广播电台模拟设备和数字设备系统电平的调控
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电台播控系统电平的调整中心技术一.电台播控系统电平的调整一一一韩振峰石培斌王鑫在目前的广播系统中,电台大多是数字和模拟设备混合使用,所以数字音频设备的安装和调试就应该更加引起重视,下面就来谈谈数字音频设备在安装调试中的电平调整问题.1电平的基本概念(1)dB是国标符号.dB是英文d~ibel或decimalBel的缩写,意思是分贝,由于功率P=IR=U/R,所以电路中电压或电流的增减量,同样可以用分贝表示,在电路的同一点或电路阻抗相同的情况下测量分贝值,则有:分贝值=201gU2/Ul=201gI2/h.(2)相对电平与绝对电平.由于分贝是比值的对数,只表示倍率,所以称为相对电平.如果要使每一个分贝值都能明确的表示出与之对应的功率或电压的具体数值,须规定一个基准,即零分贝的电压或功率的基准值,这样,某个功率值和基准值之比的对数值称为绝对电平.(3)功率电平LP.功率电平的定义.某一功率P与一基准功率Pr相比求常用对数乘以10表示的值为功率P的功率电平,即,Lp=101gP/Pr(dB).在电声工程领域内,基准功率Pr通常取为lmW,这时功率电平的单位可记为dBm.从该式我们可以看出,若P=2Pr,那么P和Pr的功率比就是3dB,这就是平常所说的,电声系统的功率增加一倍,换来的声压增加是3dB.(4)电压电平Lv.我们平时表示一个电压可直接用它的电压值,即多少伏特来表示,还可以用电压电平(Lv)来表示.电压电平(voltageleve1)的定义是:某一电压U与一基准电压Ur相比求常用对数乘以20表示的值为电压U的电压电平,即Lv=201gU/Ur(dB).由于基准电压Ur的取值不同,电压电平的常用单位有下列三种:dBm:在一些音频传输,测试中,要求负载阻抗是600Q以实现阻抗匹配.在这种特定的600Q阻抗条件下,由于1mW电功率在600Q阻抗上的电压可算得为0.775V,所以Ur等于0.775V为基准电压所求得的电压电平值,单位为dBm.dBu:不考虑阻抗是否为600Q,以Ur等于0.775V为基准电压时所求得的电压电平值,单位dBu. dBv:以Ur等于1V为基准电压时所求得的电压电平值,单位为dBv.(5)电流电平LI电流电平.某一电流I与一基准电流Ir相比求常用对数乘以20表示的值为电流I 的电流电平.即L~=201gI/Ir(dB)由于lmW电功率在600Q阻抗中流过的电流可算得为1.29mA.所以,以It=1.29mA所求得的电流单位也可写为dBm.(6)满刻度电平0dBFS.满刻度电平0dBFS就是设备在正常设置下达到数字削波时所对应的模拟信号电平值,各个数字设备厂家的产品满刻度电平值不一致,该电平值通常是由生产设备厂家给出,在广播电台中对于由不同满刻度电平值的设备所组成的数字音频系统,在选择系统的工作电平值时,要考虑到应留有足够的峰值储备量.因为人耳对声音强弱的感觉,不是和声音功率的变化成正比,而是和这种变化的对数成正比.因此用分贝表示是从计算方面考虑的.2系统电平的选择2.1模拟接口的连接方式随着电子器件的迅速发展,已不需要用阻抗匹配方式来连接声频线路,以现代调音台为例,要求各输入口的输入阻抗,远大于对应信号源的输出阻抗,一般至少应大5倍.同样,调音台的输出阻抗一29一也为低阻抗,一般等于或小于60Q,它与负载的连接方式也是跨接,要求调音台的输出阻抗远小于(至少5倍)额定负载阻抗.采用跨接方式连接,这时信号源在轻负载状态下工作,信号源设备驱动功率较低,因而发热少,输出级失真小.总之,可以保证各种信号源能具有较高的技术指标.所以,接口电平的表示也由原来的600Q接口匹配方式采用的dBm,改用了不考虑阻抗是否为600Q的dBu表示.2.2电平的监测仪表在电声工程领域中对声音信号强度计量的专门仪表称为音量表.