以太網(wǎng)技術(shù)在音視頻信號切換器設(shè)計中的應(yīng)用

付信芳

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國的廣播電視事業(yè)也在不斷的進步和發(fā)展，現(xiàn)階段我國的廣播電視已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的單一模式，變成了集中式的全方位立體模式，其中有地面無線覆蓋、有線傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳播以及衛(wèi)星傳播等模式。為了適應(yīng)廣播電視的數(shù)字化，就應(yīng)該控制音視頻信號的輸入輸出。本文首先簡單介紹了音視頻切換器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；其次，對音視頻切換器進行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：音頻切換；視頻切換；音視頻信號切換器

中圖分類號：TN948 文獻標(biāo)識碼：A

在廣播電視系統(tǒng)當(dāng)中，音視頻信號切換器是其中的重要組成部分之一，作為遠程監(jiān)控系統(tǒng)的前段設(shè)備，它可以和信號采集器、智能電視信號檢測報警器等設(shè)備相組合。在廣播電視的播出過程中，音視頻信號切換器經(jīng)常會出現(xiàn)故障，對電視信號產(chǎn)生影響。音視頻切換器承載著多路信號的輸入，在主信號遭到中斷或者衰弱的時候?qū)⑿盘柤皶r的切換到備用信號當(dāng)中，保持音視頻發(fā)射器正常連續(xù)信號的輸出以及對信號進行及時檢測，以確保廣播電視信號的正常播出。

一、音視頻切換器的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢

1 音視頻切換器的現(xiàn)狀

音視頻切換器屬于一種信號中樞，是一種集接受、分配以及控制于一體的音視頻信號中樞系統(tǒng)，在整個廣播電視系統(tǒng)當(dāng)中，相當(dāng)于人體當(dāng)中的“大腦”。伴隨著2008年奧運會的舉行，音視頻信號切換器的發(fā)展速度是相當(dāng)迅猛的。但是，在現(xiàn)階段的廣播電視事業(yè)當(dāng)中，信號切換效率不斷提高的同時，也存在著很多缺陷，比如信號切換以切換標(biāo)清信號為主；以近距離控制為主；主控芯片的處理速度過于低下，阻礙了系統(tǒng)信號的正常切換；音頻信號和視頻信號不能夠完全同步；產(chǎn)品為一體結(jié)構(gòu)，沒有模塊化。

2 音視頻切換器的發(fā)展趨勢

音視頻切換器大約經(jīng)歷了三個階段的大戰(zhàn)，分別是直連方式，即將信號線直接連接起來，通過人力將信號輸入和輸出；繼電器方式，即通過高低電平來對繼電器進行通斷控制，可以控制相對應(yīng)的輸入輸出通道；芯片方式，即通過芯片內(nèi)部將輸入輸出的通道實現(xiàn)通斷，可以充分的將信號和其他的電子電路結(jié)合在一起，有效的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

二、音視頻信號切換器

1 系統(tǒng)的總能功能與結(jié)構(gòu)

音視頻切換器主要包括幾部分，分別是單片機、音頻切換電路、視頻切換電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、顯示以及鍵盤接口電路和時鐘等幾部分，如圖1所示。

該系統(tǒng)的主要功能主要分為以下幾個方面：

（1）可以實現(xiàn)4路音頻和4路視頻的輸入，在單片機的控制之下，實現(xiàn)音視頻的切換；

（2）可以實現(xiàn)自動化和手動化的雙向切換方式；

（3）進行手動切換的時候，可以直接在控制面板上進行操作；

（4）進行系統(tǒng)自動切換的時候，系統(tǒng)可以自動檢測到輸入信號的狀態(tài)；如果信號中斷或者比較衰弱的時候，就會自動轉(zhuǎn)入到備用信號當(dāng)中；

