李佳霄

（吉林电视台，吉林 长春 130033）

一、高清转播车音频系统功能要求概述

转播车的音频系统设计应按功能模块划分，主要应考虑以下几方面内容：

1 转播车音频播出系统主要部分，包括整体播出音频系统的设计，和调音台、周边设备的选型：高清转播车主要完成立体声的节目直播及制作，同时兼顾5.1环绕声的节目直播。

2 转播车音频的双通路冗余备份设计：采用主、备调音台进行独立音频制作，使用二选一切换器进行主、备PGM信号的切换与备份。

3 转播车外现场音频处理，以及音频回传方式的设计：可以采用光纤方式进行现场与转播车内的音频互传，目前主流使用MADI标准格式。

4 以上三部分系统功能中，立体声节目的制作、以及播出的双路备份冗余的能力是主要考虑的功能。同时兼顾音频系统具备技术领先性、功能完善性，安全可靠性、操作便捷性，系统具有可维护性。满足系统需求及自身使用需求外，还要考虑大型活动、体育赛事等节目的转播中关于音频方面制作标准的需求，参照表1。

表格中的是中国北京2008年奥林匹克运动会技术转播中关于转播车音频部分的需求。

二、系统的总体设计

1 采用高标准的数字音频设备

在资金允许的条件下，选用的国际知名品牌、功能较先进的音频设备。充分利用了数字化设备的优势，与数字化高清视频系统具有良好的兼容性，并具备相当的扩展和升级能力。

2 高可靠性的备份方案

根据电视直播节目严格的安全性需求，设计时必须对故障情况的预测和应急措施都有充分细致的考虑，除核心设备，如主、备调音台等的部件采用了必要的冗余热备份外，对整个系统的音频通路备份方式也进行了细致的设计，对于音频系统的关键通路设备，都在硬件连接和控制界面上做好备份通路的准备设计方案。

3 完备的细节设计

系统的设计，根据节目需要，以人为本。采用的设备功能保证系统的功能。在转播车预留接口、车内音频系统的通路连接、便捷的操作、满足工作人员的操作习惯等方面需要做详尽设计。

4 转播车音频区的设计。转播车的音频区设计包括整体布局设计、环境设计、监听监看设计等。整车布局、环境设计（在车体搭建前期，做好吸声层的处理，将噪音过大的设备尽量放置在静噪机柜中，以减小对听音环境的影响等。）不做过多说明，着重监听监看设计：

监听监看设计，是在不影响监听情况下，充分考虑到讯道等信号的监看。目前国内有2种设计方法：一是按常规做固定式摆放，在相应位置（±120°）考虑音箱摆放及结构。这种摆放条件是音频区足够大，或者可以牺牲部分空间做内嵌式安装，目前应用很少。二是考虑做吊装处理。即在±120°位置车顶空间预留悬挂结构和信号、电源接口。这样考虑主要是目前的绝大多数的节目只要求制作立体声节目，制作环绕声节目的需求相对要少一些，做环绕声节目的时候将左右环绕声音箱悬挂即可。缺点是与正常的环绕声监听中的左右环绕声相比，声像略微上移。本系统采用后者。

三、整体设计思想

高清转播车音频系统以大型数字调音台为核心，以小型数字调音台作为备份通路的结构，并在此基本架构上同时加入了对这两者通路的音频共享、通路接管等进行适当备份。

表1

由于带有多声道伴音的数字电视播出已成为全球近年来的发展目标，因此音频系统不仅需要能够满足立体声节目的现场制作及播出，同时也考虑增加了多声道节目制作的能力。为此，系统中所选择的大型数字调音台，最大限度的适应现场直播，除具备基本的环绕声播出/制作能力外，还具备虚拟环绕声（VSP）调整、5.1下混立体声等高级应用功能。

此外，为了实现音频通路完善的多种备份手段，以及考虑转播车内的空间，YAMAHA、TAMURA及SOUNDCRAFT公司一些小型现场数字调音台产品可以作为备份调音台，作为小型现场数字调音台，这些产品具备一定的扩展能力，功能全面，可以在紧急状态下极好的完成应急播出和重要音频信号处理的任务。

