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廣播系統中如何合理使用音頻處理器?
發布日期:2020-3-27   點擊次數:

  公共廣播在我們的日常生活中起到了比較重要作用,比如各種自然災害、地質災害等,因此對于該系統有效的維護也是保證人民大眾人身財產安全的重要保證。音頻處理器就是廣播傳輸系統環節中的關鍵設備之一,它對播音質量的影響非常大。在日常工作中,廣播電臺技術人員最關心的問題有三個:一是發射天線與網絡的匹配問題。二是廣播發射機的三大技術指標問題。三是音頻信號在傳輸過程中的噪音和衰減問題。很少關心音頻處理器的工作狀態及設置問題,下面讓我們一起來看一下廣播系統中音頻處理器的合理應用。


  廣播音頻信號在處理過程中存在很大的非線性,對音頻處理設備來說,它不僅包括對信號的壓縮、限制、削波、擴展等處理方式,而且還對音頻處理設備安裝的位置、引線長短,以及在高電磁場強輻射環境下抗干擾能力等方面都有嚴格的要求。針對這一情況,我就音頻處理器的工作原理、設置方法、放置位置、附加功能等進行探索,以便采用多種有效措施,使音頻處理器在今后的工作中發揮更大的作用。


  1. 對音頻處理的要求

  (1)廣播發射用的音頻處理方式比較復雜,主要是對人耳可聽的頻率范圍加以壓縮或限制,在防止它被過調制的同時,又要保證使音頻獲得最好的信噪比和音頻帶寬。使音頻信號在保持原始節目素材特征的基礎上,對其作較大處理,使其成為一個面目全新的、具有特征性的音色,供聽眾接收欣賞。

  (2)在廣播節目中,音頻信號的響度,是通過減小動態音頻中“峰值”對“平均值”的比值(峰/平比值)來提高的。在允許的調制范圍內,調整峰值和平均值的關系,避免音頻信號處理過程中因削波等帶來失真之類的有害副作用,對音頻進行處理,使之符合在峰值調制的限制范圍內,盡量增加主觀感覺的響度效果。


  2. 音頻處理的基本原則

  音頻處理設備,主要借助減小動態范圍的方法來抑制噪聲,其中包括對節目信號的壓縮、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。壓縮的主要目的是縮小節目動態范圍,增加聲音的密度,盡量使音頻信號峰點幅度均勻一致。峰值限制是壓縮的一種極端形式,但它壓縮比高,起動和復原時間較快,主要目的是保護后面聲道的傳輸不出現過荷。 峰值削波處理是防止因聲道處理電路過荷而造成的失真,瞬時地“切掉”超過閥值的高電平波峰部分的處理。峰值限制和削波如能完美匹配,將能在音頻節目信號的密度和響度之間,處理好諧波失真和互調失真及信號帶寬的負面影響作用問題。

  在音頻處理過程中將音頻頻譜劃分為幾個頻段,并對每個頻段分別進行壓縮和限制。即“多頻段壓縮和可選擇的限制”,如果設置正確、合理,將會有效消除頻譜增益的互調。對于音頻處理中的均衡,其作用是一方面利用均衡器來改變音頻信號整體頻帶中相關頻率的平衡,另一方面是通過改變其中“敏感頻率”的響度來營造某種音響特征,以增加節目的喧染力,另外它還可以用作傳輸系統中的頻響校正。


  3. 合理使用音頻處理器的方法

  廣播節目音頻處理成功與否,是由它的實際效果即聽覺效應來判斷的,如廣播的播音效果能被聽眾接受,這種處理方式我們就認為是成功的,否則就是失敗的。對此,我就音頻處理器從其原理出發,結合實際使用情況,充分挖掘其潛在優勢,更有效合理地發揮其效能,應從以下三個方面著手:

