張寶文

【摘要】本文就音頻處理器的原理及如何合理有效地使用音頻處理器進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字音頻處理;多頻段壓縮;削波失真;響度

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播節(jié)目從采編、制作到傳播、發(fā)送，都使用了先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，節(jié)目的質(zhì)量也大為提高。音頻處理器就是廣播傳輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)中關(guān)鍵設(shè)備之一，它對播音質(zhì)量的影響起了一定舉足輕重的作用。一般情況下，廣播技術(shù)人員關(guān)心的主要是發(fā)送天線與網(wǎng)絡(luò)的匹配情況，廣播發(fā)射機(jī)的三大技術(shù)指標(biāo)以及音頻光信號在傳輸過程中的噪音和衰耗問題，而常常忽視音頻處理器的工作或設(shè)置的狀況，現(xiàn)根據(jù)我們在實(shí)際工作中的一些使用經(jīng)驗(yàn)，和大家探討一下如何合理地掌握和使用音頻處理器的方法。

1. 數(shù)字音頻處理器的工作原理和使用要求

以10千瓦DAM中波發(fā)射機(jī)為例，發(fā)射機(jī)的數(shù)字音頻處理系統(tǒng)主要由音頻處理器板、模擬輸入（有浮動(dòng)載波的）板、模數(shù)轉(zhuǎn)換器板、循環(huán)調(diào)制編碼板、直流穩(wěn)壓電源板等組成。由音頻處理器板將輸入的600Ω平衡音頻信號加以處理（主要完成音頻限幅）后送入模擬輸入板，經(jīng)過模擬輸入板將壓縮（限幅）后的音頻信號進(jìn)一步處理，將一個(gè)含有直流分量的音頻信號送給模數(shù)轉(zhuǎn)換板（直流分量決定發(fā)射機(jī)的載波功率，音頻分量決定發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度）和直流穩(wěn)壓電源（B-電源）板。該信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后形成一個(gè)12位的數(shù)字音頻信號并經(jīng)循環(huán)調(diào)制編碼板編碼后產(chǎn)生48個(gè)功放單元的開關(guān)信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換板還產(chǎn)生一個(gè)大臺階同步信號去控制模擬輸入板上的抖動(dòng)信號發(fā)生器，使系統(tǒng)的噪聲最小。

1.1 數(shù)字音頻處理器的基本原理

我們現(xiàn)使用的數(shù)字音頻處理器板，能借助減小動(dòng)態(tài)范圍的方法來抑制噪聲，該電路由音頻阻抗變換器、壓縮器、窗口比較器、線性檢波器、音頻放大器、低通濾波器和輸出阻抗變換器等幾部分組成。在性質(zhì)上包括了對節(jié)目信號的壓縮、峰值限制與削波、多頻段壓縮和頻率可選擇的限制及均衡功效。U8（NE570）與和它相關(guān)的器件組成壓縮器，壓縮是一種降低聲音動(dòng)態(tài)范圍的處理方式，它的作用是在輸入信號小于門限值（起限電平）時(shí)放大，而信號超過時(shí)使輸出幅度恒定。U8是一個(gè)增益可變的運(yùn)算放大器，使它增益改變的原因是在U8-16腳有了控制電壓，該電壓是由窗口比較器檢測到越限的音頻信號產(chǎn)生脈沖信號經(jīng)線性檢波器后得到的。壓縮后的音頻信號由放大器（U2）放大后送入低通濾波器。W3是起限后的音頻信號輸出調(diào)節(jié)電位器，它決定了發(fā)射機(jī)的最大調(diào)幅度。低通濾波器的頻帶為30～10000Hz。低通濾波器輸出的信號送給兩個(gè)輸出阻抗變換器（U4、U5和U6、U7），一路輸出到模擬輸入板作為它的音頻輸入信號，另一路作為備用。

音頻處理還將音頻頻譜劃分為幾個(gè)頻段，并對每個(gè)頻段分別進(jìn)行壓縮和限制。這就是所謂的“多頻段壓縮和可選擇的限制”，如果設(shè)置正確、合理，將會(huì)有效消除頻譜增益的互調(diào)。

