應(yīng)毓海， 明承沖， 陳浩心， 章建文

（1．安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥230011；2．湖北廣播電視臺，湖北 武漢 430001）

數(shù)字化多功能車載移動廣播系統(tǒng)的設(shè)計與實踐

應(yīng)毓海1， 明承沖2， 陳浩心2， 章建文2

（1．安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥230011；2．湖北廣播電視臺，湖北 武漢 430001）

介紹一種數(shù)字化多功能車載移動廣播系統(tǒng)，闡述數(shù)字化多功能車載移動廣播系統(tǒng)的原理和設(shè)計原則，提出了具體的實現(xiàn)方案，并開發(fā)相應(yīng)的技術(shù)，分析系統(tǒng)各部分組成的特點功能和設(shè)備選型的要點。

移動廣播；硬式吸盤調(diào)頻天線；熱備份；調(diào)頻廣播；擴聲

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的日常生活中，在一些搶險救災(zāi)和特定的環(huán)境下，需要采用現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)，進行現(xiàn)場調(diào)度指揮、現(xiàn)場講話、演說和報告；在一些重大活動、會議接待和參觀考察游覽的過程中，需要一套能夠移動的調(diào)頻廣播系統(tǒng)，進行現(xiàn)場、移動的解說和介紹說明。這些如果用專業(yè)系統(tǒng)的要求來實現(xiàn)，系統(tǒng)單獨設(shè)計構(gòu)建，技術(shù)很成熟，沒有什么困難。但兩者結(jié)合使用，就存在很多的問題，如存在系統(tǒng)雜亂、不易操作、難以管理和使用不便等，同時移動廣播系統(tǒng)也不一定要按專業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)要求來實現(xiàn)，實際也無必要。因此，設(shè)計一種符合車載和移動特點滿足特定廣播功能的多功能車載移動無線廣播系統(tǒng)尤為必要，服務(wù)于特定人群，滿足特定場合使用的實際要求。

本文就設(shè)計一套集現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)和無線調(diào)頻廣播于一體的車載多功能數(shù)字化廣播系統(tǒng)，提出具體的實現(xiàn)方案，并給出一些建議供參考。

2 系統(tǒng)原理和設(shè)計原則

本系統(tǒng)在工程實踐中有較強的創(chuàng)新性，需要有較高的專業(yè)技術(shù)水平，有巧妙的、全面的實踐技術(shù)能力，才能構(gòu)建本系統(tǒng)。

2．1 系統(tǒng)原理

移動廣播直播車是進行現(xiàn)場播音，播音人員的話筒聲音和背景聲音信號送入音頻控制處理設(shè)備（主要是調(diào)音臺），輸出的混合信號再送入調(diào)頻發(fā)射機，然后通過吸盤式調(diào)頻天線發(fā)射出去，使用調(diào)頻收音機或車載調(diào)頻收音機進行接收［1］?，F(xiàn)場擴音系統(tǒng)是把話筒及各種音頻信號送入音頻處理設(shè)備（主要是調(diào)音臺），輸出的混合信號進入音頻功率放大器，通過音箱把聲音信號進行擴大輸出，完成現(xiàn)場擴聲的功能。多功能車載移動廣播系統(tǒng)是在專業(yè)現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)和調(diào)頻廣播系統(tǒng)基礎(chǔ)上的有機集合體，共用一些相同功能的設(shè)備組件，不同功能的設(shè)備組件并聯(lián)連接，實現(xiàn)不同功能的實際需要。

2．2 系統(tǒng)設(shè)計原則

不同于廣播電臺的轉(zhuǎn)播車和直播車廣播級功能，也不同于室內(nèi)擴聲系統(tǒng)的構(gòu)建，數(shù)字化多功能車載移動廣播系統(tǒng)是專業(yè)級的室外擴聲和調(diào)頻廣播系統(tǒng)，是能夠滿足一定功能要求的專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)。

在電子設(shè)備數(shù)字化的大趨勢下，系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)盡可能使用數(shù)字化技術(shù)，在先進性和開放性的前提下，在追求質(zhì)量和效果的同時，要從實用性和經(jīng)濟性角度出發(fā)，將先進成熟的擴音技術(shù)和調(diào)頻廣播技術(shù)相結(jié)合，采用兼容性強的設(shè)備進行組合，構(gòu)建符合移動和隨機性大特點的多功能車載廣播系統(tǒng)［2］。系統(tǒng)設(shè)計的原則是：系統(tǒng)具有適應(yīng)性廣，工作穩(wěn)定可靠，構(gòu)建方便快捷，系統(tǒng)分布合理，功能完善，性能先進，操作簡便，效果良好，經(jīng)濟適用。

