高清电视转播车音频系统的构建

在高清电视逐步普及后，数字电视伴音的形式必将随之面临巨大的变革，取而代之的必将是使观众有身临其境之感的多声道伴音。

转播车的音频系统的制作能力和安全特性必将会受到越来越多的重视，下面就满足高清电视转播用的转播车音频系统的构成及控制调试作一剖析。

1 高清电视音频系统的组成
转播车音频系统主要由：音频信号输入部分(信号输入所需传输设备、信号分配设备)，音频信号控制与调整部分(调音台、音频周边设备)，音频信号输出部分(监听、外接口板、微波、送给录像机的不同输入、加嵌器、下边换器)，音频系统的同步(系统本身的同步设备、与视频相关的同步设备)组成。

以往大多数转播车的车内音频系统都比较简单，通常是将现场扩声调音台的合成信号送至车内，再与观众效果话筒经车载调音台混音后输出送至传输及记录设备，从而完成转播工作。

使用这种方法，实际上转播车只能控制信号的有、无、大小，却无法控制信号的平衡，因为现场调音师调整的是现场扩声音响系统，现场信号效果好，并不代表转播音频信号的效果就一定好。

因为录音时的平衡调整与扩音时的平衡调整是有很大区别的。

因为几乎无法在顾及现场效果的同时，通过现场调音台提供适合多声道播出的信号。

为此在高清转播车上采用多声道音频系统设计方案，且现场扩声和播出音频分别调整，即现场扩声由现场调音台来完成，而转播音频信号的调整则由车内的调音台来完成，也就是说扩声调音台与转播车车载调音台应同时共享包括话筒、放音设备、乐器信号在内的所有音源信号。

由两个调音台分别调整各自的平衡，以便确保现场和转播均获得最佳的音响效果。

1.1 现场扩声系统
现场扩声系统的连接如图1所示。

1)根据话筒的输入数量及线路电平输入数量的需要分别插入不同板卡。

2)在远端接口机箱背板要安装足够的输入、输出接口(卡侬)。

模拟、数字接口与现场扩音调音台或电台录音调音台相联，主备光纤与转播车相联。

3)远端接口机箱可以由车载调音台控制增益、均衡等参数。

考虑到音视频工作时间的不同步，音频人员通常要比视频提前进入节目制作现场布置话筒、调试系统，而此时转播车还没有到达现场，远端接口机箱还可以脱离车载调音台，由笔记本电脑在现场直接控制(增益、均衡等参数)。

1.2 现场扩声系统与车载调音台的连接
考虑到系统运行的安全性，特别是重大活动的直播，要求外来信号采取主备方式同时送到位于转播车内的机箱，供车载调音台调用。

为了使声音信号在传输过程中尽量减少损失，主备信号光纤应以传输为
高清电视转播车
音频系统的构建
[摘　要]　在构建用于高清、标清、模拟的电视转播车的音频系统时，以信号的控制能力、
与视频系统相配合的能力、系统本身的灵活与安全为出发点，最终使系统达到操
作简单、功能灵活。

[关键词]　音频系统　高清电视转播车　多声道　同步
姜世杰
主，模拟传输为辅。

这部分的系统连接如图2所示。

(1)远端接口箱输出的主MADI 信号，通过转播车上的主MADI 光纤分配器一分为二，其中一路MADI 信号送入主调音台车载接口机箱，供主调音台使用；另一路MADI 信号送入备份调音台的车载接口机箱，供备份调音台使用。

(2)远端接口箱输出的备MADI 信号通过备MADI 光纤分配器一分为二，分别送至主备调音台，作为备份输入信号。

(3)除光纤传输通道以外，还须有一条多芯模拟音频电缆，既可以将远端信号直接送入车载机箱，供主、备调音台调用，也可以将其送入车载机箱的MADI 卡，返回到光纤分配器，再被主、备调音台同时调用。

(4)在转播车外接口板处设有外来信号输入端口，其信号传输过程与多芯模拟音频电缆相一致。

(5)从远端接口机箱到转播车采用摄像机光纤，因为每根摄像机光纤内含有2根光纤、一路电源、2根控制信号线。

所以既解决了主、备MADI 信号的传输、远端接口机
箱的供电，又有很多根摄像机延长缆可以作为备份以解决远距离传输问题。

(6)摄像机机头话筒、VTR、EVS 等输出信号送入车载接口机箱，经MADI 卡输出光纤信号返回到光纤转换器，再送入主、备调音台。

2 音频信号控制与调整
对以大型节目的转播为主的转播车来说，音频系
图2　现场扩声系统与转播车音频系统的连接
图1　现场扩声系统的连接
统对信号的控制能力、与视频相配合的能力、系统的灵活与安全，是转播车音频系统的技术关键。

2.1 音频系统控制与调整的核心——调音台
随着电视数字化进程的不断加快，全球越来越多的用户在大型转播车中选择使用数字调音台，但是数字调音台各有不同，下面几点是其选择的基础。

