改善調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度的措施

侯向麗（國家新聞出版廣電總局中央廣播電視發(fā)射二臺，北京 100045）

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改善調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度的措施

侯向麗
（國家新聞出版廣電總局中央廣播電視發(fā)射二臺，北京 100045）

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的文化產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展期，廣播電視作為文化傳輸?shù)闹匾涝谖幕a(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著極為重要的作用。廣播信號傳輸采用的是發(fā)射電磁波的方式來進(jìn)行信號的傳遞，對于調(diào)頻廣播的響度影響較大的是聲音的幅度和頻率，為提高廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的響度需要從聲音的音源、信號的傳輸以及廣播信號的發(fā)射與接收系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)來共同作用來提高廣播傳輸?shù)馁|(zhì)量。本文在分析影響調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度因素的基礎(chǔ)上對提高調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度的措施進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)；響度；音頻處理

0. 前言

廣播電視節(jié)目是現(xiàn)今文化傳輸?shù)闹匾?，其中在廣播信號的傳輸發(fā)送過程中，響度是電洗好轉(zhuǎn)換為聲波振動時(shí)的一個(gè)重要的度量指標(biāo)，其中，響度的大小主要與聲音的頻率和幅度的大小密切相關(guān)。在調(diào)頻廣播的信號傳輸中，其音頻信號的來源不盡相同以及電平標(biāo)準(zhǔn)的影響都會使得響度發(fā)生明顯的大幅跳變化，這種變化在接收用戶端則表現(xiàn)為節(jié)目響度的不規(guī)律的大幅變化，嚴(yán)重影響用戶的收聽質(zhì)量。需要通過對調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字化改造來改善廣播節(jié)目的響度，提高廣播信號的傳輸質(zhì)量。

1. 調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度改造

通過對調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字化改造，以提高廣播信號的傳輸質(zhì)量，調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)響度改造的傳輸鏈路如圖1所示。

圖1　調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)音頻信號傳輸圖

調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中音頻處理其對于廣播信號的響度有著重要的影響，音頻處理器工作時(shí)其最主要作用的是控制廣播播出節(jié)目的峰值電平與壓縮。在調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的改造過程中通過使用ORBAN 8600HD FM數(shù)字音頻處理器來作為主要的音頻處理設(shè)備，以提高調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的信號傳輸質(zhì)量。

1.1 調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的輸出電平

根據(jù)相關(guān)的聲學(xué)研究表明，人耳對于調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)聲音響度的感覺是與音頻信號的均方根成正比，但與峰值電平并未有較大的聯(lián)系，因此，在調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射中，在一定的發(fā)射接收條件下，平均邊帶功率的大小是影響廣播信號接收響度的主要因素。在調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)輸入、輸出通路的參數(shù)調(diào)整中，應(yīng)當(dāng)將音樂節(jié)目聲音的峰值調(diào)整為-9dBFs，語言類的節(jié)目調(diào)整為-12dBFs，通過在參數(shù)的調(diào)整中使用限制器來控制瞬態(tài)反應(yīng)最快的峰值信號，以提高廣播傳輸系統(tǒng)的平均輻射功率，增強(qiáng)廣播節(jié)目的信號傳輸響度。在完成了對于調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的改造后，在音頻信號的輸入端輸入1kHz的單音頻信號，通過調(diào)節(jié)調(diào)頻廣播傳輸音頻調(diào)節(jié)器的輸出電平，完成對于頻偏分布的改進(jìn)，從而使得廣播傳輸?shù)穆曇粢糍|(zhì)更為飽滿，頻偏值更大，繼而完成對于FM接收機(jī)的解調(diào)響度的提高。而在普通節(jié)目的調(diào)節(jié)中，為確保節(jié)目的響度，需要確保調(diào)音臺輸出節(jié)目的響度足夠大。在輸出電平峰值的調(diào)節(jié)中，使用900ms的峰值加權(quán)來作為音頻峰值調(diào)制度的指示。

1.2 輸入電平的調(diào)節(jié)

在調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的改造中，音頻調(diào)節(jié)器中的輸入電平參數(shù)的設(shè)置中，當(dāng)音頻輸入信號的門限值達(dá)到所設(shè)定的警戒值時(shí)，系統(tǒng)會將超出門限的信號歸為噪音信號并對其進(jìn)行音頻降噪衰減處理，當(dāng)播音室的電平處于0VU時(shí)，調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中的音頻處理器的輸入電平在顯示上應(yīng)當(dāng)保持在-30～-10dBFs之間。通過此參數(shù)的設(shè)置可以有效地降低噪音信號對于系統(tǒng)中音頻輸入的影響，信噪比的提高有助于廣播信號響度的提高。

