【word】 奥本FM2200D数字音频处理器的工作原理及使用中应注意的几个问题

【word】 奥本FM2200D数字音频处理器的工作原理及使用中应注意的几个问题 奥本FM2200D数字音频处理器的工作原理 及使用中应注意的几个问题 -玻术专题// NetworkTechnologyII.一-.”一. 奥本FM2200D数字音频处理器的工作原理 及使用中应注意的几个问题 文/海峡之声广播电台张红波康浔// 1前言 为了提高调频广播播出质量,在信号 通路中一般使用音频处理器对音频信号 进行处理.奥本FM2200D数字音频处理 器在我台已使用多年,在使用中,积累了 一 些经验,现结合实际使用情况,对奥本 FM2200D数字音频处理器的工作原理及 使用中应注意的问题介绍如下. 2音频处理的几个概念 ()响度(Loudness) 通常通过降低音频信号峰平比来增 加声音的响度.在不产生过调的条件下, 峰值减少,平均电平将增加,响度将提高. (2)压缩(Compression) 主要是减少峰值电平与弱电平之间的 摘要:本文介绍了奥本FM2200D数字音频处理器在数字信号处理时 的 两种结构的工作原理以及相应的参数设置,同时对实际使用中应注 意 的问题进行了阐述. 关键词:数字音频处理器工作原理参数设置使用中注意问题 差异,通过压缩,使低电平信号听起来响 度增加了.压缩是一种较缓慢的改变音频 动态范围的方法,而限幅和削波则是实现 压缩最常用的方法. (3)限幅(Limiting) 限幅实际是对信号进行极快速的压 缩,目的是增加声音的密度,使声音信号 听起来大一些,但是较高的声音密度意味 着较小的动态范围,使声音听起来缺乏层 次感. (4)削波(Clipping) 削波可以提高响度,但是会使失真增 加,使音质模糊,清晰度下降. (5)响度,清晰度,失真的平衡 在音频信号的处理过程中,我们需 要在响度,清晰度,失真上求得最佳平衡. 图1奥本FM22O0D音频处理器外形图 如果我 们改善 了其中 某一个 技术指 标,那 么其它 两个指 标就会 受到影 响,要 想得到 一 个最平衡的状态是很困难的,较好的做 法就是通过降低响度要求来达到最佳的 清晰度和最小的失真.在实际使用中也是 如此,因为听众可以通过调整音量来调整 响度,但是却没有办法改变清晰度和失真. 奥本FM2200D的智能化设计的处理过程 可以实现最优化的平衡,但是这也必须在 适度的调整范围之内. 3奥本FM220OD数字音频处理器 的工作原理 奥本FM2200D数字音频处理器是专 为调频广播设计的音频处理系统,用户界 面友好,参数设置调整方便.图1为奥本 FM2200D数字音频处理器外形图. 奥本FM2200D数字音频处理器有模 拟和数字信号两种输入,经过增益调整, 模数转换或是采样率转换后,送入数字信 号处理部分.经过处理的信号再经数模转 换,增益调整和去加重选择后,输出模拟 信号:或是经模数转换,复合信号滤波和 增益调整后,输出复合信号;或是经采样 率转换后,输出数字信号.上述所有的转 换均受控于主控处理器,图2为奥本2200D 整机方框图. 奥本2200D数字音频处理器有自己 独特的数字信号处理过程,所有的处理过 程都是在数字信号处理部分完成的.奥本 8zII~li//RADIO&TELEVISIONINFORMATIONII2011年5月I1wvyni.cn 一无线技术// 2200D数字音频处理器的数字信号处理包 括保护/限幅(Protection儿imitinq)和两 波段(Two—Band)两种结构.图3为保护/ 限幅结构简化框图,图4为两波段结构简 化框图.在实际工作中,只有一个处理结 构可以被激活,而不能同时被激活. 奥本FM2200D数字音频处理器有八 种预设的处理模式,即:Classical-Protect, 2BGENERALPURPOSE,TALK,MUSIC— LIGHT,MUSIC-MEDIUM,MUSICHEAVY, MUSIC+BASSMEDIUM,MUSIC+BASS HEAVY,这些处理模式在大多数情况下不 需要经过进一步的调整就能符合用户的 需要.