(1)系统是用于各种实况转播，现场调音完全不同于后期制作，操作人员会面临许多无法预料的实际问题，要求在很短时间内予以解决，因此调音台人性化的设计便显得尤为重要，良好的人机关系能为调音师迅速解决问题提供极大的方便。

(2)转播车的工作环境与演播室存在着很大的差异。

转播车内音频系统的核心是调音台，如果调音台出现故障，可能会导致整个系统瘫痪，因此调音台是否能够满足对温度、振动等高标准的要求，将关系到能否确保转播任务安全、顺利完成的一个重要因素。

(3)调音台需具备音频跟随视频的能力。

在电视转播过程中，保持声音与画面的高度一致性，是确保获得真实现场效果的重要技术环节，这就要求调音台应具备音频跟随视频的能力。

要求调音台具有内置矩阵，通过Probel(SW-P-02) 或者ARMI协议，视频控制器可以控制调音台的矩阵和快照调用。

在这种情况下，调音台的矩阵就成为视频矩阵中的一部分(音频矩阵层)，完全实现音画同步的功能。

此外，还可以通过视频切换台的GPIO控制接口，对调音台的推子电平、通道开关、甚至EQ、动态等音频参数的设定进行自动化的调用，达到音视频高度配合。

例如在体育节目转播中，如摩托车比赛或者马拉松比赛，当不同角度的摄像机开始工作时，该摄像机所对应的话筒会被打开，这就意味着用户可以选择输入的话筒(跟随摄像机)通道，调音台的GPI 信号可以自动设置用户定义的推子变化时间和两个不同位置之间的电平值。

基于GPI信号，通道可以设置不同的衰减，重现用户定义的持续时间和输入输出电平。

这就是说在比赛现场，当摄像机被切入主画面，相应的音频信号会自动打开并调整到合适的位置，而前一个摄像机的音频信号就会自动关闭，录音师只要看着推子自动滑动就可以了。

这使得录音师可以将精力集中在解说词、现场音效和卫星信号传送等方面，将大部分相对机械的控制功能交由调音台自动完成。

(4)调音台需具备环绕声制作能力。

(5)根据经费情况选择不同品牌调音台。

2.2 声、画同步及延时补偿
在高清、标清、模拟并存的电视转播车系统中，会有高、标清视频信号上、下变换，模拟数字信号的A/D、D/A转换等情况出现。

此外，兼容高/标清视频信号的切换台、画面分割器也会引入相应的视频延时。

人对声音和画面的自然同步感是存在忍受阈值的，如果音频超前或落后视频信号太多，人就会产生声、画不同步的感觉。

针对这一点，根据视频信号流程和处理方式，在音频系统流程中不同部分加入了相应的延时处理设备或手段，保证在总体信号输出前音频与视频保持相应的同步状态。

(1)在调音台连接音频矩阵和送主节目输出的通路上，利用调音台自身的延时功能，对需要延时的信号进行延时处理。

(2)利用延时器，对调音台无法完成并需要延时的音频信号进行必要的延时。

(3)利用上、下变换器的延时功能使输出的高、标清信号中的音视频保持一致。

上述做法的目的是使用最少的硬件环节，保证在信号处理流程、记录过程、输出过程以及监听信号流程中，所有通路的延时都不会超过自然阈值。

3 音频信号输出
音频信号的输出主要包括监听、外接口板、微波、送给录像机的不同输入、矩阵、视频相关设备(下变换器、加嵌器)、DOLBY编码等设备，在微波、录像机、外接口板等处，需采取多种备份方案，以保证在直播、录像过程中音频信号不中断。

这部分的系统连接见图3。

根据转播车的工作性质，笔者认为最需要注意以下几个环节。

3.1 音频输出矩阵
音频系统输入部可由调音台本身的输入矩阵来实现其功能，在系统输出部分设置矩阵的主要目的是便
于节目互转、便于不同信号的单独记录、非播出音视频信号的记录和制作。

(1)便于节目互转
所有高/标清录像机和慢动作(EVS)的输入和输出信号都与这个音频矩阵相连接，当需要两者进行素材互转时，随着视频矩阵将相应视频信号切换到位、音频矩阵也同时动作，将相应音频通道连通。

如需要将VTR1的素材采集到EVS中时，只要视频矩阵进行了选择，音频将自动跟随，这样就节省了许多环节(以往是靠跳线盘解决)，既灵活又安全。

(2)便于记录单独不同场景话筒信号
对于每个摄像机位来说，其声音成分及比例都是与其位置及拍摄角度紧密相关的，在系统设计中，将调音台信号送入这个音频矩阵，并且作不同的声场环境的编组。

当需要记录或传送某一机位的视频信号时，音频矩阵同样可随着视频信号的切换而将相应输出自动转换到适当的环境声信号。

(3)便于非播出音视频信号的记录和制作
由于导演根据不同需要经常进行单挂(在切出信号以外另录一些素材)，此时可利用这个音频矩阵将对应此视频的音频信号切换到录像机通道上。

