大連電視臺演播室音頻解決方案

王一春

【摘 要】 以大連電視臺600 m2演播室的改造為實例，詳細介紹了電視臺演播室音頻系統的設計理念和解決方案。

【關鍵詞】 電視臺；演播室；音頻系統；設計方案；備份方式；應急切換

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.03.007

Audio System Design for Studio of Dalian TV Station

WANG Yi-chun

（Dalian Radio and Television Station， Dalian Liaoning 116022， China）

【Abstract】Taking the transformation for 600 m2 studio of Dalian TV station for example， the design concept and solution of television studio audio system was elaborated in this paper.

【Key Words】TV Station； studio； audio system； design project； backup； emergency switch

1 引言

大連電視臺600 m2演播室主要用于中小型綜藝類節(jié)目以及訪談類節(jié)目的制作和直播任務。第十二屆全國運動會前期，為更好地完成直播和錄播任務，大連廣播電視臺投入1 800萬元，特別購置了高清衛(wèi)星車并搭建了箱載式制作系統，為比賽信號的制作與傳輸提供了強有力的技術保障。改造后的600 m2演播室背景區(qū)由兩部分構成，主景區(qū)承擔新聞出像、節(jié)目串聯、賽事解說任務，訪談區(qū)承擔特邀嘉賓演播室訪談任務，演播室具備四路賽事直播信號同時接入功能，與另兩個演播室可實時連線，持續(xù)使用時間長達156小時。在節(jié)目制作過程中，現場可同時容納一定數量的觀眾及演職人員。

為最大限度地提高系統的性價比及設備的利用率，現場擴聲系統的設計采用固定安裝與流動揚聲器相結合的方式。

2 設計原則

系統設計在滿足功能的前提下，遵循以下原則：

2.1 先進性

近年來，信息技術、網絡技術的高速發(fā)展和日趨成熟，使得其在音頻領域的應用更加深入，主要體現在音頻信號的數字化、網絡化傳輸、網絡化監(jiān)控、分配與集中控制等。同時，信號流程、系統狀態(tài)、設備工況的智能化監(jiān)控、糾錯與恢復功能也被充分地利用。

2.2 可靠性

基于現場直播和現場擴聲的安全性、實時性的特點，演播室的音頻及擴聲系統結構采用雙鏈路設計，主備系統切換快速、簡單、有效。核心設備選型充分考慮產品的穩(wěn)定性、硬件結構的安全性等。

2.3 通用性

演播室的各種音頻設備除了滿足系統配置技術要求外，還考慮了設備的通用性及可擴展性，方便日后系統的擴展及升級。

3 設計方案

3.1 不同工作模式下的系統結構

由于演播室具備直播功能，因此系統配置主、備調音臺。然而，為了提高設備的利用率，備用調音臺在非直播模式下可以方便安裝于航空箱內流動使用，兩種模式下系統的轉換可以通過跳線實現。以下詳細論述兩種模式的系統結構。

3.1.1 非直播模式

根據演播室的實際使用情況，非直播模式的利用率高于直播模式的利用率。因此，系統的常態(tài)模式按照非直播模式進行搭建。系統中有線傳聲器和無線傳聲器信號全部通過跳線接入主調音臺。來自視頻系統的信號（如磁帶錄像機、非編工作站）全部同時具備模擬和數字信號輸出，因此，為了提高系統的性價比，節(jié)省這部分信號所用的音頻分配設備，全部采用數字信號和模擬信號各進入1張調音臺的模式。其他來自視頻系統的信號（如外來解嵌信號，共5路AES），由于只具備數字輸出，只將前2路常用通路接入主調音臺，后3路不常用通路接入備用調音臺。同時，按照非直播模式下節(jié)目的不同規(guī)模，對無線傳聲器及周邊音源的需求會有所不同。因此，將無線傳聲器及周邊音源全部安裝于航空箱內，方便演播室空閑或不需要很多通路的情況下，將設備流動安裝到需要的演播室或外場地使用。

非直播模式下的音頻信號流程如圖1所示。系統中的播出/擴聲信號切換設備固定安裝于演播室內，且在非直播模式下，所有切換器全部切換并保持在主狀態(tài)。切換器采用按鍵式切換方式，無需復雜的操作，只需按下幾個按鍵，同時，有明顯的指示燈指示當前功能，防止操作失誤。

