江西電視臺(tái)高清衛(wèi)星車的設(shè)計(jì)思路

何向暉

（江西電視臺(tái) 播出部，江西 南昌 330046）

責(zé)任編輯:任健男

0 引言

江西電視臺(tái)高清衛(wèi)星車項(xiàng)目是江西電視臺(tái)根據(jù)江西臺(tái)的臺(tái)情及江西省衛(wèi)星鏈路狀況的省情而設(shè)計(jì)的一款高標(biāo)清兼容的數(shù)字衛(wèi)星直播車，該項(xiàng)目計(jì)劃建造兩輛高清衛(wèi)星車，每輛衛(wèi)星車具有2+1個(gè)訊道，其中“2”代表2個(gè)無(wú)線訊道，“1”代表1個(gè)有線訊道。另外，車輛還另配備了5個(gè)數(shù)字通道，其中2路可兼容模擬信號(hào)輸入，只要配備齊相應(yīng)的電纜，有線訊道可擴(kuò)展至6路。衛(wèi)星車采用福特E-350車體，這款車是目前國(guó)際上衛(wèi)星車改裝普遍采用的一款車型，該車大小適中（外型尺寸長(zhǎng)×寬×高為5645 mm×2150 mm×2130 mm），動(dòng)力強(qiáng)勁（發(fā)動(dòng)機(jī)排量5.409 L），總載重質(zhì)量為4309 kg（整車改裝完成后整車質(zhì)量為3950 kg），特別適合在復(fù)雜環(huán)境下快速、靈活、機(jī)動(dòng)的新聞報(bào)道要求，項(xiàng)目已于2011年7月完工。下面就設(shè)計(jì)思路和使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述。衛(wèi)星車的改造分為車體改造和系統(tǒng)集成。

1 衛(wèi)星車車體改造設(shè)計(jì)思路

車改方面主要包括車體改造及電源設(shè)備、衛(wèi)星設(shè)備、照明系統(tǒng)、平衡支撐系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分的安裝。

1.1 車體改造

在車體改造方面，本臺(tái)把車改造成4個(gè)功能區(qū):駕駛區(qū)、工作區(qū)、設(shè)備區(qū)、線纜區(qū)。駕駛區(qū)和工作區(qū)之間用厚實(shí)的遮光簾子隔開(kāi)，拉上簾子，關(guān)上車門，工作區(qū)的人員不會(huì)受到外界的干擾；工作區(qū)安裝了2把能上下、前后及360°旋轉(zhuǎn)的固定座椅，靠車門的座椅下邊還裝有滑道，能向外滑動(dòng)60 cm。設(shè)備區(qū)主要由3排機(jī)架為主體，設(shè)備和工作臺(tái)面固定在機(jī)架上，整車機(jī)架共有64U的空間，車改完成后剩下8U的空間，為今后安放錄像機(jī)、光端機(jī)等設(shè)備預(yù)留。線纜區(qū)安放了3組電動(dòng)電纜盤，分別盤繞了1卷50 m長(zhǎng)6 mm2三芯電線電纜、1卷100 m長(zhǎng)CANARE公司的L-4.5CHD電纜、1卷120 m長(zhǎng)BELDEN1694A電纜，全車另配手動(dòng)電纜盤1卷，盤繞100 m CANARE公司的L-4.5CHD電纜，在線纜區(qū)的右側(cè)安放了1只6U的機(jī)架，內(nèi)含1只8 kV·A隔離變壓器及1臺(tái)2U的支撐腿控制器。

