音頻處理技術(shù)在中波轉(zhuǎn)播臺的運用策略

達(dá) 瓊

（西藏自治區(qū)廣播電視局米林中波轉(zhuǎn)播臺，西藏林芝 860500）

0.引言

在中波轉(zhuǎn)播臺的音頻處理技術(shù)應(yīng)用過程中，相關(guān)單位一定要明確中波轉(zhuǎn)播臺目前的基本現(xiàn)狀，并充分明確音頻處理技術(shù)在其中的應(yīng)用優(yōu)勢，然后結(jié)合中波轉(zhuǎn)播臺的實際應(yīng)用與發(fā)展需求，對音頻處理技術(shù)在其中的主要應(yīng)用策略進(jìn)行科學(xué)分析，包括脈寬調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用、音頻傳播技術(shù)的應(yīng)用以及信號反饋技術(shù)的應(yīng)用等。通過這樣的方式才可以有效地確保音頻處理技術(shù)在中波轉(zhuǎn)播臺中的應(yīng)用效果，滿足中波轉(zhuǎn)播臺的實際音頻處理技術(shù)需求。

1.中波轉(zhuǎn)播臺基本現(xiàn)狀分析

就目前的中波轉(zhuǎn)播臺應(yīng)用來看，其音頻信號主要通過廣播電臺中的播控中心光纜傳播的方式來進(jìn)行獲取，也就是采取光電轉(zhuǎn)換的方式來實現(xiàn)電信號獲取。通過這種方式所獲取到的信號具有比較尖銳的幅值，較低的背景噪音和較少的干擾雜波，其保真度也比較高。而在光信號的傳輸過程中，因為介質(zhì)的均勻度并不十分理想，所以往往會伴隨著衍射的發(fā)生。在這樣的情況下，由電信號轉(zhuǎn)換而成的光電信號中便會產(chǎn)生一定的毛刺。但由于這些毛刺比較小，且在從電子元件中通過時會得到相應(yīng)的改善，所以其發(fā)射效果并不會受到顯著影響。而要想實現(xiàn)聲音等信息發(fā)射效果的進(jìn)一步優(yōu)化，則需要在發(fā)射之前采取相應(yīng)的音頻處理技術(shù)來進(jìn)行音頻處理，以此來獲得滿意的音頻效果[1]。

2.音頻處理技術(shù)在中波轉(zhuǎn)播臺的具體應(yīng)用分析

2.1 脈寬調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用

脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）主要是將PWM作為D/A口，實現(xiàn)周期性可調(diào)占空比信號的輸出。而將PWM輸出信號發(fā)送到一個簡單的積分放大電路中，便可組成一個D/A形式的轉(zhuǎn)換器。如圖1所示為基于脈寬調(diào)制技術(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器電路圖。

圖1 基于脈寬調(diào)制技術(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器電路圖

對于待轉(zhuǎn)換的音頻數(shù)據(jù)，可將其周期性寫入PWM寄存器中，PWM空占比便會隨之改變。在這樣的情況下，積分器中輸出的結(jié)果便是經(jīng)過PWM轉(zhuǎn)換之后的模擬波形[2]。PWM音頻的主要輸出原理是在Flash Rom中進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)讀取，并對其做周期性的時鐘中斷處理，然后在PWM寄存器中寫入時鐘中斷函數(shù)中的語音數(shù)據(jù)，使其空占比得以適當(dāng)改變。在寄存器設(shè)置中，因為音頻屬于8bit數(shù)據(jù)，所以可將PWM1的輸出設(shè)定為8bit形式，也就是將PWM1中的兩個8bit口用作一個8bit口。具體操作中，其主要步驟包括以下幾個：第一，對PWM1管腳端口功能進(jìn)行選擇；第二，將PWM1通道禁止；第三，進(jìn)行初始電平設(shè)置；第四，進(jìn)行Clock A分頻系統(tǒng)設(shè)置；第五，進(jìn)行輸出對齊方式設(shè)置；第六，將Clock A選作輸出時鐘；第七，將PWM選作8bit單獨輸出功能；第八，對PWM1周期寄存器進(jìn)行設(shè)置；第九，對PWM1占空比寄存器進(jìn)行初始化；第十，對PWM1計數(shù)器進(jìn)行初始化[3]。