3.1.2 直播模式

當演播室進行直播時，系統框圖如圖2所示。此時，需要通過跳線將原系統中連接到主調音臺的有線傳聲器和無線傳聲器信號跳接到主、備調音臺信號共享機箱。該共享機箱具備16路傳聲器/線路兼容的板卡及8路模擬線路輸入/輸出板卡，同時具備將這24路模擬信號轉換成MADI信號格式的板卡，最終輸出主、備MADI信號，再進入MADI分配器一分為二，一路連接到主調音臺，另一路連接到備用調音臺。通過以上MADI共享的方式，使得主、備調音臺同時獲取了有線傳聲器和無線傳聲器信號。來自視頻系統的信號，也同時具備數字和模擬輸出，分別接入到主、備調音臺，使得音源信號也實現了主備共享。兩張調音臺各自完成信號的制作之后，主調音臺輸出主擴聲信號和主播出信號，再進入后端擴聲和播出信號切換器的主通路；備用調音臺輸出備擴聲信號和備播出信號，再進入后端擴聲和播出信號切換器的備用通路。擴聲信號經切換器之后，送入后端的擴聲系統功率放大器及揚聲器系統；播出信號經切換器之后，送入后端的視頻加嵌器、錄制系統及監(jiān)聽系統。正常模式下，切換器切到主通路，主調音臺送出播出及擴聲信號，當主調音臺出現故障時，通過兩個按鍵，迅速將播出/擴聲切換器切到備用通路，此時，備用調音臺全面接管主調音臺送出的播出及擴聲信號。以上切換過程完全是無縫的，聲音沒有任何中斷及任何可聞噪聲，且整個切換過程簡單、快捷、有效。

以第十二屆全國運動會的轉播為例。本次轉播是600 m2演播室改造后第一次使用，其轉播形式又是全天大時段直播，因此，保證直播中不出現故障就是重中之重。在演播室改造設計方案中，首先根據直播的形式以及前期與直播頻道工作人員的溝通，音頻部分確定為無擴聲直播。為了直播的安全，將演播室所有的音頻信號，包活主演播室主持人出像聲、比賽現場傳回的國際聲、沈陽前方演播室主持人出像聲、沈陽演播室的解說聲、主演播室與前方記者的連線、主演播室與沈陽演播室的連線都進行了備份。演播室的兩張STUDER VISTA1調音臺通過MADI光纖分配切換器共享一個D21接口機箱，來實現音頻信號和播出信號二選一，從而實現了主、備調音臺對音頻信號共享，完成了聲音的備份。在全運會開幕前的準備階段，工作人員使用音頻跳線在跳線盤上把直播節(jié)目中所需要的所有音頻信號接入D21接口機箱，實現備份。如果主調音臺在直播過程中出現緊急情況，通過切換器一鍵無縫切換，由備用調音臺將所有信號接管，保證直播的安全。

3.2 系統的技術優(yōu)勢

3.2.1 利用光纖實現主、備調音臺信號共享的優(yōu)勢

通常情況下，演播室現場的各種信號是通過模擬電纜經過傳聲器分配器或線路分配器后，分別饋送至播出和擴聲調音臺。如果信號的數量太多，則必然需要多條多芯電纜。一般12芯電纜的直徑可達24 mm以上，至少需要2條電纜方可滿足目前系統的需要，不僅敷設量大，而且長距離傳輸還可能造成信號的衰減或引入噪聲。因此，系統中利用STUDER VISTA1調音臺的共享機箱功能，將演播室現場的有線及無線傳聲器信號，先送入共享機箱，再將共享機箱的主、備光纖信號經MADI光纖分配后分別送至主、備調音臺，兩張調音臺同時獲取這些信號并分別調整后，完成主備信號的制作。共享機箱與兩張調音臺之間采用MADI主、備光纖連接，因此，僅需1條4芯光纖便可解決系統所需傳聲器輸入信號的傳送與備份需要，從而簡化了系統布線的工作量，同時也極大地提升了信號傳送的質量。共享接口機箱以及兩個調音臺所使用的MADI接口板卡均具備主、備光纖接口，當主光傳輸通路出現問題時，備份光傳輸通路自動接替，確保信號傳輸暢通無阻。