目前在模拟电声系统中使用的音量表有"音量单位表(又称VU表)和"峰值节目表"(又称PPM表).(1)VU表采用平均值检波器并按正弦波信号的有效值确定刻度,因此它是一种准平均值表,VU 表测量音量的单位叫VU.VU表取正弦信号时,VU 表应指示为0VU,相当于±4dBu.VU表对信号的响应速度比较慢,它的指示值与信号峰值之间存在一个差值,此差值一般要取到20dB才能保证节目的质量,不致引起信号的削波失真.(2)PPM表采用峰值检波器按正弦波信号的有效值确定刻度,因而它是一种准峰值,PPM表的表盘刻度单位为PPU.当PPM表取0PPU处的灵敏度为+6dBu(1.55Vrms),即输入1.55Vrms,1000Hz的正弦信号时,PPM指示为0PPU(I型DIN标准). 随着数字音频技术的发展,前两种仪表已不能完全满足要求,出现了专用的数字峰值表(又称数字PPM表).数字峰值采用峰值检波器,一般为光柱式显示,按对数刻度基准点设在量化后数据所能表示的最大极限值,称为满刻度电平(0dBFS),所有的实际电平均为负值.标准AES/EBU数字式输入输出接口,具有峰值电平显示,采样频率显示,数字错误显示,过载指示等功能.这种数字峰值表的显示器件通常为阴极射线管,发光二极管气体等离子器件等,这些器件反应速度快,能紧跟峰值.其实现今光柱式音量单位表,峰值节目表和数字峰值表在电路组成上大部分是相同的,只有检波器类型,灵敏度,积分时间和刻度等有所不同.2.3确定数字工作电平在广播模拟播出系统中,电平值选择为0VU=+4dBu,即当音量单位表(VU表)指示为0VU 值时,所对应的电平值为+4dBu.音量单位表(VU表)所指示的信号是准平均值电平,而不是信号的-30-中心技术峰值电平(人的耳朵对声音的响度,更多的接近于VU表指示,而不是峰值电平),不同的声音信号的峰平比不同,峰值因数一般在(6~16)dB范围内.从播出系统的组成来看工作电平选择为+4dB范围内.从播出系统的组成来看工作电平选择为+4dBu,再考虑到留有(10~16)dB的峰值因数,即使在最高声音信号峰值时也不会产生过载失真,这样确定系统电平值是合理的.3电平的调整方法通常在数字音频设备中,模拟输出是由数字输出经过数/模转换得到,因此在进行电平调整时应先对数字输出进行调整,然后再进行模拟输出的调节. (1)综合测试仪的设置.将综合测试仪的输入阻抗选择为高阻,测试单位选择为dBu.(2)调音台推子校准.将推子移动校准到0dB位置.(3)调音台模块参数设置及调整.对模拟线路输入模块设置工作电平(LEVEL)为+4dBu,峰值储备量(HEADROOM)为+18dBu,这样0dBFS对应+22dBu;模拟线路输入lkHz+4dBu测试信号,调整数字输出为一18dBFS,模拟输出模块输出为+4dBu.(4)校准表头.送1kHz+4dBu的测试信号,校准VU表指示为0VU,数字PPM表指示一l8dBFS. (5)矩阵模块参数设置及调整.模拟输入模块有16dBu,22dBu和(0~26)dBu三个路线位置,将输入模块跳为22dBu,模拟输入模块也有2ldBu, 15dBu和(0~26)dBu三个跳线位置,将输出模块跳为(0~26)dBu.对模拟输入模块输入lkHz+4dBu 的测试信号,调整数字输入模块输出为一18dBFS, 模拟输出模块输出为+4dBu.数字音频播控系统电平的调整应该引起足够的重视,电平设置不当,既不能发挥数字系统动态大, 失真小的特点,还可能造成很大的失真,导致整个系统性能的下降.作者简介:韩振峰乌海人民广播电台技术负责人工程师审稿人简介:张哲内蒙古人民广播电台技术总监高级工程师编辑校对:韩海霞曩。
