音频录制系统的同步

1、 专业音响音频录制系统的同步王智摘要同步是保证音视频录制系统设备间精确运行、协同工作的基础，直接影响到 系统能否正常录制节目。笔者从音频录制系统的角度出发，阐述了同步在系 统中的作用、实现同步的方式和各种同步信号及其运用。关键词音频录制系统数字同步同步信号时间码音频录制设备1 概论科学技术的进步，尤其是数字技术的快速发展，带来了音频制作领域的发展与变革。从制作工艺方面看，节目录制已由单声道发展为双声道，并进一步向多声道环绕声发展。从设备领域看，已不只是局限于音频设备与音频设备的连接互动、模拟设备与模拟设备的连接互动，发展到了音频设备和视频设备的连接互动、模拟设备与数字设备及数字设备相互间的连接

2、互动。从录制系统来看，由一个简单的调音台和多轨录音机的连接，发展到由数字调音台、数字音频工作站、合成器、音序器、音源、效果处理器、多轨录音机的完整音频录制系统。在这样一个庞大的系统中，确保这些设备“同步”，是设备间协同工作的必要条件。两台设备电机转速微小的差异而产生时间上的漂移。带来音频录制上前后时序的差拍。数字设备的同步更为重要，数字设备之间传递的是数字信号，需要有精确的字时钟控制采样频率，不但要使各数字设备的采样频率一致，而且不能产生采样频率漂移。因为专业的音频设备，其采样时钟之间也存在高达+10ppm(0.001%的频率偏差，即使是一个非常缓慢的漂移也可能造成两个设备完全失去同步，产生跳

3、变或失真，带来劈啪的失真爆音，影响正常音频录制。所以，同步是整个音频录制系统正常工作的基础保障。3 同步的实现音频录制系统设备间的同步是通过同步器的时间码实现的。一个精确的同步系统包括一个“主机”和若干“从机”，有一个同步器以时间码为参考将“从机”锁定于“主机”的运行速度上。同步器可从主机和从机上读出时间码信息，并将这些时间码信息进行比较，然后输出控制信息，从而控制从机，使其能够以主机相同的速度运行。当主从机的时间码读出速率完全一样时，表明主从机间处在锁定状态，即完全同步。2 同步的概念及意义同步是指两个或两个以上事件，以相同速率精确地起始和运行。在音频制作系统中，同步有两方面的含义：一是保持

4、各种设备起始时间一致和按相同速度连续同步运行；二是保持各数字设备中由字时钟控制的采样频率同步。模拟设备之间及模拟与数字设备之间仅存在前一种同步，而数字设备之间需要两方面的同步。如两个模拟设备不同步，无论开始的时间多么一致，随着设备的运行，也会由于4 同步信号音频同步信号基本上有以下3种：时间码、MIDI8-22 专业音响信号和字时钟。4.1 时间码运用时间码进行同步是音频领域最常用的方法，大致有SMPTE/EBU、MIDI(MTC和IEC 三种基本的时间码。其中SMPTE 码是NTSC 制中采用的时间码，而EBU 码是PAL 制中采用的时间码。两者都应用在复杂的视频制作过程中，在声频中SMPT

5、E 则更普遍些。MTC 是广泛运用在MIDI 设备之间的时间码。IEC时间码则是用于R-DAT 之中的，较少用到。(1SMPTE时间码SMPTE 时间码是1967年由电影电视工程师协会(美 提出的用于录像带编辑的绝对地址码。他记录在录像带上，与视频同步信号有严格的对应关系。SMPTE 时间码是一个高频电子数字信号，由时间码发生器产生的脉冲流组成。SMPTE 时间码按记录方式分为纵向时间码(LTC和场逆程时间码(VTIC。音频制作中编码时间码的标准方法是利用LTC 记录在一个开放的声音通道上(通常为最高位置的可用磁迹。LTC是一种能转变成音频频率的数字信号，所以能记录在音频声轨上。在宽广的带速范

6、围内不论正向或反向LTC 都可从所录磁迹上直接读出。VTIC和LTC 携带同样的信息，但他用在录像带中，解码在可见的图像范围之外，垂直在视频信号中，实际上是在视频信号自身的场消隐时间内编码时间码信息。因为VITC 是视频信号的一部分，所以专业录像机在慢动作和暂停工作状态仍能读出时间码，且可在任何速度下准确地读出时间码，这个附加的便利使录像机上有一个音频或提示用的磁迹，而不需要插入窗口。如果设备需要，VITC能转变成LTC。VITC码也有缺点，如许多VCR 系统不能解码，不像LTC 能在任何时候录入，VITC必须与视频图像同时记录等。SMPTE 码的格式为“时：分：秒：帧”。音频磁带的每1/30

