金 雨

在演播室視頻系統(tǒng)中，要使各個(gè)攝像機(jī)信號、VTR信號、直播連線等外來信號在切換臺切換時(shí)平滑不抖動，各個(gè)有線無線話筒、VTR信號、電話橋等外來信號在主備調(diào)音臺推拉時(shí)清晰無噪音，視音頻信號在加嵌環(huán)節(jié)要求聲畫一致，就必須建立一個(gè)統(tǒng)一基準(zhǔn)的同步系統(tǒng)，將所有信號調(diào)整到同一個(gè)同步相位。否則，會導(dǎo)致各個(gè)設(shè)備不一致，畫面跳動、上下翻滾，進(jìn)而影響畫面質(zhì)量，最終影響安全播出。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

經(jīng)視180 m2演播室是loft結(jié)構(gòu)，樓上證券演播室和樓下新聞演播室共用一個(gè)設(shè)備機(jī)房。它們承擔(dān)經(jīng)視頻道十余檔節(jié)目的錄制、兩檔日常直播節(jié)目和一些特別活動的直播，任務(wù)重，壓力大，所以系統(tǒng)中每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都必須是安全高效的。對同步系統(tǒng)有以下要求：同步系統(tǒng)采用主備、自動切換的同步模式，為進(jìn)口主流品牌；提供字時(shí)鐘信號，并具備倒換功能；能夠提供標(biāo)清視音頻測試信號；板卡適當(dāng)考慮余量。

2 基本原理

2.1 同步信號分類

電視同步信號有模擬與數(shù)字兩種。模擬同步信號分為高清三電平同步信號（Tir—Level）和彩色黑場同步信號（BLACK BURST，BB）。數(shù)字同步信號分為標(biāo)清數(shù)字同步信號（SD SDI BLACK）和高清數(shù)字同步信號（HD SDI BLACK）。其中，數(shù)字同步信號的時(shí)鐘與定時(shí)基準(zhǔn)更易提取，適合應(yīng)用于全數(shù)字的系統(tǒng)。

2.2 BB信號

在數(shù)字標(biāo)清系統(tǒng)中，經(jīng)常采用BB信號作為同步基準(zhǔn)，且需符合中華人民共和國廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“GY/T 167-2000數(shù)字分量演播室的同步基準(zhǔn)信號”[1]。此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：同步基準(zhǔn)信號的有效視頻信號部分是消隱信號，同步脈沖為負(fù)極性信號，脈沖的幅度為30 mV，行同步脈沖下降沿的50%處為行同步基準(zhǔn)點(diǎn)。目前，這一同步基準(zhǔn)信號已廣泛應(yīng)用于大量串行數(shù)字分量系統(tǒng)。

2.3 字時(shí)鐘信號

字時(shí)鐘（Word Clock）同步方式廣泛運(yùn)用于數(shù)字音頻系統(tǒng)之中，為穩(wěn)定系統(tǒng)的信號傳輸質(zhì)量起到了極大的作用。它被看作是一種脈沖信號，具有精確而穩(wěn)定的采樣頻率，能夠使不同采樣頻率的數(shù)字音頻信號以同頻同相在一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行交流。要想實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻系統(tǒng)的字時(shí)鐘同步，就必須在系統(tǒng)中設(shè)置唯一一個(gè)字時(shí)鐘信號發(fā)生源，也就是同步機(jī)。同步主機(jī)中產(chǎn)生的字時(shí)鐘信號被稱為這個(gè)音頻系統(tǒng)的主時(shí)鐘。如若在一個(gè)系統(tǒng)中出現(xiàn)了不同的字時(shí)鐘信號，即表明此系統(tǒng)采樣頻率未統(tǒng)一，無法達(dá)到同步狀態(tài)，且不可避免噪聲等問題。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 信號選擇

在電視系統(tǒng)中，同步信號必須足夠穩(wěn)定可靠，能在長期持續(xù)的噪聲環(huán)境中運(yùn)行。數(shù)字同步信號頻率過高，而同步僅為一個(gè)較短的保留字，在實(shí)際工作中較易受擾而丟失。因此，抗干擾能力更強(qiáng)、脈沖較寬的模擬同步信號在現(xiàn)今市面上應(yīng)用最廣泛。作為一個(gè)視音頻相結(jié)合的新聞演播室，視音頻需要加嵌在一起保持聲畫同步，故音頻系統(tǒng)不再采用單獨(dú)的同步機(jī)，而是與視頻系統(tǒng)共用，且選擇市面上應(yīng)用最為廣泛可靠的字時(shí)鐘信號作為同步源。綜上，本標(biāo)清演播室采用黑場BB基準(zhǔn)和字時(shí)鐘信號作為同步源。