3.2.2 合理解決數字系統的同步問題

在數字域內對信號進行處理、混音、切換和傳輸時，必須嚴格要求幀與幀的同步，否則無法對數字音頻信號進行操作。因此，組建數字音頻廣播系統，信號同步問題十分重要。數字系統的同步問題是否能夠處理得當，是系統能否正常工作的關鍵環(huán)節(jié)。

系統的同步包括字時鐘同步和視頻同步兩個關鍵環(huán)節(jié)。AES同步信號是數字調音臺正常工作的參考時鐘，此系統選用STUDER公司的MasterSync同步及音頻分配器作為調音臺以及整個音頻系統工作的主時鐘。MasterSync同步器可以接收視頻黑場、音頻字時鐘、音頻AES同步等多種格式的同步信號，并將其轉換為音頻字時鐘、音頻AES同步等格式的信號。轉換后的AES同步，可以供系統中的各音頻設備使用，也確保整個系統在同一個參考時鐘基準下工作。

3.3 系統網絡化、智能化控制

系統中各個環(huán)節(jié)的關鍵設備，如無線傳聲器接收機、主備播出數字調音臺、信號處理器、功率放大器等，全部通過交換機組成一個智能監(jiān)控和設置網絡，如圖3所示。任何一臺接入網絡的計算機通過安裝相應的軟件即可對網絡中的設備進行控制和設置，這樣，操作人員通過網絡就可以監(jiān)測到整個系統的運行狀態(tài)。相應的軟件同時具備報警功能，設備的任何一點微小的故障，都能夠被檢測及定位，減輕了操作人員維護系統的壓力。

3.3.1 無線傳聲器系統的智能化控制

通過射頻環(huán)境掃描功能，幫助使用者在單一頻帶內找到最佳編組，判斷給定的一系列頻點是否兼容，根據射頻環(huán)境和硬件參數創(chuàng)建一系列新的兼容頻點等，從而提示操作人員最佳的使用頻率組合，而不必為此耗費大量寶貴時間進行人工查找。

不僅如此，操作人員還可以通過控制計算器對接收機的各種參數進行監(jiān)控，包括射頻、頻點、電池狀態(tài)、音頻等。同時，也可以將設置結果存儲起來，以便隨時調用。這樣不僅大大縮短了系統的調試時間，也為使用者帶來了極大的方便。

圖4顯示的是SHURE AXIENT無線系統計算機測試頻率以及分配頻率的軟件界面。系統計算的備用頻點一旦被存儲于接收機中，則SHURE AXIENT無線系統就能夠實現干擾監(jiān)測規(guī)避功能。即：當正在使用的無線頻率受到突發(fā)干擾時，系統能夠在備用頻率列表中選擇一個干凈的頻點進行使用，整個切換過程無任何聲音中斷。

這一新技術為更好地應對當今無線頻道越來越擁擠、不明外來干擾源越來越多、射頻環(huán)境越來越復雜的現實，提供了完美的解決方案。

3.3.2 數字調音臺的智能化控制

計算機能夠安裝與STUDER VISTA1調音臺界面完全一樣的軟件，實現臺面的并行控制功能，并且該功能可以通過無線網絡實現。尤其在擴聲系統的調試中，調音師可以拿著便攜式計算機走到演播室內任何一個角落控制調音臺的全部功能。

3.3.3 擴聲系統的智能化控制

擴聲系統包括擴聲信號處理器、功率放大器和揚聲器，通過智能化軟件可以對這些設備進行調試并監(jiān)測其運行狀態(tài)。能夠調試的參數包括：揚聲器的分頻點、延時、均衡、壓限、增益等。同時能夠監(jiān)測揚聲器的負載阻抗、功率放大器的溫度等。圖5顯示了BSS音頻處理器的計算機軟件界面。

