淺談數字高清電視轉播車設計及其應用

黎瑛

摘要：進入21世紀以來，國民經濟迅速發展，人們越來越追求高質量的生活享受，數字高清電視轉播車逐漸走入人們的生活中。其是以汽車為主要載體，且是移動的電視節目轉播系統。本文主要對電視轉播車系統的設計原則、信號流程和所用設備做了簡要的分析，并對主要的音頻系統和視頻系統作了簡要介紹。

關鍵詞：數字高清；電視轉播車；汽車；設計；應用

隨著電視科學技術的迅猛發展，目前數字高清電視轉播車無論在制作質量上還是在功能上，都提出了很高的要求。數字高清電視轉播車是一種以汽車為主要載體，并且移動的數字高清電視轉播系統，其作為電視節目錄制和直播等主要手段，在電視節目生產活動中起著不可忽視的作用。

1 轉播車系統的設計原則

研究發現，一般轉播車內部空間狹小、工作位不多，使得高清轉播車系統較復雜。設計原則主要可分為以下幾方面：

①設計功能完善性：在設計時要有全局性觀念，要為今后功能升級做準備，且要提供國際通用信號，并可多路輸出。

②技術先進性：設計系統應盡量符合今后電視事業的發展，要有一定的超前意識。系統設備采用穩定的先進技術。

③系統運行可靠性：轉播車系統要有很好的可靠性能，設計方案必須具備完善的應急操作措施，還要注重系統的安全性、可靠性、網絡化，要有自動故障診斷功能。

④操控靈活性：操作系統要做到簡單、便捷，同時維護方便、信號調配靈活。通過技術手段降低系統集成度，提高全系統信號調度的安全性和靈活性。

2 轉播車的總體設計

研究發現，一般電視轉播車采用以下3 種車體結構類型：直掛式車體結構、拖掛式車體結構和一體式車體結構，如下表一。拖掛式車體結構，一般多適用于對工位面積和設備數量等要求都比較高的超大型、大型轉播車上，這種車型具有制作工位多、車內面積大、承載能力強的特點；一般直掛式車體結構，多適用于中型轉播車，其設備安裝和承載能力也比較大，但車內面積和制作工位的數量相對拖掛式車體結構較少；一體式車體結構，常適用于需要靈活性極強的小型轉播車上。

在轉播車的設計中要充分利用車內有限的空間，還要充分考慮了人機界面的交互性和舒適性可以將車內制作工位進行模塊化整合，在有限的空間內合理地安排下大量工位和設備機柜。

3 轉播車的音頻系統和視頻系統設計

3.1 音頻系統設計

（1）音頻標準

現代我國數字電視音頻系統發展趨勢是使用 5.1 聲道，而國內的數字高清電視轉播車都是采用模擬雙聲道音頻信號。從數字雙聲道音頻直接過渡到多聲道并不容易，通常是把現有音頻系統升級到 6 聲道。

而高清電視節目質量是基于 DVD 水平的發展，所以采用 5.1 聲道音頻信號是轉播車音頻系統發展的必然趨勢。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），低頻增強聲道（LFE），左環繞聲道（LS），右環繞聲道（RS），其中低頻增強聲道圖中未標出

轉播車音頻系統的取樣頻率、頻率范圍、量化比特、預加重網絡、校準電平等標準如下：

取樣頻率：首先選用 48kHz，也可以選用 32kHz 或 44.1kHz。低頻增強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，優選20bt線性量化，此外也可以選用 16、18 及 24 bt線性量化；

校準電平： GY/T 192-2003《數字音頻設備的滿度電平》；

預加重網絡：不可以采用預加重網絡。

（2）音頻系統設計

高清轉播系統的標準設計是5.1 聲道音頻系統，需要使用多監聽大型數字調音臺。在音頻系統設計時：首先，采用數字格式記錄音頻信號。無論音頻記錄的數字錄音機還是高清記錄的數字錄像機，通常都用 AES/EBU 數字音頻接口標準。該接口為48KHz取樣，20/24bt量化。其次，監聽系統也比往常的系統的要復雜很多，一定要使用6聲道的全頻帶音頻監聽系統。

傳統的設計相比，采用5.1音頻設計系統理念具有許多優點：

系統的靈活性大。音頻矩陣采用為模塊化結構，這些模塊專為數字音頻系統設計，并且可以直接連接各種音頻設備，避免了不同接口之間的轉換。調音系統母線比較多，控制面板靈活組合，整個系統可以根據工作需要進行靈活的配置。

音頻系統規模不受限制。音頻矩陣應具有 192x192（3097x3097）路輸入和輸出功能，其調音系統應具有多路DSP通道性能，此外還要結構清晰，連接簡便。

系統的可靠性高，這個設計方案系統的安全性提升到新的水平。所有模塊都可以進行熱插拔，并可進行冗余備份，也可根據需要對主板和控制單元進行備份，采用完全備份的雙星拓撲結構，從組件到系統實現了真正的無障礙運行。

系統信號強度高，不受傳輸距離的限制。由于整個系統結構是集散型的，因此音頻系統可以在離系統最近的信號站接收信號，然后通過光纖實現遠距離連接，這就減少了傳輸中的電磁干擾和異地間的接地噪聲等問題。

3.2 視頻系統設計

（1）視頻標準

以下是國家廣電總局HDTV 標準

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

高清晰度數字電視使用符合SMPTE 292M標準，接口采用串行數字分量傳輸數字分量信號及其內嵌的多路數字音頻信號，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

高清晰度視頻系統的同步信號采用三電平同步信號。為了實現精確，且具有最小振蕩的同步分離，要將定時邊沿中點放在視頻消隱電平的中部，能使系統在多噪環境中保持定時的可靠性、準確性。

采用主備倒換的設計方案，使用兩臺同步機和一臺自動同步倒換器，在一臺同步機出現故障而無法提供同步信號時，自動啟動另一臺同步機，這樣就可以保證系統持續提供同步信號。

4 結束語

由于人們對文化生活水平需求的提高，觀眾對電視轉播車節目的質量提出了更高的要求，針對不同的節目，應有專業化的電視設備來進行轉播，高清電視轉播車在未來得到更廣泛的應用。

參考文獻

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