3.2 設(shè)備選擇

Tektronix與LEADER是市面上主流的兩家同步系統(tǒng)產(chǎn)品供應(yīng)商，為廣電行業(yè)演播室系統(tǒng)廣泛采用。經(jīng)比較，雙方產(chǎn)品均能滿足本系統(tǒng)需求，出于經(jīng)費(fèi)的考慮，最終采用性價(jià)比更高的LEADER。

3.2.1 同步發(fā)生器

LT4420是日本LEADER公司推出的一款1U半機(jī)架寬尺寸的SDI同步脈沖同步機(jī)。能夠靈活支持多種數(shù)字視頻格式，包括SD-SDI格式測試圖。SDI校驗(yàn)場測試圖案之外，還具備疊加字符、QVGA尺寸標(biāo)識、安全區(qū)標(biāo)志、內(nèi)嵌音頻以及外部基準(zhǔn)信號輸入的外同步鎖相功能和三路獨(dú)立的模擬黑場同步信號同步輸出功能。其Flywheel（保持外鎖相功能）功能能在外同步信號發(fā)生意外丟失或瞬間性不穩(wěn)定的時(shí)候，信號發(fā)生器將保持外同步的相位繼續(xù)輸出同步信號并保障系統(tǒng)穩(wěn)定。根據(jù)還原外同步模式，可以選擇自動或手動還原。

3.2.2 同步倒換器

LT4440是日本LEADER公司推出的一款同步倒換器。可接入2路輸入信號，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以通過自動檢測信號振幅錯誤，將信號切換至備用系統(tǒng)。1臺LT4440配備11組輸入輸出信號通道，根據(jù)內(nèi)部設(shè)定，可支持HD-SDI（僅限1-6通道）、SD-SDI、AES/EBU數(shù)字音頻、模擬黑場、3電平同步信號的切換。另外，轉(zhuǎn)接至備用系統(tǒng)時(shí)，發(fā)生故障的通道可由面板LED顯示，以便用戶迅速查明原因。

3.3 系統(tǒng)方案

演播室系統(tǒng)不接收來自播出中心的同步，而是以同步機(jī)自行產(chǎn)生的同步源作為整個(gè)系統(tǒng)的同步基準(zhǔn)，最終合成的節(jié)目信號通過光發(fā)到播出中心后完成幀同步，如此能增強(qiáng)演播室系統(tǒng)的獨(dú)立性。采用2臺LEADER的LT4420款信號發(fā)生器作為主備。其中，主信號發(fā)生器模式為“自同步”，輸出環(huán)接給“外同步”設(shè)置的備信號發(fā)生器，備機(jī)將主機(jī)同步作為基準(zhǔn)而產(chǎn)生與之相一致的同步信號，這樣可避免因主備同步不一致而導(dǎo)致的倒換不連貫。同步倒換器接收主備兩路BB同步信號，并通過環(huán)接的視分板卡給兩個(gè)演播室的CCU、VTR、在線包裝等提供同步。主備信號發(fā)生器的字時(shí)鐘（WCLK）信號則送至兩套主備調(diào)音臺作為音頻信號同步源。

若主信號發(fā)生器發(fā)生故障造成同步輸出丟失，備同步機(jī)能夠一直保持丟失之前的同步狀態(tài)，當(dāng)鎖定信號再次出現(xiàn)時(shí)逐漸獲取鎖定，達(dá)到正常狀態(tài)。同時(shí)，同步自動倒換器將自動切換至備同步信號，確保同步系統(tǒng)正常運(yùn)行。面板上相應(yīng)故障通道的LED將閃紅燈告警，以喚起人工注意。

4 結(jié)語

浙江經(jīng)視180 m2新聞演播室同步系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用了雙同步發(fā)生器設(shè)計(jì)，可以確保在一同步機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)，自動倒換到另一正常同步機(jī)，不會出現(xiàn)同步信號中斷，保證視音頻設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。同步系統(tǒng)從改造完成至今運(yùn)行穩(wěn)定，為整個(gè)新聞演播室的日常直播錄播提供了可靠的同步系統(tǒng)，保證了節(jié)目制作的安全和優(yōu)質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家廣播電影電視總局．中華人民共和國廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 167-2000[S]．北京:國家標(biāo)準(zhǔn)出版社,2000．

[2]史萍,倪世蘭．廣播電視技術(shù)概論[M]．北京:中國廣播電視出版社,2003．