（5）網(wǎng)絡(luò)接口可以與監(jiān)控中心的計算機進行全程監(jiān)控，監(jiān)控中心具有查詢和控制的功能；

（6）面板上設(shè)有直接顯示信號故障的標(biāo)志；

（7）可以顯示時鐘參數(shù)和內(nèi)部參數(shù)；

（8）在工作時間之內(nèi)，可以在設(shè)備產(chǎn)生故障的時候及時報警。

2 音頻信號檢測

對音頻信號的檢測是由幾部分組成的，分別是音頻放大、音頻多路選擇開頭、峰值檢波、音量控制以及單片機等。當(dāng)音頻信號開始檢測的時候，信號會經(jīng)過NE5532進行放大，然后會送到峰值檢波電路處進行檢波處理，產(chǎn)生對應(yīng)的平均分量之后，就會直接送到單片機之處，經(jīng)過單片機會處理成數(shù)字信號，這些數(shù)字信號是作為音頻檢測的基本狀態(tài)的。根絕這些信號，可以直接判斷出信號的強弱，如圖2所示。

3 視頻信號檢測

在視頻信號的檢測中，經(jīng)常使用的就是對同步信號進行有效的檢測，利用對黑電平鉗位，然后利用同步分離電路的方式將行、出場信號徹底分離出來，與此同時，還要判斷所分離出的信號是否有不能確定的信號。如圖3所示，通過MAX7452來實現(xiàn)視頻信號的放大與檢測，它本身內(nèi)部就具有視頻的放大功能和同步信號的檢測功能，LOS可以作為同步信號丟失的檢測輸出信號，高電平有效，然后單片機會讀取LOS信號來對視頻輸入的信號進行確認(rèn)是否正確，如圖3所示。

4 鍵盤與顯示電路

鍵盤的電路是相對簡單的，只需要3個按鍵就可以實現(xiàn)，分別是UP、DOWN、OK這三個按鍵，顯示的接口也是可以分成3個部分的，分別是時間參數(shù)顯示、電平指示和故障指示。時間參數(shù)顯示由8個共陰極的數(shù)碼管組成；電頻由4個8位的LED光柱組成，如果處于工作狀態(tài)，光柱會隨著音頻信號的強弱來產(chǎn)生波動，可以用來反映電平的情況。故障指示用來顯示4個通道當(dāng)中的音頻和視頻信號是否正常，其中由8個發(fā)光二極管組成，如果沒有信號通過的時候，二極管就會閃爍。

5 網(wǎng)絡(luò)接口電路

網(wǎng)絡(luò)接口的實現(xiàn)是由單片機和以太網(wǎng)的直接連接構(gòu)成的，用此來實現(xiàn)音頻切換器的遠程監(jiān)測和監(jiān)控的功能。

6 軟件設(shè)計

音視頻信號切換器的軟件設(shè)計是由設(shè)備端控制軟件和遠程管理軟件兩個部分組成的。設(shè)備端控制軟件是需要完成設(shè)備工作的初始化狀態(tài)，檢測音頻和視頻信號的輸入是否正常，還會實現(xiàn)自動切換的功能。遠程管理可以對遠程設(shè)備的工作狀態(tài)進行界面設(shè)計；還可以遠程參與設(shè)備的界面設(shè)置；對通信模塊進行相關(guān)設(shè)計。

結(jié)語

通過以太網(wǎng)接口技術(shù)，充分實現(xiàn)了智能音視頻信號的切換設(shè)計，并且在多個發(fā)射臺得到廣泛的應(yīng)用。實踐證明，該系統(tǒng)的功能和可靠性已經(jīng)在很大程度上得到了改善，可以很好的解決以往的串口通信方式，在很大程度上解決了我國的廣播電視事業(yè)當(dāng)中容易發(fā)生的故障以及問題，提高了廣播事業(yè)的安全可靠性，保障了廣播電視事業(yè)運行穩(wěn)定，促進了我國的廣播電視事業(yè)，為居民的生產(chǎn)生活提供了極大的便利。

參考文獻

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