521讯道数字电视转播车系统设计及实现.doc

技术祖国兵安徽省巢湖电视台摘要对整套系统的设备选型；系统的稳定性、安全性；功能的灵活性，布局的合理性，操作、检修的方便性进行综合设 计。巢湖电视台 5+2+1 讯道电视转播车就是依据这一思想 进行设计的。下文具体从车体系统、供电和空调系统、视 音频技术系统三大方面来介绍。本文介绍了巢湖电视台 5+2+1 讯道数字电视转播车的设计与实现，对车体系统、供电和空调系统以及视音频技术系统的各部分设计进行了详细阐述，对中小型电视台数 字标清转播车的集成设计有一定的参考价值。关键词5+2+1 讯道 移动飞行箱 数字标清转播车一 车体系统系统设计巢湖电视台转播车采用 5+2+1 讯道视音频系统，属于中型转播车，采用直挂结构。牵引车头底盘选用 VOLVO 公司生产的“FH400”型二类底盘改装而成；车体总长为 11.65m， 高 为 3.96m， 宽 为 2.49m； 电 动 液 压 支 撑 腿。 考 虑到车辆使用兼作 800m2 演播室制作机房，本车导演区采 用侧拉箱结构，增大了导演区的空间，侧拉箱拉出行程为 0.85m。整车分为四个物理分区，包括音频区、导演区、技 术区和维修区，良好的分区能够增加工作效率、减少相互 干扰。整车内部布局如图 1 所示。为了适应电视事业的发展，随着电视节目的多样性、灵活性、及时性的要求的提高，电视转播车将逐步进入各中小电视台。而随着广播电视技术的不断发展，电视设备的数字化改造进一步完善，数字标清转播车已成为各中小电视台的最基本选择，经济好的地区应选择高标清兼容的 转播车。因此，巢湖台根据本地实际从 2007 年底决定组装 数字标清转播车，经过考察、论证、设计、组装、调试等 一系列工作，于 2009 年 8 月集成结束，并于当年投入使用。电 视 转 播 车 像 一 座 流 动 的 电 视 台， 由 信 号 采 集、 制 作 到 播 出、 传 输 等 系 统 组 成。 在 系 统 设 计 上 要 做 到 最 周 全 的考 虑， 具 体1中 心 技术三 视音频技术系统数字转播车视音频系统的设计及设备性能应符合专业广播电视规范，采用标清数字电视信号，在功能和性能上相对于地市级电视台要有一定的超前性。电视转播车承担着重要的转播（直播）任务，系统设计一定要有充分的安全性和稳定性，同时应有完善的应急方案，系统设计还要具有整体性，在功能升级和扩展上应有一定的冗余空间； 考虑到转播车视音频系统可以兼容 800m2 演播室制作转播 任务，设计理念要本着满足外出和室内拍摄的要求。巢湖电视台 5+2+1 讯道转播车是指：7 路摄像机信号通 过三同轴有线讯道，其中 2 路可拆 卸飞行箱方式；1 路摄像机通过微 波的无线讯道，这 8 路信号经同步 后送入切换台进行节目制作。这种 结构设计的好处是移动飞行箱摄像 模块，可以移至小演播室作为演播 室摄录系统，提高设备的利用率， 降低电视台对设备的资金投入。另 外，本车可将外来的视频信号（模 拟复合、模拟分量或数字标清）通 过帧同步机、A/D 器同步转换为车 内需要的信号，参与到整体节目制 作。转播车外接口板可以输入 / 输 出模拟复合视频信号、模拟分量视 频信号、标清数字视频信号、模拟音频信号、数字嵌入音频信号、光信号、同步信号、通话信号等。该车能够满足大型文艺节 目演出和小型体育比赛的直播录制要求。整车视音频技术系统主要包括视频系统、音频系统、 同步系统、监视测试系统、TALLY 及时钟系统、通话系统等。 技术系统示意图如图 3 所示。二 供电和空调系统市电（380V）接入车内首先进入隔离变压器，从隔离变压器输出至配电盘，通过配电盘将设备用电、空调用电、 照明用电等按 UPS 和非 UPS 分开，未经 UPS 技术系统设 备供电经稳压器输出，接 UPS 的设备由 UPS 直接输出， UPS 供电采用在线式。无外电情况下，3kW 的 UPS 输出可 保证 30 分钟的供电，以确保节目内容的保存和重要设备的 正常关机，防止节目内容的丢失和设备的损坏。UPS 和稳压器均接有可切换的旁路直通开关。各分区 设备地线、车体外壳及电源地线用粗铜缆引至外部接口板 统一接地。交流配电原理图如图 2。考虑到车内设备密集，散热量 大，整车采用两台 3P 大金变频空调进行温度调节。1. 视频系统设备选型：摄像机是前期信号的采集设备，在视频系 统中占有很重要的位置。本车有线通道采用 Sony 公司的 BVP-E30P 机头，该机型特点为具有 14bit 模数转换，新 型的百万像素 CCD 单元，大于 30bit 的高精度处理电路， 低照度拍摄功能，最低为 0.035LX。