3 系統(tǒng)的組成框圖

數(shù)字化移動廣播系統(tǒng)由音源、數(shù)字化調(diào)音臺、數(shù)字化調(diào)頻機、硬式吸盤調(diào)頻天線、音頻數(shù)字功放和擴聲音箱組成，還包括相應(yīng)的電源部分、防震機柜和一定的聲學(xué)效果處理。系統(tǒng)框圖如下：

4 系統(tǒng)概述

整個系統(tǒng)可以劃分為五個模塊組成，即音源（包括信號源采集記錄）、信號控制處理、調(diào)頻發(fā)射、擴聲和電源等模塊部分。每個模塊有一定數(shù)量的設(shè)備組成，因此不僅系統(tǒng)設(shè)計要合理，系統(tǒng)設(shè)備的選擇也很重要。系統(tǒng)設(shè)備的選擇原則是，要盡可能選擇市場上技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品成熟，設(shè)備的兼容性、配套性要好，可靠性要高。

4．1 音源

根據(jù)實際工作的需要，本系統(tǒng)的音源部分模塊有四種設(shè)備組成，即數(shù)字音頻工作站、領(lǐng)夾（頭戴）式有線話筒、無線話筒和輔助音源。音源部分分為兩類，分別是播音或報告、指揮人員的直播話筒和提供背景音樂和過渡音頻信號的播放設(shè)備。

4．1．1 數(shù)字音頻工作站

在當(dāng)今廣播技術(shù)的條件下，采用音頻工作站的方式，符合當(dāng)今廣播技術(shù)的潮流。簡單實用的編輯功能，滿足移動廣播方式中的快速便捷的要求。采用音頻工作站播出方式，音頻素材也可用移動硬盤進行傳遞轉(zhuǎn)移，有效解決由于設(shè)備層次和型號的差異不同給移動廣播節(jié)目編輯帶來的困難，使移動廣播節(jié)目能夠快速編輯播出?；跀?shù)字音頻工作站強大的功能和可靠的性能，還能擔(dān)負音頻信號的錄制和存儲功能，避免要實現(xiàn)這些功能所要的大批設(shè)備，簡化系統(tǒng)架構(gòu)。

4．1．2 話筒

話筒部分是提供現(xiàn)場音頻的重要手段，直接影響廣播和擴聲的效果。話筒分為有線話筒、無線話筒兩個部分。一般在移動調(diào)頻廣播時，采用有線領(lǐng)夾式或頭戴式話筒，話筒的選取首先要考慮近講型的話筒［1］，以防止背景噪音；其次要考慮播音人員若用手持話筒將非常不利于翻閱文稿和移動時車輛的顛簸造成播音員聲音大小的變化，因此選用小巧舒適的頭戴或領(lǐng)夾式麥克風(fēng)比較合適。這樣，即使是在極其嘈雜的環(huán)境中使用，它也不會丟失或屏蔽語音信號。若是進行現(xiàn)場擴聲，采用無線話筒，提供了使用人員的極大的靈活性和信號的現(xiàn)場感。相比在現(xiàn)場搭建擴聲系統(tǒng)要方便快捷；相比使用普通手持式擴聲器擴聲，音質(zhì)有了質(zhì)的提高。

4．1．3 輔助音源

設(shè)置輔助音源設(shè)備，作為備份音源，可以使用車載卡座和CD機。也可選用MP3播放器，M P3播放器不但功耗低、音質(zhì)好、價格便宜等優(yōu)點，而且M P3節(jié)目源豐富，節(jié)目編排靈活，非常適用于移動直播使用［1］。

4．2 音頻信號源的處理控制

音頻信號源的處理控制是以數(shù)字化調(diào)音臺為載體，利用數(shù)字化調(diào)音臺的強大信號處理和控制能力，對信號源進行處理和控制。一般選用移動式數(shù)字調(diào)音臺，具有音頻數(shù)字化處理功能，有多路數(shù)字、模擬輸入通道，滿足電路音源的輸入要求。也有多路音頻信號輸出，為錄制、擴聲和調(diào)頻廣播以及信號監(jiān)聽提供服務(wù)。