其中,Classical-Protect处理模式使 用的是保护/限幅(Protection儿imiting) 结构,该模式能够比较容易地缩小动态 范围,不会增加节目的密度,响度,其主 要功能就是在保证调频发射机不产生过 调制的情况下,尽可能保持原有声音的结 构和频谱特点,这种模式提供了一个非常 清晰,空旷的声音,对听众来说这种声音 是完美的.保护/限幅结构的工作原理是: 为了获得高的信噪比,克服调频噪声的三 角噪声特性,调频广播必须对对音频信 号进行预加重,奥本FM2200D数字音频 处理器的保护/151幅结构,首先在输入处 理器中,将低于20Hz高于15kHz的不需要 的信号滤除,这样就不至于使不需要的带 外信号电平影响带内信号,产生不应有的 增益降低:然后再将滤波后的信号送入 压缩器,奥本FM2200D数字音频处理器 是将整个音频频段分成多段进行压缩处 理,每段的压缩器都是一个自动增益控制 器(AGC),当输入电平大于某一设定的门 限值后,自动降低放大器的增低频段的呼 3oHzHPF吸声,防止次声泼唐差入AGC音频压缩禹,失真.ln 由于舅I越期灞蔼酲}常低,会喧,人觉得低频丢失,在工作 中建议使用. 表1保护/限幅(Protection/Limng)结构参数设置 缩限幅,再进行预加重带来的高音频人消除失真能力的削波器,能使 各音频频率 为提高可能产生的过调制而失去限幅的因削波而产生的失真抵~30dB之多. 作用:由于经预加重处理的信号不仅高音奥本FM2200D数字音频处理器其 频段显着提高(用5Ous加重时间常数时,余七种预设处理模式使用的都是两波段 ISkHz的电平提高量为13.66dB),而且还(Two—Band)处理结构.其中,2BGEN一 存在着过调制的危险,所以必须对高音频ERALPURPOSE预设处理模式提供了一种 进行再压缩,而对中低频就不需要了.由共性的处理模式,其它两波段预设处理模 此,奥本FM2200D数字音频处理器在压缩式则更加有针对性地对特定的节目进行 器后面又增加了一个高音频压缩器,奥本人为的美化和修饰.两波段结构在进行信 FM2200D的高频限幅(HFLlMlT)就是起号处理时,采用了高频放大低频均衡,自 这一作用.尽管采取了两次降低增益的措动增益控制,两波段压缩限幅,然后再进 施,仍然有出现过调制的可能性,所以最行高频限幅,去失真削波和过 调压缩的 图5奥本FM22O0D音频处理器参数设置操作面板 后还增加了一 个削波器,奥 太FM2200D 数字音频处理 器采用了具有 方法.该结构虽然在进行信号处理时,部 分地牺牲了信号质量,但能针对不同的节 目信号进行个性化设置,比如:”MUSIC— LIGHT”产生一种很空未修饰的声音, “MUSIC+BASSMEDIUM”产生一种强力, www.rU.cn//2011~5RIIRADIO&TELEVISIONINFORMATION// r’llltttltll1.83 _玻术专题//NetworkTechnologyII..一.-- 清晰,空旷的声音.要想针对不同的节目 合理地选择两波段(Two—Band)处理结构 的预设处理模式,必须花时间去听,才能 确定符合自己听觉习惯的预设模式,也可 以先选择共性处理预设模式2BGENERAL PURPOSE,再进行有针对性的参数设置. 4奥本FM2200D音频处理器的参 数设置 奥本FM2200D音频处理器的参数设 置是通过八个按键,一个飞梭旋钮~E]LCD 显示屏来实现的.