在一些特定的情況下，如果中波轉(zhuǎn)播臺中的工作人員需要將峰值限制器分離，則系統(tǒng)的反應(yīng)時間及其反應(yīng)速度一定要得到保障。在此過程中，技術(shù)人員便可通過脈寬調(diào)制技術(shù)來加以優(yōu)化。具體優(yōu)化中，通過各項脈寬調(diào)制參數(shù)的合理改進(jìn)，便可讓音頻信號的傳輸頻率得以良好改進(jìn)，從而有效防止中波轉(zhuǎn)播臺出現(xiàn)廣播音頻數(shù)據(jù)失真情況。而在此項技術(shù)的具體應(yīng)用中，音頻處理裝置不僅僅會將廣播信號的發(fā)射作為唯一來源，其中也包含了多個路徑條件下的系統(tǒng)信號源。將多個路徑信號源作為基礎(chǔ)，借助于脈寬調(diào)制技術(shù)可對廣播電視音頻數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的采集、接收，并達(dá)到良好的監(jiān)聽監(jiān)視效果，從而讓不同裝置模塊相互干擾情況得以有效防止。另外，隨著智能化技術(shù)在音頻處理領(lǐng)域中的應(yīng)用，各種的音頻處理裝置也都具備了智能化功能，通過此類音頻處理裝置的應(yīng)用可實現(xiàn)中控設(shè)備應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的良好保障，讓廣播信號在從多路系統(tǒng)信號源網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過之后依然可以達(dá)到良好的傳遞效果，以此來進(jìn)一步確保中波轉(zhuǎn)播臺音頻信號的完整性和清晰性。

2.2 音頻傳輸技術(shù)的應(yīng)用

在中波轉(zhuǎn)播臺對廣播電視信號內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)播操作的過程中，信號傳輸?shù)陌踩允切枰攸c保障的一項內(nèi)容。但是在中波轉(zhuǎn)播信號的整體傳播過程中，由于受到各種環(huán)境因素、系統(tǒng)因素和人為因素等的影響，使得中波轉(zhuǎn)播處理很容易受到干擾，尤其是中波轉(zhuǎn)播中的音頻處理。在這樣的情況下，中波轉(zhuǎn)播臺中的工作人員就需要對音頻傳輸技術(shù)加以合理應(yīng)用，通過實時精準(zhǔn)的監(jiān)測來確保音頻效果。在此過程中，如果發(fā)現(xiàn)中波音頻信號數(shù)據(jù)有失真風(fēng)險和相應(yīng)的隱患存在，就需要通過合理的措施來進(jìn)行全方位調(diào)整。

就目前的中波轉(zhuǎn)播臺而言，應(yīng)用到其中的音頻傳輸技術(shù)有很多。其中，Dante音頻傳輸技術(shù)就是一種典型的技術(shù)形式。該技術(shù)屬于一種以三層IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化音頻傳輸技術(shù)，可以為音頻的點對點連接提供高精度、低延時、低成本的傳輸方案。該技術(shù)可在以太網(wǎng)條件下使用，也可以在100M、1000M甚至更高速度的光纖網(wǎng)絡(luò)下應(yīng)用，從而達(dá)到音頻信號的高清傳輸效果，同時也可以適應(yīng)更加復(fù)雜的路由。相比較傳統(tǒng)的音頻傳輸技術(shù)而言，該技術(shù)不僅繼承了EtherSound以及CobraNet技術(shù)的全部優(yōu)點，同時也讓音頻傳輸過程中的布線復(fù)雜問題得以有效解決，且對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)具有良好的適應(yīng)性，在不需要特殊配置的情況下便可實現(xiàn)音頻信號的良好傳輸[4]。另外，該技術(shù)自身的優(yōu)勢也十分顯著，如表1所示是Dante音頻傳輸技術(shù)的主要優(yōu)勢。

表1 Dante音頻傳輸技術(shù)的主要優(yōu)勢

在具體應(yīng)用中，只需要將Dante-MY16-AUD卡插到語音服務(wù)器主機(jī)上，使其和交換機(jī)進(jìn)行連接，便可達(dá)到良好的數(shù)字化音頻傳輸效果。該技術(shù)屬于典型的傳輸層技術(shù)形式，在音頻傳輸過程中，主要應(yīng)用的是UDP，將IP應(yīng)用在以太網(wǎng)音頻路由中，從而形成基于以太網(wǎng)的UDP/IP協(xié)議。借助于音頻服務(wù)器可以將音頻信號轉(zhuǎn)換為UDP/IP形式的網(wǎng)絡(luò)信號，然后再將其傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中。通過這樣的方式便可讓數(shù)字化的音頻由網(wǎng)上路由傳遞到任何一個語言服務(wù)器里，并實現(xiàn)數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換，然后提供給記錄設(shè)備或揚聲器。對于數(shù)字混音臺和數(shù)字處理器等設(shè)備，則不需要進(jìn)行數(shù)字/模擬形式的轉(zhuǎn)換，只需要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中直接生成處理數(shù)據(jù)包即可，然后通過UDP/IP協(xié)議傳輸給其他設(shè)備應(yīng)用。由此可見，在中波轉(zhuǎn)播臺中，音頻傳輸技術(shù)對于其音頻傳輸及其處理而言都具有至關(guān)重要的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.3 信號反饋處理技術(shù)的應(yīng)用