數(shù)字調(diào)音臺的操作方式簡便，還可以編程，避免模擬調(diào)音臺操作繁瑣的弊端。

數(shù)字調(diào)音臺，有較強的音頻信號處理和控制交換能力，替代如音頻處理器、音頻切換器等設(shè)備，極大簡化了系統(tǒng)的架構(gòu)。

4．3 數(shù)字調(diào)頻激勵器

調(diào)頻廣播發(fā)射的模式一般是調(diào)頻激勵器和功率放大和天線系統(tǒng)三部分組成，調(diào)頻激勵器由調(diào)頻調(diào)制器和功率前置放大組成，前置功放的輸出功率一般在30W以下。對于移動調(diào)頻廣播，調(diào)頻發(fā)射機屬于小功率發(fā)射機，但也必須滿足相應(yīng)的國標(biāo)規(guī)范［3］。考慮移動廣播的特點，一般設(shè)計的功率都不會很大，在10－30W之間，其覆蓋服務(wù)范圍也有限。鑒于此，調(diào)頻發(fā)射采用數(shù)字調(diào)制，提高調(diào)頻廣播信號的質(zhì)量和可靠性。30W的功放也采用數(shù)字功放來實現(xiàn)功率放大的穩(wěn)定性和可靠性。對于移動調(diào)頻廣播來說，工作條件和環(huán)境變化很大，功放是系統(tǒng)可靠工作的關(guān)鍵部位，為了提高其可靠性，我們特別開發(fā)出熱備份無縫交換技術(shù)，即開發(fā)出專用的功率交換和信號檢測電路，利用工業(yè)級KAN總線進行兩臺設(shè)備信息的高速傳遞，實現(xiàn)兩個功率調(diào)頻輸出信號的高速切換，切換信號傳遞速度可達134微秒［4］，滿足不間斷播出的需要。

4．4 新型移動調(diào)頻天線

調(diào)頻天線一般都是固定架設(shè)在鐵塔和桅桿上，移動廣播時也直接套用架設(shè)在車子的頂部，這樣很不科學(xué)，不僅使用、安裝不便，而且效果也不理想。有的采用移動式吸盤天線，由于調(diào)頻波長較長，加上其振子是鞭狀，天線振子在移動時處于不穩(wěn)定之中，使發(fā)射的調(diào)頻信號場形也處于不穩(wěn)定之中，極大影響移動發(fā)射覆蓋效果。

專業(yè)開發(fā)的新型硬式吸盤調(diào)頻天線，不僅克服調(diào)頻天線安裝架設(shè)的困難，又克服吸盤天線覆蓋場形的不穩(wěn)定的缺點。新型硬式吸盤調(diào)頻天線，采用吸盤裝置，加裝振子輔助固定裝置，設(shè)計有防撞擊連接器，滿足移動廣播對發(fā)射天線的要求。

4．5 擴聲功放和揚聲器組

擴聲系統(tǒng)一般都是在一個固定場合使用，跟一般的室外擴聲系統(tǒng)使用條件沒有什么差別，因此擴聲系統(tǒng)的構(gòu)建和設(shè)備的選擇就沒有多大的特殊性，系統(tǒng)達到一般的擴聲標(biāo)準(zhǔn)就可以了。唯一要考慮的是擴聲功率的選擇不能太大，因為車載電源功率有限。

4．6 多功能車載移動廣播系統(tǒng)專用機柜

由于車載移動廣播發(fā)射系統(tǒng)是一個極為簡單的移動調(diào)頻廣播系統(tǒng)，不能像專業(yè)廣播轉(zhuǎn)播車那樣進行防震抗震設(shè)計。但移動調(diào)頻廣播工作時，路況條件極為復(fù)雜而多變，因此必須設(shè)計一個防震抗震機柜裝載相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備。把車載廣播系統(tǒng)安裝在一個防震抗震機柜里，是提高移動廣播系統(tǒng)抗震性能和保證系統(tǒng)可靠正常工作的重要措施。

4．7 電源部分

多功能車載廣播系統(tǒng)因其設(shè)備有限，而且功率設(shè)備較少，總的消耗功率不大。但設(shè)備電源使用環(huán)境惡劣，電源部分還是要有所考慮。在系統(tǒng)中增加一套UPS即可，既可以作為車載電源的備份，也可以主用，將車載電源作為備份［5］。電源容量一般以選擇1000VAH為宜，保證10W調(diào)頻廣播10個小時工作時間［1］。