无锡电台在各个系列台的直播室配备了STUDER数字调音台,但由于资金短缺,还没有完成总控室及发射台的数字化改造,因此,在广播电台播出前端实际上运行着数字、模拟混合系统。
这种混合系统的特性需要我们正确认识和测量电平,保证系统的播出质量。
本文主要阐述该调音台的电平调整。
在电声专业中,经常使用“分贝”来表示电平,用字母dB表示。
分贝本身只是一个比值,并不含量纲。
但当给dB加上后缀就不同了,如dBV,dBm,dBu,dBFS等。
dBV是开路负载电压概念,多见于话筒厂商使用,0dBV表示源电压有效值为1000mV。
dBm是过去专业电声设备沿用了几十年的电平表示方法,电声设备采用配接法,遵守功率匹配原理,即输出接口的源阻抗等于输入接口的负载阻抗,负载阻抗的数值统一定为600Ω。
dBu是现在专业电声设备的电平表示方法。
电声设备之间采用“跨接”法,遵守电压匹配的原理,采用接近于零的源阻抗和接近无限大的负载阻抗。
dBFS表示的是数字音频信号的相对峰值电平,FS(Full Scale)意为“满度”,0dBFS为数字音频信号最高峰值的绝对值,DBFS只表示信号幅度,与接口没有关系。
1 参考电平与校准电声设备数字信号接口与声音信号电平不存在互连参考电平的问题,但是,在设备内部进行A/D,D/A转换时需要一个转换电平标准,目前,中国广电总局已经出台了这个行业标准。
专业电声设备模拟信号接口的参考电平也称为校准电平,目前,我国使用的专业电声设备和系统的互联参考电平为+4dBu,参考电平使用的标准测量信号是1kHz,电压有效值为1228mV的单频正弦波信号,即:参考电平=20log1228/775≈+4dBu,正弦波的峰值电压是有效电压的1.414倍,则: +4 dBu的峰值电压=1228mV×1.414=1737mV。
参考电平的有效值电压可以用毫伏表测得,峰值电压可以通过峰值电平表或示波器测得。
调音台用电平表显示电平,也叫VU(Volume Unit)表。
123传媒技术·传媒业态探究广播电台播控系统的信号电平摘 要:广播电台在媒体融合的发展环境下,必须全面提升信号的稳定性,强化广播效果和广播水平。
基于此,本文分析了广播电台播控系统中信号电平的特点,剖析了广播电台播控系统中信号电平调配的必要性,简要整合了广播电台播控系统信号电平的调配设计重点,对广播电台播控系统信号电平的播出、连接和输出进行了重点阐述,并针对广播电台播控系统信号电平的具体调配提出了相关建议。
关键词:广播电台播控系统;信号电平;录音电平;输出电平中图分类号:TN931 文献标识码:A文章编号:1671-0134(2019)11-123-03DOI:10.19483/ki.11-4653/n.2019.11.036文/周燕 沈宇平 李钢当前,全媒体不断发展,媒体环境中出现了全程媒体、全息媒体、全员媒体、全效媒体,信息无处不在、无所不及、无人不用。
广播媒体作为我国传统媒体的主要构成,在融合媒体发展环境下,应该全面强化自身的媒体水平,在广播电台播控系统中进行信号电平的合理调配,将先进的信号电平控制手段应用在广播电台播控系统信号的分发、接收与反馈中,进一步拓展广播电台媒体的发展空间。
1.广播电台播控系统中信号电平的特点随着全球科技水平的不断提升,推动媒体融合发展,坚持一体化发展方向,通过流程优化、平台再造,实现各种媒体资源、生产要素的有效整合,实现信息内容、技术应用、平台终端、管理手段互融互通,是催化融合质变,放大一体效能,打造一批具有强大影响力、竞争力的新型主流媒体的主要途径。
因此,对广播电台传统媒体进行全面强化是势在必行的。
在广播电台播控系统中,信号电平直接影响着信号的传输稳定性。
以下对信号电平的特点进行介绍:第一,信号稳定特点。
广播电台播控系统中信号电平一般是指广播电台播控系统的内部电信号与其各自基准值的比值,取10为底对数,乘以一定系数值得到的相关结果,能够切实凸显广播电台播控系统的物理特性。
