廣州電視移動直播車視音頻系統設計和集成

肖幸偉

（廣州廣播電視臺 發射傳送部，廣東 廣州 510010）

1 項目概述

廣州廣播電視臺數字電視移動演播直播車的系統設計應具備功能完備、兼容擴展性強的特點，并符合國家有關數字電視標準，按照數字化、網絡化、智能化、模塊化的設計思路，滿足安全、完善和快捷操作的直播要求。

廣州數字電視移動演播直播車項目主要是配置一臺可在移動中實現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；電視信號移動傳輸覆蓋；通過可靠技術手段和技術方式在市區范圍內實現移動過程中同步傳輸信號；在發生突發事件時能實時將現場信號傳輸至與電視臺連接的各指揮中心。

該車能實現個性化資訊服務、突發事件信息傳輸、簡單要求現場直播等功能。直播車分為車體、視音頻系統、車載發射傳輸系統、接收回傳系統等子系統。本文只介紹視音頻系統設計和集成。

2 系統設計和集成

本項目要求配置一套3訊道車載演播室視音頻系統，系統以飛行箱的方式安裝，按照數字電視移動演播直播車視音頻系統集成項目技術要求進行系統設計和集成。

2.1 視頻系統

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矩陣為中心的應急通道。攝像機信號、錄像機信號、硬盤錄像機信號、字幕機信號、外來經延時器或幀同步機信號和同步發生器信號等分別接入視頻切換臺和數字視頻矩陣，視頻切換臺的輸出信號和視頻矩陣的第一路輸出信號經幀同步板和加字幕后，再經視頻2選1開關接入數字視頻分配放大器，它輸出4路供給外部接口板SDI輸出，一路供給微波發射機主輸入，一路供給視頻矩陣IN12輸入，一路供給車載移動發射機編碼器輸入，一路供給PGM監視用。

圖1 視頻系統方框圖

CCU輸出、幀同步機輸出、錄像機輸出、硬盤錄像機輸出、字幕機輸出、延時器輸出均可由4聯4液晶顯示器監看。系統還有跳線排作為主通道和應急通道的信號調配和技術監測，因此在直播和節目錄制過程中可方便地跳開故障設備而不影響正常操作。與此同時，為了增加系統的安全性和可靠度，預留增加備份視頻2選1切換開關、備份同步發生器、備份4聯4液晶監視器的功能。

2.1.1 系統信號源

系統信號源設置如下：

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

選用1臺14 bit標清廣播級演播室攝像機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。該攝像機運用ADSP數字處理技術，畫面質量異常出色，CCD單元采用120萬像素POWER HAD EX CCD，靈敏度達到F11，水平清晰度達到900線，信噪比達到65 dB，調制深度超過80%，拖尾電平達到－145 dB。

萬向微波系統的發射單元采用Gigawave產品，其發射頻率范圍為2.1～2.5 GHz，發射功率為100 mW，信號傳輸方向為水平全向/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，本機測試1.8 kHz，整機功耗為18 W，直流電源來源為攝像機電源/外接電源（如攝像機電源適配器），工作電壓范圍為11～16 V。信道調制方式為COFDM DVB－T 2k（編碼正交頻分復用）。

室外攝像機采用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，中央區域）。配備AW－PH650MC室外防雨防塵云臺。配備AW－PB504MC功能卡，用于SDI接口設備的SDI輸出卡。

鏡頭選用廣播級內聚焦數字鏡頭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MS－11。

2）系統設計配置2臺幀同步機、1臺帶延時器、1塊幀同步板用作外來信號擴展。

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

延時器采用波視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、放像系統設計配置1臺3通道數字硬盤錄像機，1臺單通道數字硬盤錄像機，1臺Digital BETACAM格式編輯錄像機（兼容SP，SX，IMX等格式磁帶重放）。

選用Thomson TURBO－1數字硬盤錄像機，其為廣播級3通道視頻服務器，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，模擬或數字音頻輸入/輸出，獨立的模擬音頻單元。可以每路錄兩通道音頻輸入，每路放兩通道音頻輸出。

