張寶文

【摘要】本文就音頻處理器的原理及如何合理有效地使用音頻處理器進行了闡述。

【關鍵詞】數(shù)字音頻處理;多頻段壓縮;削波失真;響度

隨著科學技術的不斷發(fā)展，廣播節(jié)目從采編、制作到傳播、發(fā)送，都使用了先進的技術設備，節(jié)目的質量也大為提高。音頻處理器就是廣播傳輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)中關鍵設備之一，它對播音質量的影響起了一定舉足輕重的作用。一般情況下，廣播技術人員關心的主要是發(fā)送天線與網(wǎng)絡的匹配情況，廣播發(fā)射機的三大技術指標以及音頻光信號在傳輸過程中的噪音和衰耗問題，而常常忽視音頻處理器的工作或設置的狀況，現(xiàn)根據(jù)我們在實際工作中的一些使用經(jīng)驗，和大家探討一下如何合理地掌握和使用音頻處理器的方法。

1. 數(shù)字音頻處理器的工作原理和使用要求

以10千瓦DAM中波發(fā)射機為例，發(fā)射機的數(shù)字音頻處理系統(tǒng)主要由音頻處理器板、模擬輸入（有浮動載波的）板、模數(shù)轉換器板、循環(huán)調制編碼板、直流穩(wěn)壓電源板等組成。由音頻處理器板將輸入的600Ω平衡音頻信號加以處理（主要完成音頻限幅）后送入模擬輸入板，經(jīng)過模擬輸入板將壓縮（限幅）后的音頻信號進一步處理，將一個含有直流分量的音頻信號送給模數(shù)轉換板（直流分量決定發(fā)射機的載波功率，音頻分量決定發(fā)射機的調幅度）和直流穩(wěn)壓電源（B-電源）板。該信號經(jīng)模數(shù)轉換后形成一個12位的數(shù)字音頻信號并經(jīng)循環(huán)調制編碼板編碼后產(chǎn)生48個功放單元的開關信號。模數(shù)轉換板還產(chǎn)生一個大臺階同步信號去控制模擬輸入板上的抖動信號發(fā)生器，使系統(tǒng)的噪聲最小。

1.1 數(shù)字音頻處理器的基本原理

我們現(xiàn)使用的數(shù)字音頻處理器板，能借助減小動態(tài)范圍的方法來抑制噪聲，該電路由音頻阻抗變換器、壓縮器、窗口比較器、線性檢波器、音頻放大器、低通濾波器和輸出阻抗變換器等幾部分組成。在性質上包括了對節(jié)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。U8（NE570）與和它相關的器件組成壓縮器，壓縮是一種降低聲音動態(tài)范圍的處理方式，它的作用是在輸入信號小于門限值（起限電平）時放大，而信號超過時使輸出幅度恒定。U8是一個增益可變的運算放大器，使它增益改變的原因是在U8-16腳有了控制電壓，該電壓是由窗口比較器檢測到越限的音頻信號產(chǎn)生脈沖信號經(jīng)線性檢波器后得到的。壓縮后的音頻信號由放大器（U2）放大后送入低通濾波器。W3是起限后的音頻信號輸出調節(jié)電位器，它決定了發(fā)射機的最大調幅度。低通濾波器的頻帶為30～10000Hz。低通濾波器輸出的信號送給兩個輸出阻抗變換器（U4、U5和U6、U7），一路輸出到模擬輸入板作為它的音頻輸入信號，另一路作為備用。

音頻處理還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。這就是所謂的“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。

1.2 對音頻處理板的調試和要求：

在廣播節(jié)目中，音頻信號的響度，是通過減小動態(tài)音頻中“峰值”對“平均值”的比值（峰/平比值）來提高的。就是說在允許的調制范圍內，如果峰值減小了，平均值就能夠增加。故在調試時，必須用自動音頻測試儀將600Ω平衡、1KZ、0dB音頻信號送入J2-3上，用示波器測量U1-6應有正弦波輸出;調整W1，剛好產(chǎn)生負脈沖，且應有0.8～1V起限電壓;增加音頻信號至+20dB，參考電壓應為2.8V，且示波器的輸出幅度應無明顯變化。總之對音頻進行調試的主要目的，是在符合峰值調制的限制范圍內，盡量增加主觀感覺的響度效果體現(xiàn)。

2. 合理使用音頻處理器的手段

廣播節(jié)目音頻處理好與壞，要由它的實際效果來判斷。如果廣播的播音效果能被聽眾接受，這種處理方式就認為是比較滿意的。對此，在實際工作中我們沒有簡單的將音頻處理器只當作一種音頻工具設備，而是從其原理出發(fā)，結合實際使用的工作機理狀況，充分挖掘其潛在優(yōu)勢，更有效合理地發(fā)揮其效能，我們做了如下三個方面的工作：

2.1 保持信號不失真的傳輸

在中波廣播發(fā)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(jīng)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(jié)目主能量的頻率范圍中，若平坦的幅度和群時延發(fā)生偏差，必將造成已處理過的信號平坦頂部傾斜，從而只增加了峰值調制電壓，此時平均電平并不增加。從峰/平比值看出，將意味著減小了該通路的平均電平，因而響度就會被相應減弱。對此，要保持處理后信號波形的原形，我們首先采用的方法是，在傳輸信號電纜的使用上，選擇質量上乘，特性優(yōu)良的傳輸電纜，要求其分布參數(shù)小、頻帶寬、采用線徑粗、衰耗小，屏蔽好的無氧銅芯傳輸線。其次，在傳輸連接中，不添加任何附加設備及分支部件。

2.2 音頻處理器在系統(tǒng)中擺放的位置

為了有效的保護被音頻處理器進行了峰值限制的波形，盡可能不在音頻處理器連接到發(fā)射機的過程中發(fā)生改變，應將音頻處理器越靠近發(fā)射機放置越好。

2.3 音頻處理系統(tǒng)設置技術

我們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，用它來補償中波廣播信號典型存在的音頻頻響不佳的狀況。并適當?shù)靥嵘?00HZ-1.2KHZ聲音能量在整個音頻頻譜中的分布。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。

音頻處理器的技術指標為：失真≤0.5%;頻響≤0.5dB;噪聲優(yōu)于70dB。