在中波轉(zhuǎn)播臺的音頻信號質(zhì)量控制中，信號反饋處理技術(shù)至關(guān)重要。通過該技術(shù)的合理應(yīng)用可實現(xiàn)音頻信號衰減的有效降低，從而盡最大限度確保音頻數(shù)據(jù)的完整性。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，已經(jīng)有越來越多的信號反饋處理技術(shù)被應(yīng)用到中波轉(zhuǎn)播臺的音頻處理中。

首先是均衡器的應(yīng)用，經(jīng)以往的研究與分析發(fā)現(xiàn)，如表2所示聲音主要存在以下幾種頻響特性：

表2 聲音的幾種主要頻響特性

基于此，將均衡器技術(shù)應(yīng)用到中波轉(zhuǎn)播臺的音頻處理中，便可實現(xiàn)其音質(zhì)的提升與音色的改善。在具體應(yīng)用中，可將多頻段均衡器串聯(lián)到擴(kuò)聲系統(tǒng)上，然后按照幾個主要的部分對音頻進(jìn)行調(diào)整。對于20Hz～40Hz的低頻聲，可使人感到很響亮，讓音樂具有強有力的感覺；對于40Hz～250Hz的聲音，可使其音色更加豐滿，達(dá)到良好的音樂平衡效果；對于250kHz～2kHz的聲音，可使其語音更加清晰，降低聽覺疲勞；對于2kHz～4kHz的聲音，可使其人聲更具明亮度，從而獲得更好的聽覺效果；對于8kHz以上的聲音，可實現(xiàn)其色彩與細(xì)膩感的顯著提升，并進(jìn)一步降低聽覺疲勞情況[5]。

其次是壓縮和限幅器的應(yīng)用，因為中波轉(zhuǎn)播臺中的節(jié)目源信號一般都具有較寬的動態(tài)范圍，通?？蛇_(dá)130dB，但是音頻系統(tǒng)中的設(shè)備卻具有較小的動態(tài)范圍，一般不超過80dB。在這樣的情況下，為有效避免聲音信號失真情況，就需要通過壓縮或限幅的方式來進(jìn)行音頻信號處理。壓縮和限幅器屬于一種自動化的音量控制器，其主要組成部分是帶有自動化增益控制功能的放大電路，其比率包括10:1、20:1，甚至可以達(dá)到100:1。此類裝置通常在錄音系統(tǒng)中應(yīng)用，以此來防止信號瞬間峰值到達(dá)滿振幅情況。

最后是電子分頻器，其主要功能是對中高音頻以及低音頻進(jìn)行分離放大、傳輸。將功率不同的放大器分別用來帶動中高音揚聲器以及純低音揚聲器系統(tǒng)，可使其聲音更加清晰，且具備更強的層次感與分離度，從而實現(xiàn)其音色表現(xiàn)力的進(jìn)一步增強。就目前來看，電子分頻器可按照二分頻、三分頻以及四分頻來進(jìn)行劃分。其中，二分頻形式的電子分頻器主要組成是一個高通濾波器和一個低通濾波器，按照高低音兩個頻段對音頻信號進(jìn)行劃分，并進(jìn)行高頻與低頻交叉頻率點設(shè)置，這個頻率點就叫作分頻點，在二分頻形式的分頻器中，其分頻點的數(shù)量只有一個。三分頻形式的電子分頻器主要組成結(jié)構(gòu)包括一個高通濾波器、一個帶通濾波器以及一個低通濾波器，按照低音、中音以及高音3個頻段對音頻信號進(jìn)行劃分，并進(jìn)行了低音與中音分頻點、中音與高音分頻點設(shè)置，在三分頻形式的分頻器中，其分頻點數(shù)量為兩個。四分頻形式的電子分頻器主要組成結(jié)構(gòu)包括一個高通濾波器、兩個中心頻率不同的帶通濾波器以及一個低通濾波器，按照低音、低中音、高中音以及高音4個頻段對音頻信號進(jìn)行劃分，并進(jìn)行了低音和低中音分頻點、低中音和高中音分頻點、高中音和高音分頻點設(shè)置，在四分頻形式的分頻器中，其分頻點數(shù)量為3個。

通過這些信號反饋處理技術(shù)的應(yīng)用便可讓中波轉(zhuǎn)播臺中的音頻信號得到良好處理。

3.結(jié)語

在對中波轉(zhuǎn)播臺中的音頻信號進(jìn)行處理時，通過音頻處理技術(shù)的合理應(yīng)用可使其音頻質(zhì)量及其完整性得以良好保障，從而有效滿足中波轉(zhuǎn)播臺的音頻處理需求。因此，音頻轉(zhuǎn)播臺技術(shù)人員需加強各種音頻處理技術(shù)的應(yīng)用研究，以此來不斷提升中波轉(zhuǎn)播臺的音頻處理質(zhì)量，讓受眾獲得更好的音頻接收體驗。