1.2 電源設(shè)備

整車配電系統(tǒng)由交流和直流兩部分構(gòu)成，通過(guò)配電盤進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。交流部分包括發(fā)電機(jī)、隔離變壓器、UPS；直流部分由充電機(jī)和電瓶組成。市電（220 V）接入車內(nèi)首先進(jìn)入隔離變壓器，從隔離變壓器輸出220 V進(jìn)入配電盤，通過(guò)配電盤將設(shè)備用電、空調(diào)用電、照明用電等按交、直流和UPS、非UPS分開(kāi)，需要UPS的設(shè)備用電經(jīng)過(guò)UPS再到配電盤上的分項(xiàng)開(kāi)關(guān)上，非UPS設(shè)備直接經(jīng)配電盤分項(xiàng)開(kāi)關(guān)給設(shè)備，在電源設(shè)備改裝方面。在主備高功放都滿負(fù)荷工作時(shí)整車最大功耗為4400 W，本臺(tái)衛(wèi)星車交流供電系統(tǒng)采用220 V市電和美國(guó)水牛7.5 kW取力發(fā)電機(jī)相結(jié)合的方式，進(jìn)設(shè)備區(qū)的交流電都通過(guò)了5 kV·A的在線式UPS電源，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于一方面能為設(shè)備提供高穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，另一方面在停電時(shí)能為整車設(shè)備區(qū)的設(shè)備提供10 min左右的電力供應(yīng)。取力發(fā)電機(jī)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)旁邊，利用原車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到發(fā)電的目的。該發(fā)電機(jī)具有體積小巧、發(fā)電效率高、電力輸出穩(wěn)定的特點(diǎn)，在實(shí)際使用過(guò)程中，技術(shù)人員可以通過(guò)外置的怠速控制器來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出功率，控制器可調(diào)節(jié)4擋怠速，通過(guò)調(diào)整怠速可達(dá)到按需發(fā)電的作用，取力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)方便、體積小巧，特別適合中小型轉(zhuǎn)播車使用。直流供電系統(tǒng)利用加裝的120 A·h/12 V蓄電池，為支撐腿、電纜盤、應(yīng)急燈、場(chǎng)地?zé)籼峁?2 V電壓。

1.3 照明系統(tǒng)

全車照明系統(tǒng)除了原車自帶的照明系統(tǒng)外，另外在工作區(qū)加裝了1盞30 W日光燈，在線纜區(qū)加裝了1盞20 W日光燈，在車體右側(cè)及后側(cè)各加裝了1盞射燈為夜晚場(chǎng)地照明。

1.4 平衡支撐系統(tǒng)

本車的車輛穩(wěn)定支撐系統(tǒng)安裝了國(guó)產(chǎn)的4點(diǎn)電動(dòng)支腿，每支腿可承載4噸的重量，在工作時(shí)既能起到保證車輛的穩(wěn)定的作用，同時(shí)又起到輔助支撐的作用。支撐腿驅(qū)動(dòng)形式:支撐腿采用12 V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不受市電控制，具有本機(jī)、遙控、線控等三種收放方式。車上另外配備了4塊墊木，該墊木的作用為:一方面，在路面不平坦度，導(dǎo)致支撐腿夠不著地的情況下，可通過(guò)加墊墊木使支撐腿接觸到地面；另一方面，在路面松軟時(shí)可通過(guò)墊木減小壓強(qiáng)，避免支撐腿下陷。

1.5 空調(diào)系統(tǒng)

全車除了原配的車載空調(diào)外，還另外加裝了1臺(tái)3.5 kw的外置空調(diào)，在用取力發(fā)電時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)采用原車空調(diào)；在用外電時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)采用外置空調(diào)，原車空調(diào)和外置空調(diào)分別有不同的送風(fēng)通道、不同的控制系統(tǒng)，可充分保證在不同電力供應(yīng)情況下都能有空調(diào)供應(yīng)。外置空調(diào)的排水通道通過(guò)前擋風(fēng)玻璃邊的A柱排放到地面，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于車頂空調(diào)水的排放通道受控，不會(huì)到處亂流從而導(dǎo)致車身污濁不堪。

1.6 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)分為設(shè)備接地、電源接地和保護(hù)地，每個(gè)設(shè)備機(jī)柜后設(shè)有接地銅排，需要接地的設(shè)備與接地銅排相連。采用等電位法，將三種接地線匯集為一點(diǎn)，與接地釬連接。當(dāng)衛(wèi)星車工作時(shí)，接地釬一端插入地下，如果車內(nèi)發(fā)生漏電時(shí)可以通過(guò)接地釬將電流導(dǎo)入大地，以保證人身安全。

1.7 防塵設(shè)計(jì)

整車所有外接口都加上了防塵帽，這在本臺(tái)轉(zhuǎn)播車設(shè)計(jì)上是首創(chuàng)，采用這種方式可保護(hù)外接口板端子座不受腐蝕，經(jīng)久耐用。