数字音频设备的满度电平1 范围本标准规定了广播电视数字音频系统中,节目制作、播出及传输系统数字设备的满度电平值。
本标准适用于广播电视数字音频系统,其他数字音频系统可参照执行。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 14919-1994 数字声音信号源编码技术规范SMPTE RP 155-1997 数字电视磁带记录中的数字音频电平EBU R 68-2000 数字音频制作设备和数字音频录音机中的校准电平3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1dBu以0.775V(有效值)为基准电压时的电压电平单位。
表示为:dBu=20lg(v/0.775)。
dBu的计算只考虑电压电平本身,而不考虑与相应的电功率电平之间的关系,不考虑阻抗是否为600Ω。
dBu通常用来描述专业音频设备的输入输出电平。
3.2数字满度电平 full scale digital level数字音频设备中A/D或D/A转换器所能转换的最大不削波模拟信号电平。
3.3dB FS dB full scale数字音频信号电平的单位。
0dB FS等于“满刻度”的数字音频参考电平,是用于带有A/D和D/A转换器的数字音频设备的一项指标。
“满刻度”是指转换器可能达到“数字过载”之前的最大可编码模拟信号电平。
3.4A/D转换器和D/A转换器 analog to digital convertor and digital to analog convertor A/D转换器为模拟/数字信号转换器。
D/A转换器为数字/模拟信号转换器。
3.5数字过载 digital overload描述A/D转换器输入信号超过满刻度(0dB FS)范围的情况。
随着数字音频技术、计算机网络技术和通信技术的发展,广播播控设备正向数字化、网络化过渡,数字设备的使用,提高了电台的节目制作和播出质量。
与此同时,在我国目前的广播系统中,大多是数字和模拟设备混合使用,所以数字音频设备的安装和调试就应该更加引起重视,下面就来谈谈数字音频设备在安装调试中的电平调整问题。
电平的基本概念1、电平的基本概念(1)dB是国标符号,dB是英文decibel或decimal Bel的缩写,意思是分贝由于功率P=I2R=U2/R,所以电路中电压或电流的增减量,同样可以用分贝表示,在电路的同一点或电路阻抗相同的情况下测量分贝值,则有:分贝值=20lg U2/U1=20lg I2/I1(2)相对电平与绝对电平由于分贝是比值的对数,只表示倍率,所以称为相对电平。
如果要使每一个分贝值都能明确的表示出与之对应的功率或电压的具体数值,须规定一个基准,即零分贝的电压或功率的基准值,这样,某个功率值和基准值之比的对数值称为绝对电平。
(3)功率电平LP功率电平(power level)的定义是:某一功率P与一基准功率Pr相比求常用对数乘以10表示的值为功率P的功率电平,即LP=10lg P/ Pr(dB)在电声工程领域内,基准功率Pr通常取为10-3W(1mW),这时功率电平的单位可记为dBm。
从该式我们可以看出,若P=2Pr,那么P和Pr的功率比就是3dB,这就是平常所说的,电声系统的功率增加一倍,换来的声压增加是3dB。
(4)电压电平Lv我们平时表示一个电压可直接用它的电压值,即多少伏特来表示,还可以用电压电平(Lv)来表示。
电压电平(voltage level)的定义是:某一电压U与一基准电压Ur相比求常用对数乘以20表示的值为电压U的电压电平,即Lv=20lg U/Ur(dB)由于基准电压Ur的取值不同,电压电平的常用单位有下列三种:dBm:在一些音频传输、测试中,要求负载阻抗是600Ω以实现阻抗匹配。