4 結束語

本著經濟實用的原則，大連電視臺600 m2演播室的音頻及擴聲系統設計，充分考慮了電視臺的實際使用情況，整套系統達到了高性價比、高效率、高質量、高智能的要求。

（編輯 薛云霞）

以第十二屆全國運動會的轉播為例。本次轉播是600 m2演播室改造后第一次使用，其轉播形式又是全天大時段直播，因此，保證直播中不出現故障就是重中之重。在演播室改造設計方案中，首先根據直播的形式以及前期與直播頻道工作人員的溝通，音頻部分確定為無擴聲直播。為了直播的安全，將演播室所有的音頻信號，包活主演播室主持人出像聲、比賽現場傳回的國際聲、沈陽前方演播室主持人出像聲、沈陽演播室的解說聲、主演播室與前方記者的連線、主演播室與沈陽演播室的連線都進行了備份。演播室的兩張STUDER VISTA1調音臺通過MADI光纖分配切換器共享一個D21接口機箱，來實現音頻信號和播出信號二選一，從而實現了主、備調音臺對音頻信號共享，完成了聲音的備份。在全運會開幕前的準備階段，工作人員使用音頻跳線在跳線盤上把直播節(jié)目中所需要的所有音頻信號接入D21接口機箱，實現備份。如果主調音臺在直播過程中出現緊急情況，通過切換器一鍵無縫切換，由備用調音臺將所有信號接管，保證直播的安全。

3.2 系統的技術優(yōu)勢

3.2.1 利用光纖實現主、備調音臺信號共享的優(yōu)勢

通常情況下，演播室現場的各種信號是通過模擬電纜經過傳聲器分配器或線路分配器后，分別饋送至播出和擴聲調音臺。如果信號的數量太多，則必然需要多條多芯電纜。一般12芯電纜的直徑可達24 mm以上，至少需要2條電纜方可滿足目前系統的需要，不僅敷設量大，而且長距離傳輸還可能造成信號的衰減或引入噪聲。因此，系統中利用STUDER VISTA1調音臺的共享機箱功能，將演播室現場的有線及無線傳聲器信號，先送入共享機箱，再將共享機箱的主、備光纖信號經MADI光纖分配后分別送至主、備調音臺，兩張調音臺同時獲取這些信號并分別調整后，完成主備信號的制作。共享機箱與兩張調音臺之間采用MADI主、備光纖連接，因此，僅需1條4芯光纖便可解決系統所需傳聲器輸入信號的傳送與備份需要，從而簡化了系統布線的工作量，同時也極大地提升了信號傳送的質量。共享接口機箱以及兩個調音臺所使用的MADI接口板卡均具備主、備光纖接口，當主光傳輸通路出現問題時，備份光傳輸通路自動接替，確保信號傳輸暢通無阻。

3.2.2 合理解決數字系統的同步問題

在數字域內對信號進行處理、混音、切換和傳輸時，必須嚴格要求幀與幀的同步，否則無法對數字音頻信號進行操作。因此，組建數字音頻廣播系統，信號同步問題十分重要。數字系統的同步問題是否能夠處理得當，是系統能否正常工作的關鍵環(huán)節(jié)。

系統的同步包括字時鐘同步和視頻同步兩個關鍵環(huán)節(jié)。AES同步信號是數字調音臺正常工作的參考時鐘，此系統選用STUDER公司的MasterSync同步及音頻分配器作為調音臺以及整個音頻系統工作的主時鐘。MasterSync同步器可以接收視頻黑場、音頻字時鐘、音頻AES同步等多種格式的同步信號，并將其轉換為音頻字時鐘、音頻AES同步等格式的信號。轉換后的AES同步，可以供系統中的各音頻設備使用，也確保整個系統在同一個參考時鐘基準下工作。

3.3 系統網絡化、智能化控制

系統中各個環(huán)節(jié)的關鍵設備，如無線傳聲器接收機、主備播出數字調音臺、信號處理器、功率放大器等，全部通過交換機組成一個智能監(jiān)控和設置網絡，如圖3所示。任何一臺接入網絡的計算機通過安裝相應的軟件即可對網絡中的設備進行控制和設置，這樣，操作人員通過網絡就可以監(jiān)測到整個系統的運行狀態(tài)。相應的軟件同時具備報警功能，設備的任何一點微小的故障，都能夠被檢測及定位，減輕了操作人員維護系統的壓力。

3.3.1 無線傳聲器系統的智能化控制

通過射頻環(huán)境掃描功能，幫助使用者在單一頻帶內找到最佳編組，判斷給定的一系列頻點是否兼容，根據射頻環(huán)境和硬件參數創(chuàng)建一系列新的兼容頻點等，從而提示操作人員最佳的使用頻率組合，而不必為此耗費大量寶貴時間進行人工查找。