3.2 选择和使用适合的矩阵
特别要说明的是，在选择音频矩阵时，应选择与视频矩阵同一厂家的产品，以避免由于接口协议等问题造成音频与视频的联动能力受到影响。

为了安全起见，可将一个128×128矩阵设计成两个64×64矩阵，这样系统会更安全可靠。

将调音台的输出信号、所有录像机的信号、EVS 的信号、DOLBY编码的信号全部送入矩阵，根据需要选择路由，输送给不同的设备。

这样可以使系统更加灵活、功能更加完善。

3.3 保证录像机输入音频信号的完善、安全
转播车70％的任务是大型活动的录像工作，如果录像机记录的音频信号出现问题，节目制作时将无法弥补。

因此转播车的设计原则是合理利用系统资源，确保录像机输入信号不会中断，对此在系统中采取以下措施。

(1)将音频信号嵌入视频，随视频信号一起进入录像机，供录像时音频人员选择(根据记录需要选择
输入加嵌器的声道，因此，可以将声音记录在录像机图3　电视转播车音频信号输出部分
的任意声道上)。

(2)主、备调音台输出的模拟信号，经选择以后送入音分，再分别送给录像机(5、6声道的物理接口)输入，供录像时音频人员选择。

(3)由一个音频矩阵将AES信号送入录像机输入(1、2声道的物理接口)，供录像时音频人员选择。

(4)将DOLBY编码的AES信号经过另一个音频矩阵送入录像机输入(3、4声道的物理接口)，供录像时音频人员选择。

以上方案中，录像机输入部分已经达到了4重备份，即灵活，又安全。

3.4 监听系统音频信号的输出
监听设备是录音师判断录音质量和调整音频信号平衡的主要手段，如果监听系统发生问题，录音师是不可能很好地完成录音任务的。

(1)将主、备调音台的监听输出经过一台多声道音频选择开关(带遥控功能)选择后送入有源监听音箱系统。

(2)当监听系统发生问题，主备监听信号均不能监听时，可将监听信号送入备份调音台，由备份调音台的监听模块用耳机监听。

3.5 对车外信号的输出
对车外输出音频信号主要承担着为卫星车、光缆输送音频信号，因此需要与加嵌器、微波同等的待遇。

需要将主备调音台的模拟、数字输出经过主备两台多声道音频选择开关(带遥控功能、模拟、数字同时输入输出、带断电旁通功能)选择后，经模拟音分和数字音分分别送入主备(微波、加嵌器、外接口板)。

这样就达到了在输出通道上的“物理无瓶颈”。

在监听系统中使用的多通道选择开关和此处的选择开关是同一品牌产品，用一个遥控器可同时控制三台设备，达到输出、监听主备倒换的一键切换。

4 音频系统的同步
转播车数字音频系统的同步包括：数字音频系统本身的同步和与视频同步两个环节。

4.1 与视频系统的同步
一般转播车的视频系统采用2台同步机互为备份，当主同步机发生故障时，备份同步机经倒换开关自动接替其工作。

但是在主备同步机的倒换过程中，会出现丢失同步信号的问题，画面会出现抖动等不同步现象。

由于音频同步信号一般是由视频同步机输出的视频黑场信号转换为AES同步信号得来的。

因此，虽然视频主备同步机倒换过程很快，但还是会使音频系统丢失同步信号，这时系统会发出噪声(如喀喀声)，有时甚至会使音频系统在几秒钟内无法工作，无音频信号输出，这在直播过程中是不允许发生的。

4.2 数字音频系统本身的同步
由于数字音频设备所需同步信号的不同，主要有音频AES同步信号(如调音台需要)、音频字时钟同步信号(如效果器需要)、视频黑场信号(如DOLBY 编码设备需要)。

4.3 音频系统同步问题的解决
由于存在着视频同步机丢失同步信号的可能，存在着音频设备所需同步信号的不同，因此考虑采取以下方案解决音频系统的同步问题。

(1)所选音频同步机必须能接收视频同步机的黑场信号，并能同时转换为音频AES同步信号、音频字时钟同步信号，锁住所有音频设备。

(2)所选音频同步机必须具有当外来视频黑场同步信号丢失的同时，本身自有时钟信号提供给需要同步的音频设备。

(3)用两台相同的音频同步机，分别接收来自视频主备同步机的视频黑场信号。

两台音频同步机自锁在一起。

这样，无论视频黑场同步信号有无丢失，还是音频同步机中的一台发生问题，转播车的音频系统完全能继续良好的工作。

作为一台高清电视转播车，音频系统的安全性、灵活性、操作的人性化以及多声道的制作能力，是能否顺利完成转播任务的关键。

在音频系统的输入、输出、监听等关键环节所采取的备份措施，最大限度地保障了转播工作的安全、可靠。

对于设备的选择，系统设计上遵循的原则是操作简单，功能灵活。

工欲善其事，必先利其器，一个人机关系优良、工作稳定、系统灵活的高清转播车音频系统构建完成，就是为电
视录音人员提供了顺利完成任务的最佳武器。