淺談數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

黎瑛

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越追求高質(zhì)量的生活享受，數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車逐漸走入人們的生活中。其是以汽車為主要載體，且是移動(dòng)的電視節(jié)目轉(zhuǎn)播系統(tǒng)。本文主要對(duì)電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、信號(hào)流程和所用設(shè)備做了簡(jiǎn)要的分析，并對(duì)主要的音頻系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)作了簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：數(shù)字高清；電視轉(zhuǎn)播車；汽車；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著電視科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車無(wú)論在制作質(zhì)量上還是在功能上，都提出了很高的要求。數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車是一種以汽車為主要載體，并且移動(dòng)的數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，其作為電視節(jié)目錄制和直播等主要手段，在電視節(jié)目生產(chǎn)活動(dòng)中起著不可忽視的作用。

1 轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

研究發(fā)現(xiàn)，一般轉(zhuǎn)播車內(nèi)部空間狹小、工作位不多，使得高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)較復(fù)雜。設(shè)計(jì)原則主要可分為以下幾方面：

①設(shè)計(jì)功能完善性：在設(shè)計(jì)時(shí)要有全局性觀念，要為今后功能升級(jí)做準(zhǔn)備，且要提供國(guó)際通用信號(hào)，并可多路輸出。

②技術(shù)先進(jìn)性：設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)盡量符合今后電視事業(yè)的發(fā)展，要有一定的超前意識(shí)。系統(tǒng)設(shè)備采用穩(wěn)定的先進(jìn)技術(shù)。

③系統(tǒng)運(yùn)行可靠性：轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)要有很好的可靠性能，設(shè)計(jì)方案必須具備完善的應(yīng)急操作措施，還要注重系統(tǒng)的安全性、可靠性、網(wǎng)絡(luò)化，要有自動(dòng)故障診斷功能。

④操控靈活性：操作系統(tǒng)要做到簡(jiǎn)單、便捷，同時(shí)維護(hù)方便、信號(hào)調(diào)配靈活。通過(guò)技術(shù)手段降低系統(tǒng)集成度，提高全系統(tǒng)信號(hào)調(diào)度的安全性和靈活性。

2 轉(zhuǎn)播車的總體設(shè)計(jì)

研究發(fā)現(xiàn)，一般電視轉(zhuǎn)播車采用以下3 種車體結(jié)構(gòu)類型：直掛式車體結(jié)構(gòu)、拖掛式車體結(jié)構(gòu)和一體式車體結(jié)構(gòu)，如下表一。拖掛式車體結(jié)構(gòu)，一般多適用于對(duì)工位面積和設(shè)備數(shù)量等要求都比較高的超大型、大型轉(zhuǎn)播車上，這種車型具有制作工位多、車內(nèi)面積大、承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)；一般直掛式車體結(jié)構(gòu)，多適用于中型轉(zhuǎn)播車，其設(shè)備安裝和承載能力也比較大，但車內(nèi)面積和制作工位的數(shù)量相對(duì)拖掛式車體結(jié)構(gòu)較少；一體式車體結(jié)構(gòu)，常適用于需要靈活性極強(qiáng)的小型轉(zhuǎn)播車上。

在轉(zhuǎn)播車的設(shè)計(jì)中要充分利用車內(nèi)有限的空間，還要充分考慮了人機(jī)界面的交互性和舒適性可以將車內(nèi)制作工位進(jìn)行模塊化整合，在有限的空間內(nèi)合理地安排下大量工位和設(shè)備機(jī)柜。

3 轉(zhuǎn)播車的音頻系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）音頻標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)代我國(guó)數(shù)字電視音頻系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)是使用 5.1 聲道，而國(guó)內(nèi)的數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車都是采用模擬雙聲道音頻信號(hào)。從數(shù)字雙聲道音頻直接過(guò)渡到多聲道并不容易，通常是把現(xiàn)有音頻系統(tǒng)升級(jí)到 6 聲道。

而高清電視節(jié)目質(zhì)量是基于 DVD 水平的發(fā)展，所以采用 5.1 聲道音頻信號(hào)是轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前聲音記錄分為 2 聲道、4 聲道以及8 聲道。其中 8 聲道中的第七和第八聲道為自由使用聲道，第一至第六聲道如下圖3.1所示

3.1 8 聲道中的第一至第六聲道圖

左聲道（L），右聲道（R），中央聲道（C），低頻增強(qiáng)聲道（LFE），左環(huán)繞聲道（LS），右環(huán)繞聲道（RS），其中低頻增強(qiáng)聲道圖中未標(biāo)出

轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的取樣頻率、頻率范圍、量化比特、預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)、校準(zhǔn)電平等標(biāo)準(zhǔn)如下：

