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实用型简易高清转播车的实践与思考

2012-03-15张登尔

电视技术 2012年14期
关键词:转播车高清信号

张登尔

(慈溪市广播电视台,浙江 慈溪 315300)

慈溪市广播电视台简易型高清广播电视转播车,适应县市级广播电视直播与录制的实际需求,以完成各类中小型活动、小型体育赛事和一般性文艺类节目的直播和录制为基本点,以高质量、多功能、实用性为出发点,在系统整体设计时充分考虑到高清电视技术,以较高的图像质量、较完善的音频收录功能,既能满足现阶段标清电视节目的制作和直播质量要求,同时又能实时收录和制作高清电视节目,并在高标清节目混合输入的情况下同时直录播高、标清电视节目,充分体现出技术上的先进性、功能上的灵活性、系统上的可扩展性,是功能强大、设备简洁精良、价格适中,并具备广播直播功能的现阶段县市级广播电视台较为实用的转、录播系统。

1 系统设计的三项基本原则

1)作为一辆广播电视转播车不论系统简易还是复杂,在满足实际需求的同时,系统运行稳定可靠是最基本的原则。要求在整车设计时,对车体、系统、设备选型都必须考虑安全、稳定、可靠、实用;应急预案完善、到位,应急操作安全、快捷、有效;系统及环境各项指标必须符合国家相关规定。

2)在设计之初充分考虑功能实用之原则,系统在设计时充分考虑适应县市级各类常规活动的同时,通道数量配置合理,系统扩展符合实际,整体空间利用率高、结构布局实用合理、操作简单直观、信源调配安全、灵活,系统管理维护方便。

3)系统设计从技术性能上符合国际先进理念,保持先进性原则,能够最大限度地适应今后技术发展和当前电视节目需求。尽可能采用新技术、新工艺、稳定成熟的设备和加工(制造)工艺,关键部位采用国际一流的成熟设备。

2 系统设计引用标准

该系统引用的标准有:GY/T 155—2000《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值》[1],GY/T 157—2000《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》,GY/T 158—2000《演播室数字音频信号接口》,GY/T 156—2000《演播室数字音频参数》,AES3—1992《两通道数字音频串行平衡传输格式及输入输出接口》,AES11—2003《演播室数字音频设备同步》,GY/T 12503—1995《电视车通用技术条件》[2],GB 50054—95《低压配电设计规范》。符合国家相关行业与转播车有关的其他各类标准[3]。

3 系统构成

不论系统大小,其基本功能就是在任何时候均能满足移动演播室的基本要求及功能,除对车体的基本构成外,其他如音视频系统、通话系统、电力及空调系统等均与演播室基本相同,最终完成现场节目的转播和录制任务。

3.1 车体的构成和基本要求

考虑到实用型简易高清转播车的基本功能和要求相对比较简单,系统架构相对较为简洁,只为完成各类中小型活动、小型体育赛事和一般性文艺类节目的直播和录制,所以,在车体高等时以实际需求为依据,参照特种车制造行业相关标准等,在尽可能减少项目投入的情况下,选用了国产依维柯NJ6713TR6厢式客车作车体。该车全长7.13 m,宽2.00 m,高2.87 m,整车总质量为5 000 kg,改装后的车体布局如图1所示。

车辆经过改装后,加上驾驶员及副驾驶的重量约为4 900 kg,小于整车最大总质量5 000 kg。

根据实际需要,在车顶安装了空调外机和GPS、通话系统、调频发射等各种天线附件,并设置了天线调整高位作业平台、车外照明和低围栏等设备。为保证了车体改装后的整体结构强度,车内两边和上部利用骨架加强支撑;同时,与侧壁骨架和顶部骨架相连,以使车箱整体作用力于骨架和地板。由于车辆为前轴板簧悬架,后轴空气悬架,所以后排电缆架不做特别的减震处理;前排机柜加绕簧减震器,机柜与车体通过减震连接,减轻车体振动向机柜的传递,更好地保护车上的电子设备。