4．8 聲學(xué)效果處理

由于車輛不一定是專用車輛，即使是專用車輛，也由于工作環(huán)境變化巨大，噪聲干擾難以消除。我們可以做一定的聲學(xué)效果處理來減小噪聲干擾。具體可做以下一些處理：一、對車輛進行一定的消、隔音降噪處理，減小外界噪聲源的危害；二、在播音員部位，增加防風(fēng)罩，防止出現(xiàn)“噗、噗”；三、系統(tǒng)設(shè)備安裝時，進行加固和緩沖處理。

5 系統(tǒng)的功能和特點

本系統(tǒng)是多種功能模塊組成的集合體，因此可以實現(xiàn)多種功能，設(shè)備的利用率大大提高?？梢詫崿F(xiàn)如下功能：

5．1 移動調(diào)頻廣播

將音源通過調(diào)頻的方式傳送一定的距離，并且跟隨接收者一起移動，在一定的范圍內(nèi)，使接收者在移動過程中，利用車內(nèi)的調(diào)頻接收機始終接收到車載的廣播信息。在移動過程中，播音員（或者特定的信號源）會對周圍變化的場景進行現(xiàn)場解說，或者利用周圍環(huán)境的特點，給介紹的內(nèi)容以一定的注釋，增強現(xiàn)場的宣傳效果。

5．2 現(xiàn)場擴聲

利用已有的音頻信號源處理系統(tǒng)，加上音頻放大器和音箱，就可以滿足一個隨機條件下，實現(xiàn)現(xiàn)場擴聲功能。如在一個事故災(zāi)害現(xiàn)場，通過該擴聲系統(tǒng)，對眾多搶險工作人員進行現(xiàn)場的動員、慰問和現(xiàn)場指揮調(diào)度和機關(guān)人員慰問等多項任務(wù)。

5．3 節(jié)目源的現(xiàn)場采集、制作與直播功能

利用音頻工作站的聲音信號采集功能，進行現(xiàn)場信號的錄制和存儲，作為一個節(jié)目的原始音頻素材。還可以利用數(shù)字音頻工作站進行信號的簡單快速編輯工作，通過一定的通訊方式實現(xiàn)現(xiàn)場直播功能。

通過本系統(tǒng)，本文作者多次圓滿完成重要的接待任務(wù)。

［1］ 湯波．移動廣播電臺直播系統(tǒng)的建設(shè)［EB／OL］．（2010-06-11）［2011-06-15］ http：／／www． asiatvro．com／html／201006／Msg24062．htm．

［2］ 李曉平 基于遠程教育的多功能演播室設(shè)計與實踐［EB／OL］．（2008-06-09）［2011-07-01］http：／／www．zjbew．com／Article／Print．a(chǎn)sp？Arti cleID＝424．

［3］ 米波調(diào)頻廣播發(fā)射機技術(shù)要求和測量方法GY／T 169－2001中華人民共和國廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［S］／／2001-06-01．

［4］ 任素云，孫玉峰．CAN總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 ［J］．技術(shù)與市場，2010（2）：40-41．

［5］ 張勇，秦溯．河北省廣播電視監(jiān)測車系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］．廣播與電視技術(shù)，2010（11）：126-127．

Design and Practice of Digital Multifunctional on-board Mobile Broadcasting System

YING Yu-hai 1， MING Cheng-chong2， CHEN Hao-xin2， ZHANG Jian-wen2（1．Anhui Broadcasting Movie and Television Vocational College，Hefei，Anhui，230011；2．Hubei State Administration of Radio and TV，Hubei，Wuhan，430022 China）

This paper introduces a kind of digital multifunctional on-board mobile broadcasting system，illustrates its theories and design principles，and puts forward some implement measures．Based on this we develop some corresponding technology and analyze the functions and features of parts of the system，and main points of equipment selection．

mobile broadcasting；hard sucker frequency-modulated antenna；warm backup；frequency-modulated broadcasting；Sound reinforcement

TN948．1

B

1674-2273（2011）06-0055-03

2011－07－20

應(yīng)毓海（1965－），男，安徽肥東人，高級工程師，安徽大學(xué)在讀工程碩士，主要研究廣播電視傳輸技術(shù)。