取樣頻率：首先選用 48kHz，也可以選用 32kHz 或 44.1kHz。低頻增強(qiáng)聲的取樣頻率為主聲道取樣頻率的1/96；

頻率范圍：低頻增強(qiáng)聲的聲道頻率范圍為15Hz～120Hz，其它聲道頻率范圍為20Hz～20kHz；

量化比特：一般采用的編碼方式是PCM 音頻，優(yōu)選20bt線性量化，此外也可以選用 16、18 及 24 bt線性量化；

校準(zhǔn)電平： GY/T 192-2003《數(shù)字音頻設(shè)備的滿度電平》；

預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)：不可以采用預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)。

（2）音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高清轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)是5.1 聲道音頻系統(tǒng)，需要使用多監(jiān)聽(tīng)大型數(shù)字調(diào)音臺(tái)。在音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)：首先，采用數(shù)字格式記錄音頻信號(hào)。無(wú)論音頻記錄的數(shù)字錄音機(jī)還是高清記錄的數(shù)字錄像機(jī)，通常都用 AES/EBU 數(shù)字音頻接口標(biāo)準(zhǔn)。該接口為48KHz取樣，20/24bt量化。其次，監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)也比往常的系統(tǒng)的要復(fù)雜很多，一定要使用6聲道的全頻帶音頻監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，采用5.1音頻設(shè)計(jì)系統(tǒng)理念具有許多優(yōu)點(diǎn)：

系統(tǒng)的靈活性大。音頻矩陣采用為模塊化結(jié)構(gòu)，這些模塊專為數(shù)字音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且可以直接連接各種音頻設(shè)備，避免了不同接口之間的轉(zhuǎn)換。調(diào)音系統(tǒng)母線比較多，控制面板靈活組合，整個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)工作需要進(jìn)行靈活的配置。

音頻系統(tǒng)規(guī)模不受限制。音頻矩陣應(yīng)具有 192x192（3097x3097）路輸入和輸出功能，其調(diào)音系統(tǒng)應(yīng)具有多路DSP通道性能，此外還要結(jié)構(gòu)清晰，連接簡(jiǎn)便。

系統(tǒng)的可靠性高，這個(gè)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的安全性提升到新的水平。所有模塊都可以進(jìn)行熱插拔，并可進(jìn)行冗余備份，也可根據(jù)需要對(duì)主板和控制單元進(jìn)行備份，采用完全備份的雙星拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從組件到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真正的無(wú)障礙運(yùn)行。

系統(tǒng)信號(hào)強(qiáng)度高，不受傳輸距離的限制。由于整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是集散型的，因此音頻系統(tǒng)可以在離系統(tǒng)最近的信號(hào)站接收信號(hào)，然后通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離連接，這就減少了傳輸中的電磁干擾和異地間的接地噪聲等問(wèn)題。

3.2 視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）視頻標(biāo)準(zhǔn)

以下是國(guó)家廣電總局HDTV 標(biāo)準(zhǔn)

在表2中，1080/60i 表示有效掃描行數(shù)為1080行，隔行掃描場(chǎng)頻為60Hz；720/60P 表示有效掃描行數(shù)為720行，逐行掃描幀頻為60Hz。

高清晰度數(shù)字電視使用符合SMPTE 292M標(biāo)準(zhǔn)，接口采用串行數(shù)字分量傳輸數(shù)字分量信號(hào)及其內(nèi)嵌的多路數(shù)字音頻信號(hào)，其取樣頻率為74.25 MHz，量化電平10比特，碼率為1485 Mbps。

（2）同步系統(tǒng)

高清晰度視頻系統(tǒng)的同步信號(hào)采用三電平同步信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)精確，且具有最小振蕩的同步分離，要將定時(shí)邊沿中點(diǎn)放在視頻消隱電平的中部，能使系統(tǒng)在多噪環(huán)境中保持定時(shí)的可靠性、準(zhǔn)確性。

采用主備倒換的設(shè)計(jì)方案，使用兩臺(tái)同步機(jī)和一臺(tái)自動(dòng)同步倒換器，在一臺(tái)同步機(jī)出現(xiàn)故障而無(wú)法提供同步信號(hào)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)另一臺(tái)同步機(jī)，這樣就可以保證系統(tǒng)持續(xù)提供同步信號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于人們對(duì)文化生活水平需求的提高，觀眾對(duì)電視轉(zhuǎn)播車節(jié)目的質(zhì)量提出了更高的要求，針對(duì)不同的節(jié)目，應(yīng)有專業(yè)化的電視設(shè)備來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)播，高清電視轉(zhuǎn)播車在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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