電視中心同步系統(tǒng)簡介及山東廣播電視臺(tái)同步機(jī)系統(tǒng)搭建

晉哲

摘要：在電視系統(tǒng)中，為了正確重現(xiàn)圖像，在發(fā)送端需產(chǎn)生一些專門的同步信號(hào)，去控制接收端的掃描頻率和相位，實(shí)現(xiàn)收發(fā)端掃描同步。要鎖相的同步信號(hào)包括：色同步信號(hào)中的副載波、行同步、場同步以及P脈沖。山東廣播電視臺(tái)電視播控中心采用三臺(tái)SPG8000主控同步/時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器和兩臺(tái)ECO422D主備同步信號(hào)切換器組成，這是一個(gè)絕對(duì)安全的同步信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：同步;同步信號(hào);鎖相

同步對(duì)于電視播控中心是一個(gè)非常重要的概念。必須在電視播控中心建立起全臺(tái)信號(hào)的總同步，同步信號(hào)的定時(shí)就是建立起整個(gè)電視系統(tǒng)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)來自不同信號(hào)源的多路信號(hào)的混合與切換必須使本臺(tái)同步機(jī)產(chǎn)生的各種同步信號(hào)與外來信號(hào)中的同步信號(hào)在頻率與相位上嚴(yán)格一致。同步機(jī)的這種工作方式稱同步機(jī)的鎖相。

一、要弄清楚同步是如何實(shí)現(xiàn)的，我們首先要了解模擬視頻定時(shí)的基礎(chǔ)以及模擬定時(shí)是如何工作的。

1.掃描同步與色度同步

掃描的同步指為了正確地重現(xiàn)發(fā)端的圖像，收端與發(fā)端的掃描點(diǎn)（像素）在時(shí)間上和屏幕幾何位置上一一準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。這就要求收端與發(fā)端的掃描頻率相同、起始相位相同、掃描波形一致，即收端和發(fā)端的波形必須同步，須在圖像信號(hào)中加入同步信號(hào)一起傳送。為此，設(shè)立了行、場同步脈沖信號(hào)，分別解決行、場掃描的同步問題。兩者簡單的組合，就構(gòu)成簡單的復(fù)合同步信號(hào)。

色度的同步是指為了在接收端正確重現(xiàn)發(fā)送端的圖像的彩色，保證彩色不發(fā)生畸變和消色現(xiàn)象，必須在發(fā)端發(fā)送色同步信號(hào)。色同步信號(hào)的作用有三個(gè)：①作為接收機(jī)恢復(fù)副載波時(shí)的頻率相位標(biāo)準(zhǔn);②從中導(dǎo)出逐行倒相的PAL識(shí)別信號(hào);③作為彩色色飽和度自動(dòng)控制電路的基本依據(jù)。

2.同步鎖相

為了保證圖像信號(hào)從發(fā)送端到接收端穩(wěn)定、準(zhǔn)確地傳送，一般情況下，播出系統(tǒng)需要的同步脈沖信號(hào)有彩色黑場信號(hào)、同步脈沖信號(hào)、副載波信號(hào)、行驅(qū)動(dòng)信號(hào)、場驅(qū)動(dòng)信號(hào)等。電視臺(tái)設(shè)置有同步機(jī)，產(chǎn)生各種所需的同步信號(hào)。這些信號(hào)在幅度、頻率、相位、波形等方面的特性都作出了嚴(yán)格規(guī)定，頻率和相位有著嚴(yán)格的關(guān)系，可由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定時(shí)信號(hào)通過一定的處理和變換來產(chǎn)生。當(dāng)然現(xiàn)在大多數(shù)視頻設(shè)備上均配備了同步脈沖解碼器，它們只需要一個(gè)彩色黑場信號(hào)，即可自行分離出所需的各種同步信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)完全同步。黑場色同步信號(hào)通常用于系統(tǒng)設(shè)備的定時(shí)（同步鎖相）。它是由行同步和場同步以及少許個(gè)彩色副載波（色同步）組合在一起的信號(hào)。黑場色同步術(shù)語來自于這樣一個(gè)事實(shí)，即信號(hào)的有效圖像部分在黑電平上，彩色色同步提供了用于彩色成幀的一種同步基準(zhǔn)。

二、HD模擬行定時(shí)與HD模擬場定時(shí)