不僅如此，操作人員還可以通過控制計算器對接收機的各種參數進行監(jiān)控，包括射頻、頻點、電池狀態(tài)、音頻等。同時，也可以將設置結果存儲起來，以便隨時調用。這樣不僅大大縮短了系統的調試時間，也為使用者帶來了極大的方便。

圖4顯示的是SHURE AXIENT無線系統計算機測試頻率以及分配頻率的軟件界面。系統計算的備用頻點一旦被存儲于接收機中，則SHURE AXIENT無線系統就能夠實現干擾監(jiān)測規(guī)避功能。即：當正在使用的無線頻率受到突發(fā)干擾時，系統能夠在備用頻率列表中選擇一個干凈的頻點進行使用，整個切換過程無任何聲音中斷。

這一新技術為更好地應對當今無線頻道越來越擁擠、不明外來干擾源越來越多、射頻環(huán)境越來越復雜的現實，提供了完美的解決方案。

3.3.2 數字調音臺的智能化控制

計算機能夠安裝與STUDER VISTA1調音臺界面完全一樣的軟件，實現臺面的并行控制功能，并且該功能可以通過無線網絡實現。尤其在擴聲系統的調試中，調音師可以拿著便攜式計算機走到演播室內任何一個角落控制調音臺的全部功能。

3.3.3 擴聲系統的智能化控制

擴聲系統包括擴聲信號處理器、功率放大器和揚聲器，通過智能化軟件可以對這些設備進行調試并監(jiān)測其運行狀態(tài)。能夠調試的參數包括：揚聲器的分頻點、延時、均衡、壓限、增益等。同時能夠監(jiān)測揚聲器的負載阻抗、功率放大器的溫度等。圖5顯示了BSS音頻處理器的計算機軟件界面。

4 結束語

本著經濟實用的原則，大連電視臺600 m2演播室的音頻及擴聲系統設計，充分考慮了電視臺的實際使用情況，整套系統達到了高性價比、高效率、高質量、高智能的要求。

（編輯 薛云霞）

以第十二屆全國運動會的轉播為例。本次轉播是600 m2演播室改造后第一次使用，其轉播形式又是全天大時段直播，因此，保證直播中不出現故障就是重中之重。在演播室改造設計方案中，首先根據直播的形式以及前期與直播頻道工作人員的溝通，音頻部分確定為無擴聲直播。為了直播的安全，將演播室所有的音頻信號，包活主演播室主持人出像聲、比賽現場傳回的國際聲、沈陽前方演播室主持人出像聲、沈陽演播室的解說聲、主演播室與前方記者的連線、主演播室與沈陽演播室的連線都進行了備份。演播室的兩張STUDER VISTA1調音臺通過MADI光纖分配切換器共享一個D21接口機箱，來實現音頻信號和播出信號二選一，從而實現了主、備調音臺對音頻信號共享，完成了聲音的備份。在全運會開幕前的準備階段，工作人員使用音頻跳線在跳線盤上把直播節(jié)目中所需要的所有音頻信號接入D21接口機箱，實現備份。如果主調音臺在直播過程中出現緊急情況，通過切換器一鍵無縫切換，由備用調音臺將所有信號接管，保證直播的安全。

3.2 系統的技術優(yōu)勢

3.2.1 利用光纖實現主、備調音臺信號共享的優(yōu)勢

通常情況下，演播室現場的各種信號是通過模擬電纜經過傳聲器分配器或線路分配器后，分別饋送至播出和擴聲調音臺。如果信號的數量太多，則必然需要多條多芯電纜。一般12芯電纜的直徑可達24 mm以上，至少需要2條電纜方可滿足目前系統的需要，不僅敷設量大，而且長距離傳輸還可能造成信號的衰減或引入噪聲。因此，系統中利用STUDER VISTA1調音臺的共享機箱功能，將演播室現場的有線及無線傳聲器信號，先送入共享機箱，再將共享機箱的主、備光纖信號經MADI光纖分配后分別送至主、備調音臺，兩張調音臺同時獲取這些信號并分別調整后，完成主備信號的制作。共享機箱與兩張調音臺之間采用MADI主、備光纖連接，因此，僅需1條4芯光纖便可解決系統所需傳聲器輸入信號的傳送與備份需要，從而簡化了系統布線的工作量，同時也極大地提升了信號傳送的質量。共享接口機箱以及兩個調音臺所使用的MADI接口板卡均具備主、備光纖接口，當主光傳輸通路出現問題時，備份光傳輸通路自動接替，確保信號傳輸暢通無阻。