  (1)保持信號不失真的傳輸

  在中波廣播發射機前端,被音頻處理器高度處理過的音頻信號中,會含有不少類似方波的平頂波形。方波的波形對它所經過的傳輸通路的幅度和相位響應要求是比較高的。原理上講在節目主能量的頻率范圍中,若平坦的幅度和群時延發生偏差,就會使處理過的音頻信號平坦頂部產生傾斜,從而增加了峰值調制電壓,但平均電平并沒有增加。從峰/平比值看,該通路的平均電平減小了,因而響度就會被相應減弱。對此,我們要保持處理后信號波形的原形,首先采用的方法是,在傳輸信號電纜的使用上,盡量選擇質量上乘,性能優良的傳輸電纜,要求其分布參數小、頻帶寬、采用線徑粗、衰耗小,屏蔽好的銅芯傳輸線。這點非常重要,也很有效果。另外,在傳輸連接中,盡量不添加任何附加設備及分支部件,如中間放大器、分配器等,以減小信號波形畸變,保證良好的傳輸質量。

  (2)音頻處理系統設置

  a. 對音頻處理器來說,它由兩個電路組成,一是慢動的AGC,二是動作與恢復時間適中的壓縮器,對每個頻段根據需要設置調節最佳的時間常數。我們在實際使用中得出結論,適當地將低聲頻段時間常數設置的比高聲頻段慢一些(約200μs左右),此法在增加節目信號密度上起的作用較大。

  b. 音頻處理器在基本系統中還增加了一些附助的組件,啟用了音頻處理器裝在慢動AGC與多頻段壓縮器之間的頻率均衡處理組件,來補償中波廣播信號典型存在的音頻頻響不佳的狀況。適當地提升600HZ-1.2KHZ聲音能量在整個音頻頻譜中的分布,讓這段聲音在聽覺上變得“較大”(人耳聽覺最靈敏范圍在2KHZ-8KHZ)?墒孤牨姼械铰曇糇兊谜鎸崉勇。

  c. 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。

  (3)系統中音頻處理器擺放的位置 在系統中對音頻處理器所放置的位置,也是有講究的,為了有效的保護被音頻處理器處理過的峰值限制的波形,使其在傳送到發射機的過程中不發生改變,應將音頻處理器靠近發射機放置,并且是距離越短越好。以免在傳輸過程中因分布參數變化,引起寄生調制峰值,使已處理過峰值限制的波形發生改變,造成音頻信號的波形失真。


  4. 合理使用音頻處理器的好處

  使用音頻處理器,除具有降低峰值電平,提高平均調制度,增加邊帶波功率以增加響度的優點外,還有以下四方面的好處:可以解決由于錄制、交換、不同節目內容及使用不同的錄放設備而引起的節目電平差異較大的問題,而這在人工手動調整節目電平時難以很好解決;為建立語言節目和音樂節目之間的音量平衡創造了條件;可以對節目低潮時的弱信號進行一定量的放大,使之不被雜音成分淹沒。通常節目中的高音成分的電平值較低,經處理后可得到適量提升,高音頻成分不僅決定著節目的清晰度,而且與響度之間有著心里和生理上的復雜關系,由于清晰度的提高,使聽眾感到響度也增加了;立體聲廣播,其覆蓋半徑約為同功率等級發射狀態的單聲道廣播的一半,采用音頻處理器后,因邊帶波功率的增大,使接收載波場強略低于要求的地方也有可能收到質量較高的信號,擴大了覆蓋范圍。

  具有關資料顯示,加工后的音樂較加工前的音樂的平均功率增大8.2dB,把它同壓縮15dB 的普通限放相比,得到的數值是5.9dB,這個數值實際上等于增大了發射功率的4 倍。用音頻處理器來增加覆蓋范圍,相對于其他方式,可節省大量的電力、設備投資和維護費用,是一種十分經濟可行的方法。當然,音頻處理器對節目內容的壓縮要適量,過大的壓縮會對節目內容產生損傷,影響音樂的藝術效果,會使立體聲廣播失去其應有的特色。綜上所述,在發射機的節目輸入端,應使用優質的音頻處理器,以壓縮節目的動態范圍,增加響度,擴大節目覆蓋范圍,保證優質的立體聲播出。就音頻處理器目前的技術水平來看,完全能滿足高保真廣播的要求,使經過加工后的聲音完全聽不到加工聲,也就是說,在沒有加工痕跡的情況下,仍然保留了原聲音的高品質,甚至比原聲音更加悅耳、清晰和動聽。

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