无线摄像机采用 Sony MSW-930P 12bit 摄像机，因为这种机器能和目前的国产微 波设备有吻合的接口且清晰度良好。无线微波采用西安电 子科大生产的数字传输设备 WBJ-2000（扣板式），该设备53Advanced TelevisionEngineering2011/2ystem Technology32心技术谷 公 司 的 T U R B O -1， 这 款 机 器 具有 三 个 通 道，1 路 输 入 2 路 输 出，可同时工作，相当于一台录像机加2 台放像机作用。2. 监视测试系统车 内 监 视 系 统 主 要 采 用 平 板 监视器。因为平板监视器比传统的 CRT 监视器更加环保，更加节能， 同时也有利于提高整车的空间使用 率。我们没有采用大屏幕分割方式， 而是每路信号都采用独立的屏幕。 这样做我们认为有两个好处：第一， 避免因一个大屏出现故障而影响所 有的通道无法监视，使导演无法工采用 COFDM 调制和 MPEG-2 数字压缩编码技术，克服了模拟和常规数字技术下图像传输多径反射及遮挡所带来的困扰，实现了在运动中拍摄和实时非视距传输。为了防止现场其他频率对无线微波的干扰，采用可变频率传输，频 点变化宽度为 16MHz，步进宽度为 2MHz。镜头采用 22 倍 富士广播级 A227.8BERM-M48 的镜头 7 只，广角镜头采 用 13 倍富士广播级 A134.5BERM-M48 大广角镜头 1 只。 广角镜头用于摇臂上的摄像机以便于大场景的拍摄。视频通路采用主备方式，主通路为切换台方式，备通 道为矩阵方式。主通路正常工作时可以对全车信号进行制 作和调度，切换台拥有众多的辅助母线输出；备份通路的 矩阵只能作为简单的信号调度。如果主通路出现故障后， 通过 2 选 1 开关选择备份通路完成信号的调度，这样就能 起到应急调度的功能。切换台采用美国 Echolab NOVA-1716 切换台，它采用超大规模集成电路芯片设计，主机功耗仅 20W，极大地提高设备工作的稳定性；该设备具有 16 路数 字视频输入，16 路数字视频输出，16 路直切信号，1.5 级 M/E 功能，能够满足大型演出和小型体育比赛的节目制作 和调度的要求。162 数字视频矩阵采用挪威 NETWORK 公司的 VD1602，该矩阵为 16 路数字视频输入，2 路数字 视频输出，能够完成信号调度功能。车内录像系统是通过传统的线性录像机和硬盘录像机 两种方式组成。线性录像机采用主备方式保证节目的录制 工作；硬盘录像机既可以作为录像的备份，也可以用作慢 动作的制作、播放以及片花、垫片的播放等功能；慢动作 控制器采用 H I - T E C H 公司的 H T-884S。这样为文艺演出 和体育比赛提供了更加丰富的画面。线性录像机选用两台 Sony 公司 IMX 格式的 MSW-2000P 硬盘，录像机选用草作；第二，避免大屏幕分割而带来的每个画面分辨率降低。我们在技术区每个讯道装有一个小液晶监视器的基础上， 再增加一台 15”CRT 监视器，通过 16 选 1 矩阵来选看各 视频通道的主观效果。因为 CRT 监视器比液晶监视器有更 好的色彩表现效果。在技术区，系统配置了两台泰克 1741C 波形矢量示波 器，一台多格式 LV5100DE 数字信号测试仪。通过矩阵选 择来测试每个通道的视频是否标准。如视频信号不标准则 通过摄像机的 CCU 控制器进行调整。3. 音频系统该转播车需要兼顾外出独立工作和台内演播室节目 制作功能。根据音频节目流程，现场扩声系统或演播室扩 声系统作为一级调音系统，车内音频系统作为二级调音为 主，兼作一级调音备份。平时工作时接收来自现场调音台 的线路信号，将信号处理分配后送入记录设备和监听设备 中，一般只起信号通路作用。根据该调音台所承担的任务， 无需复杂昂贵的调音设备，只要求调音台有良好的操作界 面，工作人员能够非常直观地了解它的功能，操作简单， 运行稳定可靠。因此，本车选用美国美奇 ONYX24.4 型 24 路模拟调音台。关于本车的输入输出接口，考虑到在应急作为一级调 音台使用，外接口板除了预留一定数量的线路信号输入接 口外，还预留足够数量的 MIC 信号输入接口，在车内增加 了 MD/CD、卡座等音频信号源，以满足节目制作的各种要 求。此外，为了防止调音台出现故障影响节目，整个音频 系统可利用跳线盘，将输入输出信号直接跳接而抛开调音54现代电视技术2011.24中 心 技术台。