四、系统图及简要说明

设计参考系统图如图1所示。

图1中，左方为转播车外及音频系统外输入音频系统的主要信号来源，如摄像机CCU信号、车体接口板音频接口等；最右方为车体的最主要的音频输出接口，如车体接口板、送视频区信号等。由图中可以看出，车外接口机箱、现场调音台通过光纤将信号送回车内，所有数字音频信号，包括来自车体外板、视频区VTR、CCU、以及音频系统的音源设备，全部送入主调音台的数字输入接口。而部分主要设备的模拟音频输出，例如360硬盘机、VTR等，则送往备份调音台作为双路备份通路使用。其中，专业音频设备，如CD机、数字效果器、数字延时器等设备，其音频输出为110Ω平衡接口，相应接入主调音台的平衡输入；而高清VTR、标清VTR、CCU等视频设备，音频输出为75Ω非平衡接口，则在阻抗转换后再接入调音台数字输入板卡。所有数字音频信号经过调音台的处理混音后，作为PGM信号送往后端二选一及音分等，以便选择分配后供视频系统使用。

其它车体输入模拟信号，以及车内设备的模拟信号，直接送往数字主调音台，而部分车体输入模拟信号则由无源分配器一分为二，之后再分别送往主、备调音台。这样，在整体正常工作时，由主调音台进行音频处理；当主调音台出现问题时，其输出信号无法使用时，可由备份调音台使用其得到的模拟音源信号进行混音制作，之后通过操作人员的手动二选一操作，将其选切输出到音分及之后的视频应用。

在音频系统的输出方面（图1中右方的接口），同样可以看到，主调音台、备份调音台、音分等都同时具备相对独立的音频输出接口，这样可以在非常情况下，保证输出信号的可用。

五、高清转播车音频系统要点详细说明

1 基本信号通路

由图1可以看出，在这一音频系统设计中，核心设备的大部分音频信号路由都不是唯一的，任何信号都可以在跳过数字主调音台或者备份调音台的情况下，依然达成信号处理和播出。

另一方面，对车外信号全面采用了MADI信号分配切换的方式送往两个调音台，因此在主调音台正常时，可保证最大化的音频通路使用和方便的音频制作；而在主调音台出问题时，备份调音台具备足够的灵活性，可以在远程接口机箱、车外现场调音台等MADI回传信号中选择最重要的通路选切使用，同样最大化的保证了备份音频制作的优质。

2 细节简述

系统设计时，可参照BOB、CCTV等对高清转播车音频部分所提出的标准要求，并根据实际对高清转播车的功能需要，在以上音频基本路由设计基础上，还主要考虑以下系统设计细节：

嵌入信号的主备考虑——当信号最终制作完成，从转播车音频系统输出之后，音频将被嵌入HD-SDI馈线中。在上述系统中，共有4台AES音分负责PGM音频信号的送出，在正常工作时，音分#1作为L/R立体声节目信号的输出分配，其输入信号来自数字二选一设备，由主、备调音台送出的PGM选切后实现。#2、#3、#4号音分则负责扩展为5.1环绕声制作时，L/R/C/LEF/Ls/Rs共6路音频信号的分配送出。而#1音分仍然负责立体声节目的输出。这一格式满足杜比、CCTV等公开标准，同时也保证了无论哪种直播现场，最基本的立体声节目制作都可以得到完全的安全保证。

环绕声处理，环绕声的6路音频输出如何与现有视频系统结合？目前国际上、及国内行业内的通用解决办法，基本上使用杜比E音频编码系统。在转播车的音频系统内，考虑了今后对DolbyE编码设备（Dolby DP570，DP571）的扩展（系统中考虑相关预留接口），并具备环绕声效果器以支持环绕声制作功能。

监听系统，为了数字调音台在能够监听/制作/处理5.1通道环绕声音频的能力的同时，在紧急情况下，备份调音台也可以使用监听音箱进行监听，在所有监听音箱的输入端，和备份调音台的监听输出端加入了模拟音频跳线，在需要时可随时由备份调音台掌握监听输出。

多轨录音功能，在具备环绕声播出、制作能力的同时，越来越多的电视台要求环绕声音频系统具备拾取、记录原始音频信号，以备今后环绕声精品制作使用。因此，在转播车音频系统中，采用了多轨的固态录音机，其中的通路的IO数量足够记录目前转播车外来、或现场调音台处理调整过的初级音频信号。