2 整車的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)思路

整車的系統(tǒng)集成主要包括音頻部分、視頻部分和衛(wèi)星部分。

2.1 音頻部分

音頻部分是以數(shù)字調(diào)音臺(tái)01V96為核心，輔之以加解嵌板、音分板和監(jiān)聽(tīng)部分構(gòu)成的。該車另購(gòu)了1塊與調(diào)音臺(tái)相配的16路數(shù)字音頻擴(kuò)展卡，音頻系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)外來(lái)的16路模擬音頻及16路數(shù)字音頻進(jìn)行同時(shí)處理，調(diào)音臺(tái)的輸入輸出支持A/A，A/D，D/A，D/D等4種模式，與模擬調(diào)音臺(tái)相比，使用數(shù)字調(diào)音臺(tái)可大大簡(jiǎn)化音頻的周邊系統(tǒng)。01V96作為一款小型數(shù)碼調(diào)音臺(tái)，具有提供無(wú)損的24 bit/96 kHz的數(shù)字音頻處理功能，以及同時(shí)40路的混音能力，廣泛應(yīng)用于多軌錄音、立體聲縮混和環(huán)繞聲制作，特別適合小型中小型轉(zhuǎn)播車的使用。

音頻部分硬件特點(diǎn)為:

1）具有17個(gè)100 mm的電動(dòng)衰減器。衰減器可以用于控制輸入通道，輔助發(fā)送和母線輸出，衰減器的功能可以由4個(gè)可選的軟件層來(lái)決定。

2）內(nèi)置1塊320×240的液晶顯示屏，一方面方便查閱目前通道的狀況，另一方面可以通過(guò)監(jiān)看屏幕狀態(tài)調(diào)節(jié)按鈕和控制器來(lái)改變選中通道的均衡參數(shù)。

3）具有8個(gè)可以自定義的功能鍵，可以控制和預(yù)置01V96的各種內(nèi)部參數(shù)。

4）具有ADAT光纖接口。

5）輸入和輸出端口特性。具有12個(gè)帶48 V幻像供電的傳聲器/線路輸入和4個(gè)線路輸入。本臺(tái)衛(wèi)星車上已安裝了16路數(shù)字?jǐn)U展卡，支持16路數(shù)字音頻信號(hào)的輸入及輸出；任意母線輸出和通道插入都可以路由到4個(gè)Omni輸出；單獨(dú)的立體聲輸出和監(jiān)聽(tīng)輸出；輸入分配可以分配輸入信號(hào)到需要的路徑上；輸出分配可以分配母線輸出信號(hào)和輸入通道，直接把信號(hào)輸出到需要的輸出連接頭。

6）衛(wèi)星車的監(jiān)聽(tīng)部分由1臺(tái)RM-2監(jiān)聽(tīng)單元和2只德國(guó)Sennheiser監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)組成，音頻技術(shù)監(jiān)測(cè)功能由泰克公司W(wǎng)FM7120波形監(jiān)視器（本臺(tái)波監(jiān)已選購(gòu)了模擬、數(shù)字音頻選件）實(shí)現(xiàn)，本臺(tái)衛(wèi)星車所有輸入、輸出音頻信號(hào)都通過(guò)了跳板，通過(guò)波監(jiān)能實(shí)現(xiàn)對(duì)全車所有音頻通道的技術(shù)監(jiān)測(cè)。

2.2 視頻部分

視頻部分是以松下AV-HS450MC和EVERZ公司EQT-1602切換開(kāi)關(guān)為核心，由視頻輸入系統(tǒng)、視頻輸出系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成。

1）切換臺(tái)采用松下公司AV-HS450MC型切換臺(tái)。該切換臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配置包括:16路標(biāo)配HD/SD-SDI輸入中，每路輸入都有內(nèi)置的10 bit幀同步（其中13～16路端口支持高清上變換功能，9～16路內(nèi)置彩色校正器）、4路HD/SD-SDI輸出和2路DVI輸出（在2臺(tái)帶DVI輸入的監(jiān)視器上能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多達(dá)20個(gè)畫面的同時(shí)監(jiān)測(cè)）、雙3D特技功能、1路全功能鍵、2路下游鍵、雙通道畫中畫以及4路獨(dú)立的輔助母線，使用該切換臺(tái)可大大簡(jiǎn)化視頻周邊系統(tǒng)。配備小型切換開(kāi)關(guān)EQT-1602作為切換臺(tái)的備份，能充分保障在切換臺(tái)出故障時(shí)信號(hào)切換的可靠性和穩(wěn)定性。

