nRF24Z1[1]是Nordic公司推出的单片式CD音质无线数字音频芯片，采用了最新的MegaZtream平台，能以高达48 kHz，24位即1.54 Mbps的速率实现音频数据无损传输和高达4 Mbps的2.4 GHz无线射频收发内核，嵌入了一个服务质量（QoS）极佳子系统，为高品质音频传输提供了足够的带宽；I2S 接口提供了与各种低成本A/D转换器和D/A转换器的无缝连接接口，S/PDIF 接口提供了与计算机和环绕设备的直接接口；SPI或I2C接口以双向传输实现音量调节、动态平衡、多态显示等；多种低功耗模式，极大地延长了电池寿命；工作电压为2.0~3.6 V，片内集成了电压管理器，能够最大限度地抑制噪声；36脚6 m电感器类型m×6 mm QFN封装，需要非常少的外围元件。使用2.4 GHz小型杆状天线，空旷地传输距离在30 m以上，可应用于无线话筒、无线耳机、无线音箱等系统中。

1 nRF24Z1芯片功能结构

1.1 ATX（音频发射）

　　nRF24Z1塑封电感在射频连接的音源一方使用时，MODE引脚接高电平，使nRF24Z1成为一个ATX，其片内功能结构如图1所示。音频数据输入 由I2S接口或S/PDIF接口承担。I2S接口由CLK、DATA和WS三个引脚组成外接A/D转换器，采样支持32、44.1、48 ksps，16或24位格式的音频数据，MCLK引脚提供基础采样频率的256倍作为A/D的系统时钟频率；S/PDIF接口只有SPDIO一个引脚，采 样支持32、44.1、48 ksps，16位、20位或24位格式的音频数据。

　　作为ATX时，一般外接MCU控制nRF24Z1，ATX与ARX的配置和控制数据可以通过I2C从接口或SPI从接口提供，并可从ARX读回 状态信息。SSEL引脚为低时，选用SPI从接口（SCSN功率电感器、SSCK、SMISO和SMOSI）；SSEL引脚为高时，选用I2C从接口（SSCL、 SSDA）。如果不外接MCU，也可使用SPI主接口（MCSN、MMISO、MMOSI和MSCK）或I2C主接口（MSDA、MSCL）外挂 EEPROM或Flash存储器，nRF24Z1在上电或复位时，可从存储器读取默认的配置数据。

图1 nRF24Z1作为ATX时片内功能结构框图

　　ATX有通用输入引脚DD0、DD1、DD2（当SSEL=1时）。此时，ARX的DO2、DO1和DO0三个引脚的信号为DD2、DD1和 DD0引脚的镜像，使ARX在没有MCU时也能实现一些控制（如音量开关等）。当nRF24Z1检测到没有音频输入或射频连接断开时，其可以通过IRQ引 脚给MCU提供中断信号。

1.2 ARX（音差模电感频接收）

　　nRF24Z1在射频连接的音宿一方使用时，MODE引脚接低电平，使nRF24Z1成为一个ARX，其片内功能结构如图2所示。此时，I2S 接口或S/PDIF接口用作音频数据或其他实时数据的输出接口。I2S接口外接D/A转换器，采样支持32、44.1、48 ksps，16位格式的音频数据，MCLK引脚提供基础采样频率的256倍作为D/A的系统时钟频率；S/PDIF接口采样支持32、44.1、48和 96 ksps，16位或24位格式的音频数据。

图2 nRF24Z1作为ARX时片内功能结构框图

　　射频连接建立后，通过ATX控制ARX的SPI主接口或I2C主接口，从而对ARX的D/A转换器和音频放大器实现射频遥控。而且ARX还监视 输入DI[3∶0]引脚，如有变化，就把引脚的变化送回ATX，或者使ARX从睡眠状态中回到工作状态。ARX的DO[2∶0]受ATX的D电感器生产I[2∶0] 控制，可驱动LED指示灯或者其他标准的CMOS器件；而DO3可编程为8位分辨率的PWM输出。

　　作为ARX时，一般使用SPI主接口或I2C主接口外挂EEPROM或Flash存储器，nRF24Z1在上电或复位时，从存储器读取默认的配 置数据。如果没有外挂存储器，芯片将使用其自身的默认值。当然，ARX也可外接MCU，由SSEL引脚的电平决定接收端工作于SPI从接口还是I2C从接 口。

2 nRF24Z1音频数据传输射频协议

　　nRF24Z1芯片的射频工作方式是采用GFSK（高斯频率偏移键控），而且为保证通信低误码率,芯片还采用了QoS（服务质量）策略。该策略包括双向通信机制和应答策略(时分双工)、数据完整性策略和CRC检错、射频搜索连接和掉线搜索重连接策略、自适应跳频策略。

（1） 双向通信机制和应答策略

双向通信机制和应答策略如图3所示。ATX到ARX的通信为实时和重发的音频信道,而ARX与ATX的双向通信则是控制信道。控制信道的信息包括确认信息、寄存器信息以及引脚状态信息等。扁平线圈电感制造厂

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