1.2 對音頻處理板的調(diào)試和要求：

在廣播節(jié)目中，音頻信號的響度，是通過減小動(dòng)態(tài)音頻中“峰值”對“平均值”的比值（峰/平比值）來提高的。就是說在允許的調(diào)制范圍內(nèi)，如果峰值減小了，平均值就能夠增加。故在調(diào)試時(shí)，必須用自動(dòng)音頻測試儀將600Ω平衡、1KZ、0dB音頻信號送入J2-3上，用示波器測量U1-6應(yīng)有正弦波輸出;調(diào)整W1，剛好產(chǎn)生負(fù)脈沖，且應(yīng)有0.8～1V起限電壓;增加音頻信號至+20dB，參考電壓應(yīng)為2.8V，且示波器的輸出幅度應(yīng)無明顯變化?？傊畬σ纛l進(jìn)行調(diào)試的主要目的，是在符合峰值調(diào)制的限制范圍內(nèi)，盡量增加主觀感覺的響度效果體現(xiàn)。

2. 合理使用音頻處理器的手段

廣播節(jié)目音頻處理好與壞，要由它的實(shí)際效果來判斷。如果廣播的播音效果能被聽眾接受，這種處理方式就認(rèn)為是比較滿意的。對此，在實(shí)際工作中我們沒有簡單的將音頻處理器只當(dāng)作一種音頻工具設(shè)備，而是從其原理出發(fā)，結(jié)合實(shí)際使用的工作機(jī)理狀況，充分挖掘其潛在優(yōu)勢，更有效合理地發(fā)揮其效能，我們做了如下三個(gè)方面的工作：

2.1 保持信號不失真的傳輸

在中波廣播發(fā)射機(jī)前端，被音頻處理器高度處理過的音頻信號中，會(huì)含有不少類似方波的平頂波形。方波的波形對它所經(jīng)過的傳輸通路的幅度和相位響應(yīng)要求是比較高的。原理上講，在節(jié)目主能量的頻率范圍中，若平坦的幅度和群時(shí)延發(fā)生偏差，必將造成已處理過的信號平坦頂部傾斜，從而只增加了峰值調(diào)制電壓，此時(shí)平均電平并不增加。從峰/平比值看出，將意味著減小了該通路的平均電平，因而響度就會(huì)被相應(yīng)減弱。對此，要保持處理后信號波形的原形，我們首先采用的方法是，在傳輸信號電纜的使用上，選擇質(zhì)量上乘，特性優(yōu)良的傳輸電纜，要求其分布參數(shù)小、頻帶寬、采用線徑粗、衰耗小，屏蔽好的無氧銅芯傳輸線。其次，在傳輸連接中，不添加任何附加設(shè)備及分支部件。

2.2 音頻處理器在系統(tǒng)中擺放的位置

為了有效的保護(hù)被音頻處理器進(jìn)行了峰值限制的波形，盡可能不在音頻處理器連接到發(fā)射機(jī)的過程中發(fā)生改變，應(yīng)將音頻處理器越靠近發(fā)射機(jī)放置越好。

2.3 音頻處理系統(tǒng)設(shè)置技術(shù)

我們啟用了音頻處理器裝在慢動(dòng)AGC與多頻段壓縮器之間的頻率均衡處理組件，用它來補(bǔ)償中波廣播信號典型存在的音頻頻響不佳的狀況。并適當(dāng)?shù)靥嵘?00HZ-1.2KHZ聲音能量在整個(gè)音頻頻譜中的分布。我們還使用了音頻處理器上稱為的“抵削失真”裝置，用它來提供絕對的負(fù)峰值控制，防止了音頻信號溢波，以消除聽眾最可能聽得見的一些頻段中的失真。

音頻處理器的技術(shù)指標(biāo)為：失真≤0.5%;頻響≤0.5dB;噪聲優(yōu)于70dB。