廣州電視移動(dòng)直播車視音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成

肖幸偉

（廣州廣播電視臺 發(fā)射傳送部，廣東 廣州 510010）

1 項(xiàng)目概述

廣州廣播電視臺數(shù)字電視移動(dòng)演播直播車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備功能完備、兼容擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，并符合國家有關(guān)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，按照數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、模塊化的設(shè)計(jì)思路，滿足安全、完善和快捷操作的直播要求。

廣州數(shù)字電視移動(dòng)演播直播車項(xiàng)目主要是配置一臺可在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)電視直播功能的直播車，要求有：電視直播演播室功能；視音頻切換、錄像、放像功能；電視信號移動(dòng)傳輸覆蓋；通過可靠技術(shù)手段和技術(shù)方式在市區(qū)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)過程中同步傳輸信號；在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能實(shí)時(shí)將現(xiàn)場信號傳輸至與電視臺連接的各指揮中心。

該車能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化資訊服務(wù)、突發(fā)事件信息傳輸、簡單要求現(xiàn)場直播等功能。直播車分為車體、視音頻系統(tǒng)、車載發(fā)射傳輸系統(tǒng)、接收回傳系統(tǒng)等子系統(tǒng)。本文只介紹視音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成

本項(xiàng)目要求配置一套3訊道車載演播室視音頻系統(tǒng)，系統(tǒng)以飛行箱的方式安裝，按照數(shù)字電視移動(dòng)演播直播車視音頻系統(tǒng)集成項(xiàng)目技術(shù)要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成。

2.1 視頻系統(tǒng)

視頻通路主要分為兩大部分，如圖1所示，一部分以視頻切換臺為中心的主通道，另一部分是以16×16矩陣為中心的應(yīng)急通道。攝像機(jī)信號、錄像機(jī)信號、硬盤錄像機(jī)信號、字幕機(jī)信號、外來經(jīng)延時(shí)器或幀同步機(jī)信號和同步發(fā)生器信號等分別接入視頻切換臺和數(shù)字視頻矩陣，視頻切換臺的輸出信號和視頻矩陣的第一路輸出信號經(jīng)幀同步板和加字幕后，再經(jīng)視頻2選1開關(guān)接入數(shù)字視頻分配放大器，它輸出4路供給外部接口板SDI輸出，一路供給微波發(fā)射機(jī)主輸入，一路供給視頻矩陣IN12輸入，一路供給車載移動(dòng)發(fā)射機(jī)編碼器輸入，一路供給PGM監(jiān)視用。

圖1 視頻系統(tǒng)方框圖

CCU輸出、幀同步機(jī)輸出、錄像機(jī)輸出、硬盤錄像機(jī)輸出、字幕機(jī)輸出、延時(shí)器輸出均可由4聯(lián)4液晶顯示器監(jiān)看。系統(tǒng)還有跳線排作為主通道和應(yīng)急通道的信號調(diào)配和技術(shù)監(jiān)測，因此在直播和節(jié)目錄制過程中可方便地跳開故障設(shè)備而不影響正常操作。與此同時(shí)，為了增加系統(tǒng)的安全性和可靠度，預(yù)留增加備份視頻2選1切換開關(guān)、備份同步發(fā)生器、備份4聯(lián)4液晶監(jiān)視器的功能。

2.1.1 系統(tǒng)信號源

系統(tǒng)信號源設(shè)置如下：

1）視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置3訊道，包括1臺便攜式演播室攝像機(jī)、1臺攝錄一體機(jī)（配合萬向微波系統(tǒng)使用）、1臺室外攝像機(jī)（安裝于車頂）。

選用1臺14 bit標(biāo)清廣播級演播室攝像機(jī)BVP－E30P，適配器選用CA－590P，控制單元選用CCU－590P，遙控面板選用RCP－750。該攝像機(jī)運(yùn)用ADSP數(shù)字處理技術(shù)，畫面質(zhì)量異常出色，CCD單元采用120萬像素POWER HAD EX CCD，靈敏度達(dá)到F11，水平清晰度達(dá)到900線，信噪比達(dá)到65 dB，調(diào)制深度超過80%，拖尾電平達(dá)到－145 dB。