为做好车辆隔音、隔热效果,对骨架的空隙进行了填充40 mm厚硅酸铝棉等隔热隔音处理,并对骨架与厢体外板进行喷注发泡剂和喷涂减震胶,然后在骨架外面蒙一层环保内饰板,不但保证了车内有良好的隔热隔音环境,且尽可能地减少了车内甲醛、苯等有害物质。并根据内部结构和布局,在内装饰时充分考虑了车厢内色彩协调和工作舒适。在3组机柜前设置了1个具有4个工位的工作台面。工作台面采用高密度板材料制造,表面粘贴木皮,亚光漆喷涂,高贵典雅,美观大方。

在车内后工作区,由后部检修区和装载区组成。在检修区,工程技术人员可进行系统施工和设备检修等作业,并配备了检修照明;装载区主要安装车体的电缆盘、隔离变压器、电缆盘、充电机、蓄电池和在运输过程中存放少量设备。

在车顶上部并排装有2个驻车空调,是车顶的主要设备之一,以满足车内设备及人员工作之需。在工作区域用送风道将冷风均匀地送到每个工作部位,通过冲孔顶板使冷风均匀分散地吹到车内空间;设备机柜后部采用管式出风口的机柜对设备降温,管道从顶部一直通到机柜的中下部,从而把冷空气送到下部,不但减少结露的可能,还能使设置区有效降温。

在车辆尾部,为了保证倒车时的安全,配备了倒车后视系统;为方便工作,安装爬梯及出线小门,线缆可从小门出入至外接口板上;在后门上方安装有电动遮阳(雨)蓬,便于雨雪作业。

为了保证了工作状态下车辆的稳定,在车辆底部安装了2只可自动收放的12 V直流电动的车辆支撑稳定系统,同时作为车辆驻库房时的辅助支撑功能。

为了保证车辆系统有安全有效,采用了一体化配电控制系统,利用交、直流分开方式进行控制,配电系统由交流和直流两大部分构成,通过配电控制盘(配电盘)进行控制和监测。在配电盘上分别配有交、直流总电源开关、转换仪表指示器、交直流电压、电流、频率等显示装置,可清楚及时地观测各路供电状况。交流部分包括安全隔离变压器、UPS等;直流部分包括充电器、电瓶等。交流市电(380 V/220 V)首先进入安全隔离变压器后输出220 V进入配电盘,然后经配电盘供设备用电、空调用电、照明用电等。需要UPS的设备经UPS到配电盘的分项开关,非UPS设备直接经配电盘开关供设备和相关插座。

交流供电系统是车内设备的主要供电系统,整车配备了50 m的4×6平方电源电缆,用于380 V交流外电的接入。采取全密封、防震、防尘、防潮、防化学气体腐蚀、防油污、有良好散热性的隔离变压器、UPS电源等设备构成。采用380 V外电供电或220 V供电,使输入电压为380 V或220 V的交流电源,输出统一为220 V交流电源,该隔离变压器输入电压范围宽,抗干扰能力很强。设计配置了1台10 kV·A隔离变压器,比整车负载7 kW左右有30%的冗余。车内配置了1台满负载可延时10 min的5 kV·A纯在线UPS备份电源。

直流配电系统由充电器、独立电瓶、直流电压及电流表、直流配电断路器及原车电瓶等设备组成。独立电瓶能在无外接电源的情况下供给车厢应急照明、电缆盘、维修照明等;在有外接电源时可自动快速充电。车辆稳定支撑系统有原车电瓶直接供电和控制。同时,在车内设有交、直流工作照明灯、设备检修照明灯、场地工作灯和应急照明灯等,以符合车辆实际工作要求。

3.2 系统的组成及基本性能

1)摄像机系统

本车选用了SONY公司最新推出的HSC-E80高清演播室便携式IT摄像机,该机型为14位模/数转换电路,2/3全高清Power HAD FX CCD,50 Hz时灵敏度F11,具有-55 dB高基础信噪比,新型的三同轴电缆设计。配置FUJINON ZA系列高清轻便型演播室镜头。为节省车内工作面空间,选用了1.5 U紧凑型摄像机CCU面板。