3 关于系统中数字同步与音画同步、延时的问题

在数字音频系统中，数字同步问题是一个尤为重要的问题，整个系统采用什么样的同步方式以及外来同步信号源的确定在选购设备时就应该了解清楚，这点很关键。特别要注意的是高清电视转播车音频系统与视频系统间的音画同步延时问题。

（a）系统同步

在高清转播车的音频系统中采用数字连接方式，通过黑场电平同步信号（BB）和字时钟信号（WC）实现音视频同步，提供给主调音台和备份调音台，同时通过同步分配器将BB信号转换为AES、WC等音频同步信号送给其它数字音频设备供同步使用。

（b）音画同步延时问题

高清电视转播车同时具备标清和高清节目的录像及直播功能。而在高清和标清的上，下变换过程中，由于经过了重新数字编解码转换的过程，因而节目产生了图像滞后的现象。为了配合视频系统中的上下变换，音频系统中需加入相应的延时（具体延时量需要整车集成完毕后，通过专业设备对视频延时进行测量）。结合目前高清视频设备的功能，PGM通道的音频延时一般是在视频周边加嵌器中进行设置，这样可以保证输出的高标清节目信号声音与画面相统一。这也考虑到了成本因素。但音频系统中需要考虑到配置监听通道的延时器，使得转播车内现场制作过程中，声音与画面相统一。

目前的高、标清系统在经过切换台、视频矩阵的帧同步器、高标清上下变换、DOLBY E编解码过程势必存在一定的延时，而延时量会根据不同的制作方式发生变化，如果采用外接延时器的方法来解决不够灵活，同时增加很多费用，因此本系统通过调音台自身的延时功能来解决延时的问题。Vista5调音台对所有输入通路加入240ms的延时处理，并可以对输出信号加入长达1s的延时，延时量可随时在操作台面上进行更改设定，功能完善，操作方便。

4 Studer Vista5数字播出调音台

操作界面设计采用了VISTONIC专利技术，利用液晶显示屏和镶嵌在其上的旋钮和按键来实现整体的控制。每个通道的均衡器、动态处理器、声像定位等控制参数均可以图形、参数两种方式显示出来，使用者的视线只需要停留在所需控制的部位；而且每种功能均用专门的不同颜色来显示，均衡器和滤波器用红色表示，动态功能用绿色表示，而声像定位功能则用黄色来表示，操作界面人性化，功能一目了然，操作便捷。

不但具有直播部分的功能，而且对环绕声作了相应的优化。

完善的安全保护措施：

（a）Vista5的所有输入、输出及DSP处理部分均采用模块化设计，同时设计有多层安全保护功能。首先Vista5采用的是浮点式DSP处理方式，也就是说每一块DSP处理模块并非固定用于处理某些功能，它的处理功能完全是依据系统在不同时刻的功能需求而自动进行动态分配的。而采用浮点DSP的处理结构，则可实现当某一块DSP板卡有问题时，系统会自动检测到问题的所在，并自动将处理的功能交由其它备份的DSP板卡来完成，在此过程中系统依然保持正常的工作状态，同时系统也会在显示窗上提示用户哪块板有问题及有何问题，以便用户可以清楚地知道故障点，故障的处理方法。

（b）而对于负担输入、输出接口工作的D21m机箱和接口卡来说，采用了全硬件控制及转换电路设计，其中没有任何所谓“高级”软件控制及处理，这保证了它在实际应用中的高可靠性。即使其中任何一块板卡出现了故障，也绝不会影响其它板卡的工作，在实际使用中，这些特性将“灾难性”故障的概率降到最低。

（c）所有的DSP及输入、输出模块均可实现热插拔。既可以在不断电的条件下任意更换模块，而不致影响使用，这样大大方便了系统维护，也避免了可能造成停播的尴尬。

（d）Vista5采用的是分散式供电系统，既系统中的所有DSP、监听、输入/输出机箱以及操作控制界面均采用独立的主备电源，减少由于电源故障造成系统的全面瘫痪机会，从而加大系统的安全可靠系数。

高清转播车投入使用以来，相继完成了《中超联赛》、《CBA》、《第十二届全运会》、《花开桃李梅》等大型节目的转播和制作。音频系统性能稳定，故障点易排查，和外接设备搭配使用灵活，音频制作指标符合播出标准。

[1]BOB（北京奥林匹克转播有限公司）高清设备准备会音频要求[Z].