萬向微波系統(tǒng)的發(fā)射單元采用Gigawave產(chǎn)品，其發(fā)射頻率范圍為2.1～2.5 GHz，發(fā)射功率為100 mW，信號傳輸方向?yàn)樗饺?垂直半球，輸入視頻信號為SDI/CVBS/BARS，輸入音頻為模擬，平衡600 Ω，嵌入音頻，本機(jī)測試1.8 kHz，整機(jī)功耗為18 W，直流電源來源為攝像機(jī)電源/外接電源（如攝像機(jī)電源適配器），工作電壓范圍為11～16 V。信道調(diào)制方式為COFDM DVB－T 2k（編碼正交頻分復(fù)用）。

室外攝像機(jī)采用Panasonic的AW－E750MC，總像素大約為795×596。信噪比為65 dB（開啟DNR）。水平清晰度為850線（開啟DTL，中央?yún)^(qū)域）。配備AW－PH650MC室外防雨防塵云臺。配備AW－PB504MC功能卡，用于SDI接口設(shè)備的SDI輸出卡。

鏡頭選用廣播級內(nèi)聚焦數(shù)字鏡頭Fujinon A18X7.6BERM－MC，其變焦倍率為18X。最小物距為0.6 m。配備半伺服控制系統(tǒng)MS－11。

2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置2臺幀同步機(jī)、1臺帶延時(shí)器、1塊幀同步板用作外來信號擴(kuò)展。

采用Leitch的X75－DPS575－2幀同步機(jī)。其具有模數(shù)、數(shù)模信號轉(zhuǎn)換，上下、交叉變換和寬高比變換，模擬視頻信號處理，自動(dòng)時(shí)基校正，自動(dòng)檢測多格式（PAL－B，PAL－M，NTSC/SECAM），SDTV與 HDTV自動(dòng)降噪等功能。

延時(shí)器采用波視TB2000D－EB，其帶寬為6.0 MHz，視頻取樣頻率為13.5 MHz，取樣方式為4∶2∶2。

3）錄、放像系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置1臺3通道數(shù)字硬盤錄像機(jī)，1臺單通道數(shù)字硬盤錄像機(jī)，1臺Digital BETACAM格式編輯錄像機(jī)（兼容SP，SX，IMX等格式磁帶重放）。

選用Thomson TURBO－1數(shù)字硬盤錄像機(jī)，其為廣播級3通道視頻服務(wù)器，配備使用方便的功能軟件。其具有一錄兩放通道，操作方便靈活。具有SDI視頻輸入/輸出，模擬或數(shù)字音頻輸入/輸出，獨(dú)立的模擬音頻單元。可以每路錄兩通道音頻輸入，每路放兩通道音頻輸出。

數(shù)字BETACAM編輯錄像機(jī)選用Sony DVW－M2000P。其數(shù)字BETACAM記錄格式可兼容重放Betacam/Be?tacam SP/Betacam SX/MPEG IMX磁帶?？捎涗?聲道20 bit數(shù)字音頻信號。

4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置1臺數(shù)字字幕機(jī)，要求性能可靠，操作方便，適合直播需要。本臺選用了大洋電視圖文創(chuàng)作系統(tǒng)（數(shù)字型）。

2.1.2 視頻切換系統(tǒng)及周邊設(shè)備

系統(tǒng)設(shè)計(jì)切換臺為16路輸入、8路輸出、1級M/E的標(biāo)清切換臺，切換臺主機(jī)及面板均要求配置雙電源。視頻切換臺輸入有CCU1輸出信號、萬向微波輸出經(jīng)幀同步機(jī)輸出信號、車頂室外攝像機(jī)輸出信號、CCU4輸出信號、磁帶錄像機(jī)輸出信號、主備硬盤錄像機(jī)輸出信號、字幕機(jī)輸出信號、外接口板輸入經(jīng)延時(shí)器和幀同步機(jī)輸出信號、同步發(fā)生器輸出信號。視頻切換臺輸出有：PVW MON信號，2路PGM信號分別送給2個(gè)視頻2選1開關(guān)，1路SDI輸出給字幕機(jī)，2路SDI輸出給外接口板，2路SDI輸出給16×16矩陣。