2)数字视频切换系统

在该实用型简易转播车上配置了既经济又实用的多功能多格式视频切换台Panasonic AV-HS450MC,它有16路多类型多格式的输入、输出端口,具有帧同步、色彩校正、上变换功能,2路下游键通道、2路画中画通道、1路全功能键通道,并支持2个大屏幕的画面分割功能。

3)技术检测系统

系统配备了能同时显示4路HD SDI信号波形的Tektronix WVR5200数字示波器,能分别显示眼图、抖动、矢量、视频幅度等。同时还能以XGA格式的DVI-I信号输出,可直接在大屏幕上监看各种波形。

4)音频系统

音频系统考虑到以二级调音为主,选用了具有6路话筒、4路线路、5对立体声的信号输入和1对立体声主输出、2路辅助输出及2路编组输出的YAMAHA MG124C模拟调音台,完全满足作为二级调音台在现场采用多轨录制的技术要求。

通过克隆巴赫系数(Cronbach’s Alpha)进行信度分析,总量表的Cronbach α系数为0.84,乡村教师教育信念五个维度的系数均在0.7以上。由此可见,本问卷的内部一致性良好。通过相关因素分析发现,五个维度与教师教育信念总体值之间存在高度的正相关,相关系数r>0.70。同时,问卷各维度之间的相关系数在0.190~0.425,符合量表法关于各次级因子间中低度相关的要求(0.10

5)通话系统

车载配置了包括通话主站、摄像机通话接口、主持人无线IFB返听基站及腰包和中继转发器及无线对讲系统,能应对本车在各种复杂节目录制时的通话需要和应急备份。

6)系统周边设备

考虑到系统安全和各项技术指标,本车主通道设备全部选用进口知名品牌,配置了16×16应急信号调度矩阵和2块AXON二选一及下变换板卡。并配置新奥特A8图文工作站及2台GrassValley T2和SONY IMX2000录像机。分别用2套SDI数字光收发系统对信号进行实时回传。

7)广播直播系统

本实用型简易广播电视转播车还兼备了广播直播功能,在电视音频的基础上增设了调频信号回传系统,除了可采用2路光传输设备外,还配备了1套有RVR 300 W调频发射机和1副RVR单耦极子天线组成的信号回传系统。视、音频系统框图见图2。

4 系统基本功能

本系统为5讯道高清数字转播车系统,作为系统的信号源,除了5个摄像机高清信号外,还包括2路独立的硬盘录像机高清放像信号、1路标清录像机的放像信号、图文字幕机的2路键与填充高清信号。切换台剩余输入端口均通过跳线盘与车尾接口板连接,通过切换台接口自身的帧同步与上变换器,其中2路可作为备份扩展ENG摄像机通道进行高清信号的扩展,另外通道均作为系统的高标清视频外来信号接口。

所有链路均为双通道和设备的双电源,使任一设备故障具有备份及应急预案,基本满足主信号通道无单一崩溃点的要求。应急切换信号由矩阵选择,与2×1板卡面板一同位于导播工位,必要时可由导播随时进行切换。

监视部分利用切换台标配的画面分割器DVI-D信号,送至2块等离子大屏幕。作为应急,使用矩阵调度的独立画面分割器利用HDMI信号分别送入2块等离子大屏幕。

示波仪监测信号输入由矩阵分配通道监视和直接监视PGM信号组成。可方便自如地监测任意通道任意位置的信号,确保信号通道技术满足设计要求。

现场及返看信号也由矩阵调度分配,通过下变换器、数模转换板卡输出至现场各机位,也可通过高清视分分配返看信号。

所有关键位置信号均接入矩阵进行调度指派。配备2块单母线面板(导播、现场)及1块X-Y面板(技术)。

作为简单的二级调音使用,除了对各路音频信号的汇集、控制和监听信号外,还分别输出立体声信号,经音分后至SDI音频嵌入器、录像机、通话系统及车尾接口板;辅助输出信号2路直接送至录像机的3/4音频输入通道;编组输出信号2路直接送至调频发射机,作为广播直播回传信源。