數字BETACAM編輯錄像機選用Sony DVW－M2000P。其數字BETACAM記錄格式可兼容重放Betacam/Be?tacam SP/Betacam SX/MPEG IMX磁帶。可記錄4聲道20 bit數字音頻信號。

4）系統設計配置1臺數字字幕機，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作系統（數字型）。

2.1.2 視頻切換系統及周邊設備

系統設計切換臺為16路輸入、8路輸出、1級M/E的標清切換臺，切換臺主機及面板均要求配置雙電源。視頻切換臺輸入有CCU1輸出信號、萬向微波輸出經幀同步機輸出信號、車頂室外攝像機輸出信號、CCU4輸出信號、磁帶錄像機輸出信號、主備硬盤錄像機輸出信號、字幕機輸出信號、外接口板輸入經延時器和幀同步機輸出信號、同步發生器輸出信號。視頻切換臺輸出有：PVW MON信號，2路PGM信號分別送給2個視頻2選1開關，1路SDI輸出給字幕機，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。其利用成熟技術處理高清和標清的視頻信號。1 M/E控制面板，19 in機架寬，12個直切鍵按鈕，1 M/E配置提供了2個全功能鍵和2個下游鍵，每個全功能鍵都可以設置為線性鍵、亮鍵、色鍵和模式鍵，并且具有邊緣調整和遮擋的功能。由于采用了專門的幀存，在調整鍵邊緣寬度時不會有任何的鍵下垂，功能全面的M/E劃像包括增強型劃像模式，并且支持快拍和宏調用。擁有M/E和特技的快拍記憶功能。采用先進的宏調用功能，可以設計一系列的操作，進行編輯，然后設置到控制面板的按鍵上，用于今后便捷的調用。

系統設計配置一臺16×16標清數字視頻矩陣，主機要求配置主備雙電源。該視頻矩陣用作信號調度、技術監視，其中一個輸出通道用作切換臺的應急備份，此通道輸出端應配置帶幀存的鍵控器。視頻矩陣輸入有CCU1輸出信號、萬向微波輸出經幀同步機輸出信號、CCU4輸出信號、磁帶錄像機輸出信號、主備硬盤錄像機輸出信號、字幕機輸出信號、外接口板輸入經延時器和幀同步機輸出的信號、FNL PGM1、FNL PGM2、F.B1信號、同步發生器輸出信號。視頻矩陣輸出有：1路經幀同步板和鍵控器給視頻2選1開關一的應急輸入，1路給預留的波形監視器輸入，1路給視頻2選1開關二的應急輸入，1路給磁帶錄像機輸入，1路給備份硬盤錄像機輸入，2路給監視編碼器輸入，4路給畫面分割器輸入，5路給外接口板輸出。

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

系統設計周邊設備（包括視音頻分配、D/A、幀同步板等）選用品質高、穩定的國際知名品牌，采用集成度高、可混插的機箱板卡結構。機箱雙電源備份，安裝有散熱扇，可充分散熱。設備模塊化設計、方便檢查和維護。

2.1.3 同步系統

同步信號發生器采用Tektronix的SPG300。它為車內的CCU1、CCU4、幀同步機1、室外攝像機控制器、磁帶錄像機、主硬盤錄像機、備硬盤錄像機、視頻切換器、備硬盤錄像機、16×16矩陣、編碼器、幀同步板、鍵控器、預留波形監視器、主備微波設備提供黑場色同步信號作為同步源，同時為視頻切換器和16×16矩陣提供測試信號，為字幕機提供數字信號作為基準。備份同步機SPG300通過ECO－4220來實現主用同步機SPG300在故障情況下的系統同步。

2.1.4 監視系統

主監/預監采用廣播級8.4 in液晶監視器2臺，SDI輸入。4 in 4聯液晶監視器2臺，模擬復合輸入，用于信號源的監看。8.4 in液晶監視器1臺，SDI輸入，用于主持人監看。4畫面分割器及37 in液晶監視器各1臺，用于車內壁掛監視器。

2.2 時鐘系統

采用模塊化時鐘設計，各功能采用模塊化方式。時鐘系統采用GPS授時控制器的方式。工作區有1U雙窗6位時鐘顯示，正計時顯示和倒計時功能。

2.3 通話系統

系統設計導演區配置1臺4通道通話主站，給攝像機等設備配備對應的2/4線轉換設備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線轉換器。