選用Sony MFS－2000作為視頻切換器。其主輸入為16路，SMPTE292M（HDTV），SMPTE259－C（SDTV）。主輸出為8路，SMPTE292M（HDTV），SMPTE259－C（SDTV）。具有多格式配置。其利用成熟技術(shù)處理高清和標(biāo)清的視頻信號。1 M/E控制面板，19 in機(jī)架寬，12個(gè)直切鍵按鈕，1 M/E配置提供了2個(gè)全功能鍵和2個(gè)下游鍵，每個(gè)全功能鍵都可以設(shè)置為線性鍵、亮鍵、色鍵和模式鍵，并且具有邊緣調(diào)整和遮擋的功能。由于采用了專門的幀存，在調(diào)整鍵邊緣寬度時(shí)不會(huì)有任何的鍵下垂，功能全面的M/E劃像包括增強(qiáng)型劃像模式，并且支持快拍和宏調(diào)用。擁有M/E和特技的快拍記憶功能。采用先進(jìn)的宏調(diào)用功能，可以設(shè)計(jì)一系列的操作，進(jìn)行編輯，然后設(shè)置到控制面板的按鍵上，用于今后便捷的調(diào)用。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置一臺16×16標(biāo)清數(shù)字視頻矩陣，主機(jī)要求配置主備雙電源。該視頻矩陣用作信號調(diào)度、技術(shù)監(jiān)視，其中一個(gè)輸出通道用作切換臺的應(yīng)急備份，此通道輸出端應(yīng)配置帶幀存的鍵控器。視頻矩陣輸入有CCU1輸出信號、萬向微波輸出經(jīng)幀同步機(jī)輸出信號、CCU4輸出信號、磁帶錄像機(jī)輸出信號、主備硬盤錄像機(jī)輸出信號、字幕機(jī)輸出信號、外接口板輸入經(jīng)延時(shí)器和幀同步機(jī)輸出的信號、FNL PGM1、FNL PGM2、F.B1信號、同步發(fā)生器輸出信號。視頻矩陣輸出有：1路經(jīng)幀同步板和鍵控器給視頻2選1開關(guān)一的應(yīng)急輸入，1路給預(yù)留的波形監(jiān)視器輸入，1路給視頻2選1開關(guān)二的應(yīng)急輸入，1路給磁帶錄像機(jī)輸入，1路給備份硬盤錄像機(jī)輸入，2路給監(jiān)視編碼器輸入，4路給畫面分割器輸入，5路給外接口板輸出。

選用LEITCH的P16X16SRO作為數(shù)字視頻矩陣。其SDI輸入數(shù)量為16。信號類型為SMPTE 259M，SMPTE 344M，SMPTE 292M Signal Formats（HS only）。主機(jī)具備雙電源，選用所配矩陣1路作為應(yīng)急通道，在通道上配置了帶幀存和單字幕數(shù)字下游鍵設(shè)備。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)周邊設(shè)備（包括視音頻分配、D/A、幀同步板等）選用品質(zhì)高、穩(wěn)定的國際知名品牌，采用集成度高、可混插的機(jī)箱板卡結(jié)構(gòu)。機(jī)箱雙電源備份，安裝有散熱扇，可充分散熱。設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)、方便檢查和維護(hù)。

2.1.3 同步系統(tǒng)