通话系统中主持人与电话耦合器作为第一通道、摄像师与现场对讲作为第二通道。预留通道接口和导播扩音接口,使用了Party Line两线制内部通话系统,将每条Line上通话工位合理分配,基本能满足正常节目的录制及大车级联的通话。

为保证车辆系统安全可靠运作,确保证人身安全,采用等电位法,将多种接地汇集成一点,并与安全接地棒连接。接地系统分为工艺接地和设备安全接地,每个设备机柜后设有接地铜排,需接地的设备与接地铜排相联。当车辆系统工作时,将接地棒的一端插入地下,当车内发生漏电时,电流可快速通过接地棒入地。

在车辆系统外接口方面,除节目通路外,系统还提供多格式多通路的信号输入输出形式。其中包括:

1)可用于与大车级联使用的有线单机独立高标清SDI输出信号,并可对讯道的Tally I/O进行方便地设置。

2)2路高清讯道输入和Tally输出,用于扩展系统讯道及Tally的提示。

3)通过矩阵调度,可对下变换和数模转换信号的多格式输出,可用于现场大屏等。

4)可对外来模拟信号输入至硬盘录像机进行录制,用于节目的插播和素材的引用。

5)设有主、备光端机输输出接口,可直接与光纤、缆的连接进行回传。

6)同步信号的输入输出,可实现系统间的灵活同步对接。

7)射频输入接口,以满足直播时在车内对播出信号从有线网络终端的最终监看和切换信号的对接。

8)通话系统接口。

9)预留网线座与电话接口,可与车内接口板直接连接,以满足广播、电视直播的需求。

10)方便维修调试和节目的特殊需求,还在车尾接口板上预留了4路经过跳线后直接输出的信号接口。

5 整车测试

经过近5个月的试用,宁波广电集团电视技术中心的专家对该车进行了全面测试。根据测试结果,慈溪市广播电视台高清录制车的各项视频特性符合国家标准,各项功能实现设计要求。同步系统使用切换台的同步信号输出作为同步基准,基本满足要求,但仍存在不确定因素。

1)检测依据:按系统设计引用标准;

2)测试项目:高清视频指标、标清视频指标、同步系统测试;

3)测试仪器:视频信号源TG-700、视频分析仪VM-700T、波形监视器WFM7120等;

4)测试内容:

(1)视频通道

HD-SDI接口特性如表1所示。

表1 HD-SDI接口特性

SDI接口特性如表2所示。

表2 SDI接口特性

(2)同步系统

同步系统检测如表3所示。

表3 同步系统检测

6 结束语

转播车项目建设是一个系统工程,不光是车辆与设备的选型、方案的设计,还包括车辆整体合理布局、载重配平、防掁、防尘、防水,工位设计、空间预留及施工工艺等。

在设计实用型简易高清转播车时,由于造价低,架构简洁,因而更有必要具备较高的运行可靠性和操作安全、快捷的完善应急预案,同时要具有较强的外部级联能力和系统的兼容,建立开放架构,可方便与其他系统进行音视频交换,使简易车配合完成大型转播任务,胜任多种节目类型录制的需要,提供全开放、通用型的符合国家标准的不同类接口。

车辆经过2个月的试用,已较好地完成了6次直、录播任务,各项功能指标均达到设计要求,整体性能良好,基本符合县市级台各类节目的实际需求。如何灵活运用简易设备,在小空间内做到全面应用方面,还有待于拓展和研究。

[1]GY/T157—2000,演播室高清晰度电视数字视频信号接口[S].2000.

[2]GY/T12503—1995,电视车通用技术条件[S].1995.

[3]广播电视安全播出管理规定(62号令)[EB/OL].[2012-06-15].http://www.gov.cn/flfg/2009-12/22/content_1493420.htm.

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