2）視頻輸入系統(tǒng)支持無(wú)線攝像機(jī)微波和模擬、HD/SD-SDI線路信號(hào)輸入。本臺(tái)每輛衛(wèi)星車配備2臺(tái)LINK公司的高標(biāo)清攝像機(jī)微波，該攝像機(jī)微波的特點(diǎn)是:（1）接收靈敏度高，傳輸采用LMTS技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的傳輸能力，實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在電磁干擾較小的地方能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸，發(fā)射功率為50～250 mW可調(diào)，對(duì)人體無(wú)傷害，傳輸距離超過(guò)1 km。（2）發(fā)射端和接收端硬件都具備高標(biāo)清傳輸和解調(diào)功能，本臺(tái)考慮目前主要使用標(biāo)清功能，暫時(shí)沒(méi)有購(gòu)買高清功能的軟件。如果今后要傳輸高清電視節(jié)目，只須購(gòu)買高清執(zhí)照，即可實(shí)現(xiàn)高清傳輸。（3）接收機(jī)采用2分集接收機(jī)，可大大提高空間電磁波的接收能力。（4）本臺(tái)衛(wèi)星車上另外選購(gòu)了1只180°的定向接收天線，配合120 m中頻電纜使用，可以把接收端延伸到建筑物內(nèi)部，完全可滿足在各種復(fù)雜室內(nèi)外條件下的傳輸要求。

3）視頻輸出系統(tǒng)是將切換臺(tái)和切換器輸出的HD/SD-SDI信號(hào)通過(guò)二選一開(kāi)關(guān)選擇輸出，輸出的HD/SD-SDI信號(hào)與調(diào)音臺(tái)輸出的數(shù)字音頻在加嵌板上加嵌最終輸出HD/SD-SDI信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)7713下變換器后可輸出所需要的HD/SD/CVBS信號(hào)。

4）同步系統(tǒng)和測(cè)試信號(hào)。本車的同步系統(tǒng)和測(cè)試信號(hào)是以同步發(fā)生器SPG300為核心，通過(guò)對(duì)SPG300同步方式的設(shè)定可實(shí)現(xiàn)臺(tái)主或臺(tái)從兩種同步方式。SPG300支持模擬及標(biāo)清測(cè)試信號(hào)，高清測(cè)試信號(hào)可將SPG300輸出的標(biāo)清信號(hào)通過(guò)切換臺(tái)的上變換端口來(lái)產(chǎn)生。

5）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本車的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)視和測(cè)試兩部分組成。監(jiān)視系統(tǒng)由1臺(tái)Sony LMD-1751W專業(yè)LCD監(jiān)視器和2臺(tái)OSEE雙聯(lián)高清監(jiān)視器組成，Sony監(jiān)視器支持DVI輸入，配合450切換臺(tái)的DVI輸出，能同時(shí)監(jiān)測(cè)10路切換臺(tái)輸入、輸出信號(hào)，該車監(jiān)視系統(tǒng)能最大同時(shí)監(jiān)測(cè)14路信號(hào)，完全能滿足日常直播的需要。測(cè)試部分是以TEK公司W(wǎng)FM7120波形監(jiān)視器為核心，該波監(jiān)支持HD/SD/CVBS信號(hào)的測(cè)試，并選配了眼圖自動(dòng)測(cè)試選件，能方便地對(duì)眼圖指標(biāo)、嵌入行的字符進(jìn)行測(cè)試并自動(dòng)讀取測(cè)試結(jié)果。全車視頻信號(hào)通路每個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過(guò)跳線，通過(guò)波監(jiān)能方便的對(duì)高標(biāo)清、模擬視頻信號(hào)和模擬、數(shù)字音頻信號(hào)的幅度、相位及整個(gè)傳輸通道進(jìn)行測(cè)試、檢查。

6）光傳輸系統(tǒng)。每車預(yù)留了4條光傳輸通道，為今后衛(wèi)星車與攝像機(jī)、衛(wèi)星車與轉(zhuǎn)播車、衛(wèi)星車與有線網(wǎng)絡(luò)之間的雙向光傳輸連接預(yù)留了空間。

2.3 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)

本車衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)由衛(wèi)星天線、高功放、編碼器及綜合接收機(jī)組成。