同步信號發(fā)生器采用Tektronix的SPG300。它為車內(nèi)的CCU1、CCU4、幀同步機(jī)1、室外攝像機(jī)控制器、磁帶錄像機(jī)、主硬盤錄像機(jī)、備硬盤錄像機(jī)、視頻切換器、備硬盤錄像機(jī)、16×16矩陣、編碼器、幀同步板、鍵控器、預(yù)留波形監(jiān)視器、主備微波設(shè)備提供黑場色同步信號作為同步源，同時(shí)為視頻切換器和16×16矩陣提供測試信號，為字幕機(jī)提供數(shù)字信號作為基準(zhǔn)。備份同步機(jī)SPG300通過ECO－4220來實(shí)現(xiàn)主用同步機(jī)SPG300在故障情況下的系統(tǒng)同步。

2.1.4 監(jiān)視系統(tǒng)

主監(jiān)/預(yù)監(jiān)采用廣播級8.4 in液晶監(jiān)視器2臺，SDI輸入。4 in 4聯(lián)液晶監(jiān)視器2臺，模擬復(fù)合輸入，用于信號源的監(jiān)看。8.4 in液晶監(jiān)視器1臺，SDI輸入，用于主持人監(jiān)看。4畫面分割器及37 in液晶監(jiān)視器各1臺，用于車內(nèi)壁掛監(jiān)視器。

2.2 時(shí)鐘系統(tǒng)

采用模塊化時(shí)鐘設(shè)計(jì)，各功能采用模塊化方式。時(shí)鐘系統(tǒng)采用GPS授時(shí)控制器的方式。工作區(qū)有1U雙窗6位時(shí)鐘顯示，正計(jì)時(shí)顯示和倒計(jì)時(shí)功能。

2.3 通話系統(tǒng)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)演區(qū)配置1臺4通道通話主站，給攝像機(jī)等設(shè)備配備對應(yīng)的2/4線轉(zhuǎn)換設(shè)備1臺，如圖2所示。采用美國Telex的MCE－325作為4通道通話主站，Telex的SSA－324作為2通道2線/4線轉(zhuǎn)換器。

圖2 通話系統(tǒng)方框圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)無線單向發(fā)射機(jī)1臺，主持人的單向IFB腰包2套。采用Telex的TT－16無線單向發(fā)射機(jī)。無線IFB只聽腰包選用TR－16。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)無線對講機(jī)系統(tǒng)為中繼轉(zhuǎn)發(fā)器1臺，雙工器（裝入中繼站）1套，無線對講機(jī)4套。無線對講系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求能夠接入通話系統(tǒng)，無線通信范圍半徑大于300 m。中繼轉(zhuǎn)發(fā)器選用Motorola的GR3118。無線對講機(jī)選用Motorola的GP328。系統(tǒng)配置無線對講機(jī)系統(tǒng)收發(fā)天線及安裝附件。

2.4 音頻系統(tǒng)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)備與視頻系統(tǒng)配套，符合立體聲廣播級標(biāo)準(zhǔn)要求。音色應(yīng)符合專業(yè)人員的主觀評價(jià)要求。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似于視頻系統(tǒng)，同樣由1個(gè)調(diào)音臺和1個(gè)音頻矩陣為中心的設(shè)備組成，如圖3所示。采用穩(wěn)定可靠的模擬系統(tǒng)，調(diào)音臺的音源輸入可分為3個(gè)部分：第1部分為MIC輸入，1路車內(nèi)MIC信號，2路車外MIC信號，預(yù)留1路MIC信號，它們都以提供現(xiàn)場拾音；第2部分為LINE輸入，1路為磁帶錄像機(jī)輸出信號，1路為外接口板輸入經(jīng)延時(shí)器輸出的信號，1路為CCU1 MIC輸出信號，由攝像機(jī)提供現(xiàn)場音頻信號；第3部分為主備硬盤錄像機(jī)和外接口板輸入經(jīng)幀同步機(jī)輸出的音頻信號。調(diào)音臺的輸出信號也可分為3個(gè)部分：第1部分為監(jiān)聽MON信號，這部分信號被送至2個(gè)監(jiān)聽音箱；第2部分為MIX信號，這部分信號被送至立體聲音頻2選1開關(guān)，并送至音頻分配放大器，經(jīng)分配放大器分配后被送至微波、主備硬盤錄像機(jī)、磁帶錄像機(jī)、DVD和INTERCOM使用；第3部分為AUX信號。音頻矩陣的輸入為磁帶錄像機(jī)和DVD輸出音頻信號。