1.在HD模擬行定時(shí)中，HD三電平同步用來取代標(biāo)準(zhǔn)清晰度中的雙電平復(fù)合同步脈沖。同步的基準(zhǔn)點(diǎn)位于消隱期的脈沖上升沿上，不過該基準(zhǔn)點(diǎn)的高度仍為三電平行同步高度的一半。三電平信號(hào)有著較快的上升時(shí)間邊緣，這是因?yàn)殡S著高清晰度頻率帶寬的增加，對(duì)定時(shí)邊沿的要求相應(yīng)也應(yīng)當(dāng)更準(zhǔn)確。因?yàn)檫@樣可以改善抖動(dòng)的狀況和同步分離的性能。由于存在著各種各樣的HD格式，因此各種HD格式的定時(shí)間隔也可能有所不同。

2.HD中的模擬場消隱期要比標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視簡單些，模擬高清有著各種格式，包括隔行掃描格式和逐行掃描格式。

三、數(shù)字行定時(shí)

模擬同步信號(hào)不適合于數(shù)字電視環(huán)境。在數(shù)字電視中，采用的是特定的編碼字序列來代表有效視頻的開始（SAV），而以另一種特定的編碼字序列來表示有效視頻的結(jié)束（EAV）。在這種以保留值表示的編碼字序列的數(shù)據(jù)包中，以3FF編碼字為開始，其后是000和000編碼字，最后是XYZ編碼字。XYZ字包含有F、V和H相關(guān)信息。這個(gè)編碼字序列的數(shù)據(jù)包用于數(shù)字視頻信號(hào)的同步定時(shí)。對(duì)于HD，亮度信號(hào)和色差信號(hào)有著各自的編碼字序列且二者交替?zhèn)魉?，即傳送順序?yàn)?FF（C）、3FF（Y）、000（C）、000（Y）、000（C）、000（Y）、XYZ（C）、XYZ（Y）。場計(jì)數(shù)從數(shù)字視頻信號(hào)的第一場中的第一行開始。

四、調(diào)整

如何調(diào)整系統(tǒng)的定時(shí)并進(jìn)入到同步狀態(tài)，這是系統(tǒng)設(shè)施中最基本也是極其重要的一項(xiàng)步驟。對(duì)于運(yùn)行在數(shù)字和標(biāo)準(zhǔn)清晰度或者高清晰度視頻環(huán)境中的多格式設(shè)施而言，同步亦變得更具有挑戰(zhàn)性，也日益顯得更為重要。同步機(jī)系統(tǒng)一旦發(fā)生問題，將影響所有頻道的播出安全，造成嚴(yán)重的后果。產(chǎn)生上述同步信號(hào)的同步機(jī)應(yīng)具有以下幾個(gè)功能：

1.實(shí)現(xiàn)上述各同步脈沖間嚴(yán)格的頻率關(guān)系，然后用它來形成各種形狀的同步脈沖，稱為定時(shí)部分。

2.由定時(shí)部分來的信號(hào)形成上述種種規(guī)定波形標(biāo)準(zhǔn)的同步脈沖，并保證它們有嚴(yán)格的時(shí)間相位關(guān)系，這一部分叫做同步脈沖形成部分。

3.把產(chǎn)生合乎標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)放大到規(guī)定的幅度，通過低阻負(fù)載饋送給需要點(diǎn)，這由脈沖分配放大器來實(shí)現(xiàn)。

4、具有臺(tái)從鎖相和臺(tái)主鎖相的功能。

五、結(jié)論

山東廣播電視臺(tái)電視播控中心采用三臺(tái)SPG8000主控同步/時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器和兩臺(tái)ECO422D主備同步信號(hào)切換器組成，這是一個(gè)絕對(duì)安全的同步信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)，只要任何一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器正常工作就能保證整個(gè)同步系統(tǒng)正常運(yùn)作。SPG8000是一種精密的多格式視頻信號(hào)發(fā)生器，適用于主控同步和基準(zhǔn)應(yīng)用。提供多種視頻基準(zhǔn)信號(hào)，例如黑場色同步、HD三電平同步以及串行數(shù)字和復(fù)合模擬測試碼型，同時(shí)提供定時(shí)碼、NTP（網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議）等時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。ECO422D是一種高性能的通用同步切換器，它是為串行SD/HD數(shù)字電視環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。ECO422D切換器適用于分量或符合串行數(shù)字視頻信號(hào)、AES/EBU數(shù)字音頻、三電平同步信號(hào)和帶有色同步的模擬黑場信號(hào)。ECO422D的這種靈活性使得它成為混合格式和全數(shù)字電視應(yīng)用環(huán)境中的理想切換設(shè)備。