1）衛(wèi)星天線采用VISLINK公司的Newswift 180HD衛(wèi)星天線，天線增益46.5 dBi，天線的控制是通過(guò)ACU5214天線控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。天線的自動(dòng)尋星是通過(guò)GPS、電子羅盤及天控器內(nèi)置的衛(wèi)星參數(shù)之間的運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本車尋星的精準(zhǔn)程度主要取決于衛(wèi)星車周邊的電磁環(huán)境及衛(wèi)星在軌道上的漂移程度，因此在日常搜星過(guò)程中要通過(guò)觀察頻譜儀上信標(biāo)的大小，在水平方向?qū)πl(wèi)星天線進(jìn)行微調(diào)使信標(biāo)幅度達(dá)到最大，才能實(shí)現(xiàn)最佳的傳輸效果。隨衛(wèi)星天線配置了一套搖把，在自動(dòng)功能失靈時(shí)，可手動(dòng)調(diào)節(jié)天線來(lái)應(yīng)急。

2）高功放采用2臺(tái)Xicom公司的XTD-400K高功放，一主一備，通過(guò)與之配套的高功放控制器XTC-114D可以實(shí)時(shí)控制高功放的發(fā)射功率和監(jiān)看高功放的工作狀態(tài)，一旦主用功放出現(xiàn)溫度過(guò)高、駐波比過(guò)大、螺旋弧電流過(guò)大、射頻鏈路損壞及行波管高壓故障時(shí)，處于自動(dòng)工作狀態(tài)的控制器，會(huì)把備用功放切換到上星鏈路，主用功放切換到負(fù)載鏈路，確保傳輸不會(huì)因單一功放故障出現(xiàn)中斷。高功放在使用過(guò)程中要注意以下兩點(diǎn):（1）在直播結(jié)束后，先關(guān)閉高功放高壓，延時(shí)3 min后再關(guān)閉高功放總電源；（2）在高功放工作過(guò)程中，不要頻繁上下行波管高壓。如果不注意上述兩點(diǎn)，將會(huì)大大縮短行波管的壽命。

3）編碼器。本臺(tái)衛(wèi)星車編碼器采用2臺(tái)TAND?BERG公司出廠的E5788編碼器，一主一備，主備編碼器的倒換通過(guò)L-band倒換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該編碼器性能優(yōu)越，能實(shí)現(xiàn)HD/SD/CVBS三種信號(hào)的傳輸，數(shù)字信號(hào)支持MPEG-2422P@ML 1.5～50 Mbit/s（ 在 SD 模 式）、MPEG-2 MP@ML 0.256～15 Mbit/s、MPEG-2 MP@HL 2～90 Mbit/s（480p和 576p）、MPEG-2 MP@HL 6～90 Mbit/s（720p和1080i）、MPEG-2422MP@HL 6～90 Mbit/s（720p和1080i）等5種信源編碼模式，調(diào)制方式支持QPSK，16QAM的和DVB-S2 QPSK等3種方式，能充分滿足高清電視節(jié)目的高效率傳輸。編碼器的輸出頻率在950～1750 MHz（1 kHz步長(zhǎng)）范圍內(nèi)可調(diào)，輸出功率在-20～+5 dBm（0.1 dB步長(zhǎng)）范圍內(nèi)可調(diào)，改變編碼器的輸出功率可實(shí)現(xiàn)對(duì)高功放輸出功率的調(diào)節(jié)。

4）綜合接收機(jī)采用TANDBERG公司出廠的RX8200衛(wèi)星接收機(jī)，該接收機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)SD和HD MPEG-2的信號(hào)解調(diào)，DVB-S2 QPSK的解調(diào)選件是E5788編碼器的優(yōu)化組合，如增加HD/SD下變換選件，能實(shí)現(xiàn)接收高清信號(hào)源后輸出標(biāo)清信號(hào)，滿足日常標(biāo)清頻道轉(zhuǎn)播高清節(jié)目的要求。除此之外，該解碼器還支持ASI信號(hào)的輸入，平常也可作為ASI信號(hào)的解碼器使用。本車的射頻傳輸通路每個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過(guò)跳線，通過(guò)解碼器能方便地對(duì)整個(gè)傳輸通道進(jìn)行測(cè)試、檢查。

3 結(jié)論

這2輛衛(wèi)星車投入使用后，一方面極大緩解了本臺(tái)轉(zhuǎn)播車使用的緊張局面，另一方面為本臺(tái)今后新聞的迅捷報(bào)道提供了良好的設(shè)備保障。