圖3 音頻系統(tǒng)方框圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用廣播級模擬調(diào)音臺1臺，模擬輸入8路以上，4個(gè)立體聲輸入，不少于8個(gè)輸入物理推子，具有3個(gè)輔助輸出。調(diào)音臺應(yīng)界面簡潔，操作簡便。系統(tǒng)配置1臺8×8模擬音頻矩陣帶面板作為備份。監(jiān)聽采用專業(yè)有源監(jiān)聽音箱1對及高質(zhì)量監(jiān)聽耳機(jī)1付。現(xiàn)場拾音傳聲器2個(gè)。

模擬調(diào)音臺選用英國SOUNDCRAFT的FX8，具有8路模擬輸入，4路立體聲輸入，多聲道記錄的直接輸出，4個(gè)AUX輸出，8個(gè)輸入物理推子等功能。其擁有專利Ul?traMic傳聲器放大器。內(nèi)置廣播級的Lexicon萊思康效果器，雙效果，可編程，可修改參數(shù)。

模擬音頻矩陣選用挪威NETWORK的A0808CP。其為8×8模擬音頻矩陣，機(jī)身帶面板。

2.5 接口系統(tǒng)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了與其他系統(tǒng)的級聯(lián)，包括視頻、音頻、Tally、通話、同步、時(shí)鐘和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口。轉(zhuǎn)播車外接口盤視頻輸入為1路數(shù)字外來輸入、1路BB黑場信號輸入。轉(zhuǎn)播車外接口盤除了配置常規(guī)接口外，還包括1個(gè)三同軸接口盤（該接口可內(nèi)連CCU，外連電纜盤上的三同軸電纜）?？紤]到今后的發(fā)展和靈活的配置，外接口盤預(yù)留足接口。視頻有數(shù)字和模擬輸入接口、數(shù)字和模擬輸出接口。音頻有模擬輸入接口、模擬輸出接口、傳聲器輸入接口、綜合電纜接口。聯(lián)絡(luò)有Tally、通話、電話、時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)接口等。

2.6 飛行箱

直播車內(nèi)所有設(shè)備箱體采用國內(nèi)知名品牌，550 mm深6RU 19 in標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜箱4個(gè)，550 mm深8RU 19 in標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜箱8個(gè)，所有箱體配備相對應(yīng)的帶輪滑板車，可固定于直播車內(nèi)。

2.7 系統(tǒng)集成

項(xiàng)目由具有豐富的集成經(jīng)驗(yàn)、并完成過同等規(guī)模工程項(xiàng)目的系統(tǒng)集成項(xiàng)目的集成商完成。系統(tǒng)按3訊道設(shè)計(jì)，并預(yù)留一路數(shù)字萬向微波的接入通道。系統(tǒng)安裝要求合理、可靠，視音頻電纜、視音頻連接器、視頻跳線、連接頭、音頻跳線及工程輔料等均采用國際名牌產(chǎn)品。并與車體改裝廠合作良好，施工工藝精良。要求布局科學(xué)，布線合理規(guī)范，線號清晰。

3 總結(jié)

廣州數(shù)字電視移動(dòng)演播直播車于2009年5月基本完成安裝并進(jìn)行試用。這一全新的模式開創(chuàng)了電視業(yè)界移動(dòng)演播直播的先河，在每場移動(dòng)直播的過程中都得到上級領(lǐng)導(dǎo)的極大關(guān)注和指導(dǎo)。一年多來，本臺數(shù)字電視移動(dòng)演播直播車圓滿完成了一系列全國各省市黨政考察代表團(tuán)移動(dòng)直播接待任務(wù)，尤其是在廣州亞運(yùn)會(huì)、亞殘會(huì)火炬在中山傳遞、佛山傳遞和廣州傳遞等重大節(jié)目中發(fā)揮了重要作用，多次受到上級領(lǐng)導(dǎo)的肯定和贊賞。