3.2.2 合理解決數字系統的同步問題

在數字域內對信號進行處理、混音、切換和傳輸時，必須嚴格要求幀與幀的同步，否則無法對數字音頻信號進行操作。因此，組建數字音頻廣播系統，信號同步問題十分重要。數字系統的同步問題是否能夠處理得當，是系統能否正常工作的關鍵環(huán)節(jié)。

系統的同步包括字時鐘同步和視頻同步兩個關鍵環(huán)節(jié)。AES同步信號是數字調音臺正常工作的參考時鐘，此系統選用STUDER公司的MasterSync同步及音頻分配器作為調音臺以及整個音頻系統工作的主時鐘。MasterSync同步器可以接收視頻黑場、音頻字時鐘、音頻AES同步等多種格式的同步信號，并將其轉換為音頻字時鐘、音頻AES同步等格式的信號。轉換后的AES同步，可以供系統中的各音頻設備使用，也確保整個系統在同一個參考時鐘基準下工作。

3.3 系統網絡化、智能化控制

系統中各個環(huán)節(jié)的關鍵設備，如無線傳聲器接收機、主備播出數字調音臺、信號處理器、功率放大器等，全部通過交換機組成一個智能監(jiān)控和設置網絡，如圖3所示。任何一臺接入網絡的計算機通過安裝相應的軟件即可對網絡中的設備進行控制和設置，這樣，操作人員通過網絡就可以監(jiān)測到整個系統的運行狀態(tài)。相應的軟件同時具備報警功能，設備的任何一點微小的故障，都能夠被檢測及定位，減輕了操作人員維護系統的壓力。

3.3.1 無線傳聲器系統的智能化控制

通過射頻環(huán)境掃描功能，幫助使用者在單一頻帶內找到最佳編組，判斷給定的一系列頻點是否兼容，根據射頻環(huán)境和硬件參數創(chuàng)建一系列新的兼容頻點等，從而提示操作人員最佳的使用頻率組合，而不必為此耗費大量寶貴時間進行人工查找。

不僅如此，操作人員還可以通過控制計算器對接收機的各種參數進行監(jiān)控，包括射頻、頻點、電池狀態(tài)、音頻等。同時，也可以將設置結果存儲起來，以便隨時調用。這樣不僅大大縮短了系統的調試時間，也為使用者帶來了極大的方便。

圖4顯示的是SHURE AXIENT無線系統計算機測試頻率以及分配頻率的軟件界面。系統計算的備用頻點一旦被存儲于接收機中，則SHURE AXIENT無線系統就能夠實現干擾監(jiān)測規(guī)避功能。即：當正在使用的無線頻率受到突發(fā)干擾時，系統能夠在備用頻率列表中選擇一個干凈的頻點進行使用，整個切換過程無任何聲音中斷。

這一新技術為更好地應對當今無線頻道越來越擁擠、不明外來干擾源越來越多、射頻環(huán)境越來越復雜的現實，提供了完美的解決方案。

3.3.2 數字調音臺的智能化控制

計算機能夠安裝與STUDER VISTA1調音臺界面完全一樣的軟件，實現臺面的并行控制功能，并且該功能可以通過無線網絡實現。尤其在擴聲系統的調試中，調音師可以拿著便攜式計算機走到演播室內任何一個角落控制調音臺的全部功能。

3.3.3 擴聲系統的智能化控制

擴聲系統包括擴聲信號處理器、功率放大器和揚聲器，通過智能化軟件可以對這些設備進行調試并監(jiān)測其運行狀態(tài)。能夠調試的參數包括：揚聲器的分頻點、延時、均衡、壓限、增益等。同時能夠監(jiān)測揚聲器的負載阻抗、功率放大器的溫度等。圖5顯示了BSS音頻處理器的計算機軟件界面。

4 結束語

本著經濟實用的原則，大連電視臺600 m2演播室的音頻及擴聲系統設計，充分考慮了電視臺的實際使用情況，整套系統達到了高性價比、高效率、高質量、高智能的要求。

（編輯 薛云霞）