圖2 通話系統方框圖

系統設計無線單向發射機1臺，主持人的單向IFB腰包2套。采用Telex的TT－16無線單向發射機。無線IFB只聽腰包選用TR－16。

系統設計無線對講機系統為中繼轉發器1臺，雙工器（裝入中繼站）1套，無線對講機4套。無線對講系統設計要求能夠接入通話系統，無線通信范圍半徑大于300 m。中繼轉發器選用Motorola的GR3118。無線對講機選用Motorola的GP328。系統配置無線對講機系統收發天線及安裝附件。

2.4 音頻系統

系統設計設備與視頻系統配套，符合立體聲廣播級標準要求。音色應符合專業人員的主觀評價要求。系統結構類似于視頻系統，同樣由1個調音臺和1個音頻矩陣為中心的設備組成，如圖3所示。采用穩定可靠的模擬系統，調音臺的音源輸入可分為3個部分：第1部分為MIC輸入，1路車內MIC信號，2路車外MIC信號，預留1路MIC信號，它們都以提供現場拾音；第2部分為LINE輸入，1路為磁帶錄像機輸出信號，1路為外接口板輸入經延時器輸出的信號，1路為CCU1 MIC輸出信號，由攝像機提供現場音頻信號；第3部分為主備硬盤錄像機和外接口板輸入經幀同步機輸出的音頻信號。調音臺的輸出信號也可分為3個部分：第1部分為監聽MON信號，這部分信號被送至2個監聽音箱；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，并送至音頻分配放大器，經分配放大器分配后被送至微波、主備硬盤錄像機、磁帶錄像機、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和DVD輸出音頻信號。

圖3 音頻系統方框圖

系統設計采用廣播級模擬調音臺1臺，模擬輸入8路以上，4個立體聲輸入，不少于8個輸入物理推子，具有3個輔助輸出。調音臺應界面簡潔，操作簡便。系統配置1臺8×8模擬音頻矩陣帶面板作為備份。監聽采用專業有源監聽音箱1對及高質量監聽耳機1付。現場拾音傳聲器2個。

模擬調音臺選用英國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AUX輸出，8個輸入物理推子等功能。其擁有專利Ul?traMic傳聲器放大器。內置廣播級的Lexicon萊思康效果器，雙效果，可編程，可修改參數。

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

2.5 接口系統

系統設計考慮了與其他系統的級聯，包括視頻、音頻、Tally、通話、同步、時鐘和計算機網絡接口。轉播車外接口盤視頻輸入為1路數字外來輸入、1路BB黑場信號輸入。轉播車外接口盤除了配置常規接口外，還包括1個三同軸接口盤（該接口可內連CCU，外連電纜盤上的三同軸電纜）。考慮到今后的發展和靈活的配置，外接口盤預留足接口。視頻有數字和模擬輸入接口、數字和模擬輸出接口。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。聯絡有Tally、通話、電話、時鐘和網絡接口等。

2.6 飛行箱

直播車內所有設備箱體采用國內知名品牌，550 mm深6RU 19 in標準機柜箱4個，550 mm深8RU 19 in標準機柜箱8個，所有箱體配備相對應的帶輪滑板車，可固定于直播車內。

2.7 系統集成

項目由具有豐富的集成經驗、并完成過同等規模工程項目的系統集成項目的集成商完成。系統按3訊道設計，并預留一路數字萬向微波的接入通道。系統安裝要求合理、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品。并與車體改裝廠合作良好，施工工藝精良。要求布局科學，布線合理規范，線號清晰。

3 總結

廣州數字電視移動演播直播車于2009年5月基本完成安裝并進行試用。這一全新的模式開創了電視業界移動演播直播的先河，在每場移動直播的過程中都得到上級領導的極大關注和指導。一年多來，本臺數字電視移動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移動直播接待任務，尤其是在廣州亞運會、亞殘會火炬在中山傳遞、佛山傳遞和廣州傳遞等重大節目中發揮了重要作用，多次受到上級領導的肯定和贊賞。