.

Na koniec uwaga dodatkowa. W sprzęcie domowym znajdujemy niekiedy gniazdo XLR oznaczone jako AES/EBU, choć nie spełnia ono w pełni wymogów standardu. Jest tam podany sygnał w formacie danych cyfrowych SPDIF, a tylko jego parametry elektryczne są zmienione. Sygnał ma wyższą amplitudę i jest zrównoważony.