1.3 調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中的音頻信號的壓縮

提高調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)音頻信號的壓縮比是一種減小系統(tǒng)信號增益的度量，當(dāng)輸入電平信號的增益超過門限電平時(shí)，2∶1的壓縮比代表的是輸入與輸出電平的信號增比，1∶1則代表的是信號的直通，輸入與輸出信號之間并未有壓縮。在調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中通過對音頻頻譜進(jìn)行頻段劃分，并在每個(gè)頻段區(qū)間分別進(jìn)行壓縮和限制，從而實(shí)現(xiàn)對于頻譜增益互調(diào)的消除，通過對調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)音頻器的均衡調(diào)整，從動使得音頻信號中的信號的幅度得以改變，用以增強(qiáng)信號的響度。通過對調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中的音頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)化低聲頻段時(shí)間常數(shù)和AGC參數(shù)，從而使得廣播節(jié)目的信號密度得以增強(qiáng)，使得廣播信號中所出現(xiàn)的音頻頻響不佳的問題得到改善，提高廣播信號的信號傳輸質(zhì)量。對于調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中音頻器的啟動電平被設(shè)置成一個(gè)固定的值，當(dāng)輸入音頻信號的電平較低時(shí)則壓限器不公正，而當(dāng)輸入信號的電平高于設(shè)定值時(shí)，將輸入與輸出電平按照設(shè)置的比例進(jìn)行壓縮輸出。壓限器從工作狀態(tài)到直通狀態(tài)需要一定的時(shí)間，這一時(shí)間被稱為恢復(fù)時(shí)間，在中低頻段，壓限器的恢復(fù)時(shí)間是啟動時(shí)間的16倍左右，在恢復(fù)時(shí)間的調(diào)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)使得廣播節(jié)目中電平較低的高頻成分得到適當(dāng)?shù)靥嵘?，從而有效地提高廣播節(jié)目音頻的解析清晰度，從而使得廣播節(jié)目的響度得到一定地增強(qiáng)。在參數(shù)的調(diào)節(jié)上要注意調(diào)節(jié)的速度，避免過快造成廣播節(jié)目產(chǎn)生跳躍和突兀感，影響廣播節(jié)目的播出質(zhì)量。對于限幅器中的3各指標(biāo)需要遵循低頻慢啟動快恢復(fù)的原則、高頻快啟動慢恢復(fù)的原則，對于廣播節(jié)目音頻響度的調(diào)整需要根據(jù)播出節(jié)目的內(nèi)容進(jìn)行壓限器的參數(shù)的合理設(shè)置，確保各頻段內(nèi)的頻率分布均衡。做好調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中的音頻器的參數(shù)的設(shè)置可以有效地提高廣播節(jié)目的播出音量，提高廣播的音質(zhì)播出效果。調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)對于信號的傳輸采用的是光傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ?，減少信號的損耗。

2. 調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)

調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)采用的是HARRIS-ZX發(fā)射機(jī)，通過調(diào)整發(fā)射功率會使得接收信號的響度發(fā)生一定的變化，在廣播節(jié)目播出時(shí)，應(yīng)當(dāng)在條件允許下盡可能地增加廣播系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的有效輻射功率。在對發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，要注意調(diào)頻頻偏所造成的影響，對于調(diào)制度的調(diào)整應(yīng)當(dāng)將其控制在85%～110%的區(qū)間范圍內(nèi)，避免單純的調(diào)高調(diào)制度以提高響度，在參數(shù)的調(diào)整上需要兼顧其他方面的需求選擇最優(yōu)參數(shù)。

廣播信號音頻的清晰度由高音頻部分所決定，在廣播節(jié)目中，低頻頻譜分量振幅較大，而高頻所占據(jù)的分量則較小，因此，為提高廣播節(jié)目信號質(zhì)量，需要采用預(yù)加重的方法來去除低頻段的信號，相應(yīng)的需要增加高頻段的信號分量，提高廣播節(jié)目的響度。同時(shí)在調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)中，多采用的是無源式預(yù)失真的處理方式，預(yù)失真可以在發(fā)射機(jī)與音頻處理器的任意一端施加。

3. 天饋系統(tǒng)的分析與控制

在天饋系統(tǒng)中，如果受到駐波比高的影響會導(dǎo)致反射信號的增大，從而使得接收機(jī)在信號解碼的過程中出現(xiàn)明顯的多徑失真問題，使得調(diào)頻廣播傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的分離度下降的問題，造成廣播節(jié)目明亮感下降，影響接收質(zhì)量。通過對天饋系統(tǒng)改造后使用了新的接收天線，使得調(diào)頻廣播傳輸發(fā)射系統(tǒng)的增益得以提高，改善了系統(tǒng)的匹配，提高了天線中心高度，使得原來較弱的場強(qiáng)達(dá)到了明顯的提高。通過新的天線使得天饋系統(tǒng)的駐波比下降后減少了廣播節(jié)目音頻信號中的串音和失真現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的分離度與節(jié)目接收質(zhì)量。

結(jié)語

廣播電視節(jié)目是文化娛樂傳輸?shù)闹匾?，其中，廣播節(jié)目中的響度問題對于廣播節(jié)目的接收質(zhì)量有著重要的影響，為提高節(jié)目的響度，需要在對廣播節(jié)目進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確測量的基礎(chǔ)上，測量好各類型節(jié)目的平均響度，然后從廣播節(jié)目源、廣播電視發(fā)射和傳輸設(shè)備、天饋系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，做好對于調(diào)頻廣播節(jié)目響度的分析與調(diào)試，使得調(diào)頻廣播發(fā)射、接收系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)與設(shè)備相匹配，改善調(diào)頻廣播節(jié)目的響度。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號：TN948

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A