電視中心同步系統簡介及山東廣播電視臺同步機系統搭建

晉哲

摘要：在電視系統中，為了正確重現圖像，在發送端需產生一些專門的同步信號，去控制接收端的掃描頻率和相位，實現收發端掃描同步。要鎖相的同步信號包括：色同步信號中的副載波、行同步、場同步以及P脈沖。山東廣播電視臺電視播控中心采用三臺SPG8000主控同步/時鐘信號發生器和兩臺ECO422D主備同步信號切換器組成，這是一個絕對安全的同步信號發生系統。

關鍵詞：同步;同步信號;鎖相

同步對于電視播控中心是一個非常重要的概念。必須在電視播控中心建立起全臺信號的總同步，同步信號的定時就是建立起整個電視系統的時間標準。為了實現來自不同信號源的多路信號的混合與切換必須使本臺同步機產生的各種同步信號與外來信號中的同步信號在頻率與相位上嚴格一致。同步機的這種工作方式稱同步機的鎖相。

一、要弄清楚同步是如何實現的，我們首先要了解模擬視頻定時的基礎以及模擬定時是如何工作的。

1.掃描同步與色度同步

掃描的同步指為了正確地重現發端的圖像，收端與發端的掃描點（像素）在時間上和屏幕幾何位置上一一準確對應。這就要求收端與發端的掃描頻率相同、起始相位相同、掃描波形一致，即收端和發端的波形必須同步，須在圖像信號中加入同步信號一起傳送。為此，設立了行、場同步脈沖信號，分別解決行、場掃描的同步問題。兩者簡單的組合，就構成簡單的復合同步信號。

色度的同步是指為了在接收端正確重現發送端的圖像的彩色，保證彩色不發生畸變和消色現象，必須在發端發送色同步信號。色同步信號的作用有三個：①作為接收機恢復副載波時的頻率相位標準;②從中導出逐行倒相的PAL識別信號;③作為彩色色飽和度自動控制電路的基本依據。

2.同步鎖相

為了保證圖像信號從發送端到接收端穩定、準確地傳送，一般情況下，播出系統需要的同步脈沖信號有彩色黑場信號、同步脈沖信號、副載波信號、行驅動信號、場驅動信號等。電視臺設置有同步機，產生各種所需的同步信號。這些信號在幅度、頻率、相位、波形等方面的特性都作出了嚴格規定，頻率和相位有著嚴格的關系，可由一個標準的定時信號通過一定的處理和變換來產生。當然現在大多數視頻設備上均配備了同步脈沖解碼器，它們只需要一個彩色黑場信號，即可自行分離出所需的各種同步信號，最終實現與系統完全同步。黑場色同步信號通常用于系統設備的定時（同步鎖相）。它是由行同步和場同步以及少許個彩色副載波（色同步）組合在一起的信號。黑場色同步術語來自于這樣一個事實，即信號的有效圖像部分在黑電平上，彩色色同步提供了用于彩色成幀的一種同步基準。

二、HD模擬行定時與HD模擬場定時

1.在HD模擬行定時中，HD三電平同步用來取代標準清晰度中的雙電平復合同步脈沖。同步的基準點位于消隱期的脈沖上升沿上，不過該基準點的高度仍為三電平行同步高度的一半。三電平信號有著較快的上升時間邊緣，這是因為隨著高清晰度頻率帶寬的增加，對定時邊沿的要求相應也應當更準確。因為這樣可以改善抖動的狀況和同步分離的性能。由于存在著各種各樣的HD格式，因此各種HD格式的定時間隔也可能有所不同。

2.HD中的模擬場消隱期要比標準清晰度電視簡單些，模擬高清有著各種格式，包括隔行掃描格式和逐行掃描格式。

三、數字行定時

模擬同步信號不適合于數字電視環境。在數字電視中，采用的是特定的編碼字序列來代表有效視頻的開始（SAV），而以另一種特定的編碼字序列來表示有效視頻的結束（EAV）。在這種以保留值表示的編碼字序列的數據包中，以3FF編碼字為開始，其后是000和000編碼字，最后是XYZ編碼字。XYZ字包含有F、V和H相關信息。這個編碼字序列的數據包用于數字視頻信號的同步定時。對于HD，亮度信號和色差信號有著各自的編碼字序列且二者交替傳送，即傳送順序為3FF（C）、3FF（Y）、000（C）、000（Y）、000（C）、000（Y）、XYZ（C）、XYZ（Y）。場計數從數字視頻信號的第一場中的第一行開始。

四、調整

如何調整系統的定時并進入到同步狀態，這是系統設施中最基本也是極其重要的一項步驟。對于運行在數字和標準清晰度或者高清晰度視頻環境中的多格式設施而言，同步亦變得更具有挑戰性，也日益顯得更為重要。同步機系統一旦發生問題，將影響所有頻道的播出安全，造成嚴重的后果。產生上述同步信號的同步機應具有以下幾個功能：

1.實現上述各同步脈沖間嚴格的頻率關系，然后用它來形成各種形狀的同步脈沖，稱為定時部分。

2.由定時部分來的信號形成上述種種規定波形標準的同步脈沖，并保證它們有嚴格的時間相位關系，這一部分叫做同步脈沖形成部分。

3.把產生合乎標準的同步信號放大到規定的幅度，通過低阻負載饋送給需要點，這由脈沖分配放大器來實現。

4、具有臺從鎖相和臺主鎖相的功能。

五、結論

山東廣播電視臺電視播控中心采用三臺SPG8000主控同步/時鐘信號發生器和兩臺ECO422D主備同步信號切換器組成，這是一個絕對安全的同步信號發生系統，只要任何一臺信號發生器正常工作就能保證整個同步系統正常運作。SPG8000是一種精密的多格式視頻信號發生器，適用于主控同步和基準應用。提供多種視頻基準信號，例如黑場色同步、HD三電平同步以及串行數字和復合模擬測試碼型，同時提供定時碼、NTP（網絡時間協議）等時間基準信號。ECO422D是一種高性能的通用同步切換器，它是為串行SD/HD數字電視環境應用而設計的。ECO422D切換器適用于分量或符合串行數字視頻信號、AES/EBU數字音頻、三電平同步信號和帶有色同步的模擬黑場信號。ECO422D的這種靈活性使得它成為混合格式和全數字電視應用環境中的理想切換設備。