7、s和录像带的每帧用一个唯一的时间码地址为数码标志。用一个时间码解码器解出时间码地址，解码器是一个能选择正确的码数，引导录音机定位在某个时间点并从此同步播放的设备。(2MIDI时间码MIDI 时间码有两个特定的功能，其一是将通用的SMPTE 时间码转换成MIDI 协议中规定的数据格式后分配给MIDI 系统网络中的MIDI 设备；其二是提供传送所谓“设定”信息的方法，使控制微机能够在确定的时间发生时刻将各个接收设备同步起来。MTC作为实时参考标准而存在。他并不发送开始、结束等命令，并且不会改变乐曲的速度。他提供分、秒来计算的绝对时间参考，而不是小节、拍的参考。大量的多端口MIDI 接口设备都具备S

8、MPTE/EBU时间码端口，他常用来在记录设备上进行读写LTC 的工作，但通常要转变成MTC，以便被相应的计算机软件所接受。声频工作站软件都是采用MTC 作为同步基准，尤其是当工作站采取数字声频与MIDI 相结合的工作方式时更是如此。(3IEC时间码IEC 标准由国际电工委员会制定，规定DAT 按照SMPTE/EBU的标准完成全部数据记录的标准。此格式规定，将输入的SMPTE/EBU时间码对应DAT 的周期进行转换并记录在子码区内。由于DAT 的帧频为33.33Hz，SMPTE的帧频为29.97Hz，所以当时间码用于DAT 记录时，应转换为DAT 帧频的时间码。4.2 MIDI实时信息在每个M

9、IDI 系统中，将各个乐器和设备锁定在一起的最基本方法是MIDI 同步。这个同步协议最初应用于电子音乐系统中，目的是使各MIDI 设备的精确定时单元锁定在一起。这种协议通过在标准MIDI 电缆中传输的MIDI 实时信息来工作。同其他形式的同步一样，其中一个MIDI 设备必须指定为主机，向锁定的全部从机提供实时信息。MIDI 实时信息由4个基本类型组成，分别是：定时时钟、开始、停止和继续。“定时时钟”是以每四分音符24次(24ppq 的速率传送给MIDI 系统中的所有设备。在收到一个定时时钟信息后，“开始”指令指示所有连接着的设备从他们内部次序的开头开始工作。如果一个节目在次序中间，开始指令便重

10、新定位次序回到他的开头，并在这个点上开始工作。传送出一个“停止”指令后，系统中的所有设备停止在他们的当前位置上，等待后面的一个信息。接收到MIDI“继续”信息时，MIDI“继续”信息将指示所有音序器或鼓机从次序停止的精确点重新开始工作。使用这些命令，MIDI设备之间可很容易地同步。 专业音响MIDI 时钟和乐曲速度是有关系的，当主机的乐曲速度加快后，每秒钟内所发送的MIDI 时钟点也会增加，从机的乐曲速度也跟着增加。4.3 字时钟数字音频录音设备的采样数据是按照固定的采样频率流动的，字时钟通过精确的采样频率来控制数字系统中数据的流动速度。在时钟周期内数字设备要发送或接收一个声音采样数据，如设备

11、的采样频率是48kHz，则每秒钟内时钟就要采样48000次。字时钟通过这种方法来控制数字音频系统中的“磁带速度”。实际上，在通常的数字磁带录音系统中，字时钟还用来控制磁带实际物理转速(此处的物理转速即指磁带的真正转动速度，而非数据流的传输速度，也就是磁带的速度需要调整得与字时钟同步。字时钟信号可由音频设备自身发出，也可从外部的信号源接收到。许多数字音频格式，如S/PDIF，TDIF，AES/EBU和ADAT 光缆信号等都包括字时钟信号。当然，字时钟信号也可脱离开音频数据单独进行传输。参考文献1卢官明，宗昉. 数字音频原理及运用M. 北京：机械工业出版社，20052卢小旭，江振兴. 电脑音乐技术

12、与实践M. 北京：清华大学出版社，2005图1系统连接图出字时钟同步信号给各从机，当按下同步器上的播放键后，各从机就会找寻到起始时间位置，在播放过程中不断监测录音设备上的SMPTE 时间码，不断地调整从属录音机转速和各数字设备的取样频率，以保持与主机精确地同步。6 结语同步问题是一个较复杂的问题，在具体的应用中，根据设备接口的不同会有多种连接方式，但都离不开“主与从”的关系。了解掌握基本的同步原理，灵活地运用，是保证系统同步协同工作，音频数据正常传输和记录的关键。5 系统连接和同步运用图1中单线为同步信号线，双线为音频信号线。系统中同步器作为主机，其他设备为从机，同步器发(上接第8-21页DST”页面外，还有一个“SORT”的页面，其功能是给场景文件重新排序，以将同一类型的场景号排列在一起以方便调用，操作比较简单，这里就不赘述了。以上详细介绍了01V96V2的场景功能，其中将当前场景中的任何通道或参数设定复制并粘贴到其他场景中及可选择场景调用保护功能的额外参数这两项功能是V2版本新增加的功能。用好用活场景功能，将给用户的实际工作带来很大的便利，得到事半功倍的效果。与场景紧密相关的“库”的运用将是下一期的内容。在FROM与TO之间的场景将成为粘贴目标。一次最多可粘贴10个场景。使用光标按钮选择“PASTE”按钮，然后使用“ENTER”按钮粘贴设定。注意，如果