音频系统图见图 4。4. 同步系统同步系统由两台美国 LINK 公司 SPG-812 主备同步机 及同步信号倒换器 PCO-818 构成稳 定的同步系统核心，主备同步机可 以自动进行倒换。同步机可以输出 模拟 BB 信号、音频 AES 同步信号， 可以接受外部锁相，其中一台 SPG- 812 可 以 输 出 标 清 数 字 测 试 信 号， 同步信号由同步倒换器输出，经视 频分配器后提供系统的黑场同步信 号，使各设备处于同步工作状态。 同步系统原理图见图 5。5. TALLY 和时钟系统这 两 种 产 品 都 是 选 用 青 岛 广 科 所 的，TALLY 控 制 器 选 用 的 是 TLD-6 系列，该系统可以通过软件 随系统功能变化，动态地显示信号 的 名 称、 颜 色， 使 提 示 清 晰 直 观。 TALLY 由切换台或 162 矩阵输出 的 GPI 信 号 经 TALLY 主 从 切 换 器 选择输出到 TALLY 控制器，由控制 器 去 控 制 相 应 TALLY 灯 的 显 示。 TALLY 原理图见图 6。时钟系统配有 GPS 接收模块和 标准时钟发生器，在正常情况下利用 GPS 工作，在无法接收到 GPS 信号 时，利用自身的时钟信号发生器提 供时钟信号应急工作，同时装有倒 计时时钟，为各工作区提供倒计时 时间。6. 通话系统本车采用有线通话和无线通话 相结合的方式。有线通话选用 Clear- Com 公司三台 IF4W4 通话矩阵，将 摄像机、外部接入通话、无线通话 中继站通过级联的方式接入 4 通道 通话主站 MS-704 上进行有线无线通 话，无线通话选用 MOTOROLA 无 线对讲机。两种通话既可混合使用又可分开使用，（下转第 60 页）55Advanced TelevisionEngineering2011/2ystem Technology765心技术接入 CCU、VTR 等音源设备的模拟输出，通过 A/D 转换后进入传输、记录、监听通路，一个数字 21 音频切换开关用于切换到应急状态。由于 101 模拟音频应急切换开关 信号源少而且是模拟输入，我们利用 Sony PDW1500 蓝光 盘录像机的嵌入音频输入，模拟音频输出的功能，制定出 了两级切换的音频应急系统，通过 PDW1500 蓝光盘录像机 的音频输入，经 1616FJORD 矩阵一级切换我们可以将其 他网关、EXT 等音频信号以蓝光录像机 EE 的方式模拟输 出而接入 101 模拟音频应急切换开关，如图 8、9。ZETA 100 数字调音台还有 8 路编组（GROUP）和 16 路多轨 (TRACK) 输出及其他多种输出，系统分配灵活丰 富，相对于新闻演播室的应用可以说系统是足够强大的。 图 10 为导控室音频区全景图。随着电视高清化进程的逐步实施，高标清过渡过程的 一步步进行，未来会产生更多的技术需求和制作手段，相 对于高清视频技术的快速发展，视觉上的清晰度的变化我 们已经充分地感受到了，而音频的变化在特定的节目类 型，如体育类和文艺类我们也能感受到 5.1 制作带来的听 觉上的变化。而只是视频信号清晰度上的增加并不是真正 的高清，我们不能忽视声音。新闻类节目现在还是立足于 数字立体声的制作，未来一些现场类节目的 5.1 环绕声制 作需求还是会有的，而实现 5.1 制作也会大大提高高清节 目的品质，在视听感受上将是质的提高，所以演播室的音 频系统相对于视频系统更需要我们积累一定的硬件设施， 设备选型立足于立体声还要预留 5.1 制作能力，积累音频 的制作经验，为实现真正的高清化做好准备。频“双眼皮”现象的出现。3. 应急系统设置由于是直播演播室，特别是无缝直播的新闻演播室， 音频系统的应急系统尤为重要。考虑到 ZETA 100 的安全性 和成本，应急系统我们选用了一套 101 模拟音频应急切 换开关 1 个，用于主调音台意外故障时的音频系统应急，（上接第 55 页）在有线通话主站无法工作的情况下，应急单独使用无线通话系统，确保转播车在节目制作转播时调度通讯的安全。在实际集成中，无线接收机接收有线通话系统的声音时音量偏小。为解决这个问题，我们对设计进行了修改，利用 了 24 路模拟调音台的一路空置线路输入，把无线接收机的 接收信号先送到调音台，利用调音台的放大功能，把信号 放大后再送到接收机，通过调整调音台推子的大小，达到 有线和无线通话系统音量的一致。通话系统原理图见图 7。 本车完成系统集成后，经广电总局广播电视计量检测 中心检测，该系统视频通道