奥本FM2200D音频处 理器参数设置操作面板如图5所示. 4.1保护/限幅(Pr0lection/Limit— ing)结构的参数设置 保护/限幅(Pr0tection儿imiting)结 构在实际使用中,是不需要用户设置的, 其参数出厂时已经被预先设置好了,它使 用7DRIVE,30HzHPF两个参数,两个参数 的作用和设置如表1所示. 4_2两波段(Two—Band)结构的 参数设置 两波段(Two—Band)结构通常使用 LESS—MORE,EQ,FULLcontrol--个参数, 在使用中,三个参数的作用和设置如表2 所示. 4.3预加重设置 由于预加重对调频发射机的噪声, 过调制有很大的影响,因此必须对奥本 FM一2200D音频处理器预加重的使用做如 下说明: (1】奥本FM2200D数字音频处理 器预加重设置对三种工作状态的影响 奥本FM2200D数字音频处理器的三 种工作状态分别是:operate/tone/bypass (工作/单音频/直通),三种工作状态下加 重,去加重的 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图见图6. 由图6可知,bypass(直通)工作状态 下,只经过了选择是否加重,然后就直接 输出,而没有经过去加重;operate(工作), tone(单音频)工作状态下,无论是否选 择加重,输出都要经过去加重.因此,为了 保证发射机输入信号的频响是平坦的,在 鸯令作用当 L0vVBASS+1dB 有的重I氍膏打击乐. 增加节目中商额1分韵青鞋量.放大量的增益主娶 HF 由节目本身决定,在调整后要僳迁声音没有尖锐+2 ENHANCE 的囊疗薯. 设遣处理墨认可肺目最低电平,兰?低于这个电 6A1ETHR平豹时候,处理置将视奠为唆声或誊背累声,并.4OdB 且J鲁动压赡薯的门限,关闭其疆益. AGCon/off控制AGC的开启或关闭,使甩中开启比较好.on 调整AGC甫平并决定AGC的耀蔫凇, A6CDRIVE+lOdB 并GATETHR动}f乍剥AGC的增盏囊凇 当节目电平下降时,TOW—BAND压缩罱的恢翱时 REL’rm1E17dB,s 阃,也决定了晴度增加的快慢. FUU 调嚆避TOW,BAND压强图鲁平,通过控 control2BD赳VE 制TOW.BAND压喧嚣囔翰喇勘晒起定输出音+17dB CONTF?OL 频信号的动态范圈. 设置低颈和其余频谱的平衡.TOW.BAND压缩薯 处理的罾额糟胃_主要额段在200Hz以上,而低膏 BASS 频段主耍是l蜀}于200Hz的部分.谈命令谩定了如5% (OUPL 伺使声膏传输过程中的低音部分和其余部分如何 进行匹配. HFI使用勋嘎时,舫1J=商额分过载.2.2 CUPFIN6调整进入失真补偿捌波置的电平,通过该命令来 . 1.2 CONTL设定通过酮渡消际墙姻融I总量. FlNAL(1JP设定量终潮渡墨韵l保护麓值豫帽幅度,这个黼渡 (DRIV日矗震随龟失直?卜臼li嚣渡燕统之后,其本身并没有+1.O CONTf《0L潮渡补偿作用. 表2两波段(Two—Band)结构参数设置 84-IIrlll~m=E//RADIO&TELEVISIONINFORMATIONII2011.~5 J9I1www.rti.cn 一无线技术// 图6奥本FM22O0D数字音频处理器预加重框图 实际工作中,operate(工作),tone(单音 频)工作状态下,我们要选择加重(pre— emph);在bypass状态下,选择不加重 (fiat). (2)如何设置预加重 在使用奥本FM2200D数字音频处理 器的复合信号输出时,按Systemsetup按 键,将显示屏上显示的StereoEncoder-F 面所对应的按钮按下,再将显示屏上显示 的ProcPre-e-F面所对应的按钮按下,显示 屏上会出现预加重时间常数50S,75uS 此时就可以利用飞梭旋钮选择5Ous预加 重时间常数.这个设置用于控制内部高频 限幅器(HFLIMIT)和立体声复合信号的 预加重(参见图5). 在使用奥本FM2200D数字音频处理 器的模拟信号输出时,按Systemsetup按 钮,将显示屏上显示的I/OCalib下面所对 应的按钮按下,再将显示屏~Anlg OutpCalib下面对应的按钮按下,进入Ao Pre—e显示界面(模拟输出是否选择加重) 利用飞梭旋钮选择pre—emph(加重)或者 flat(无加重).其加重时间常数取决于处 理器内部的的复合信号输出时ProcPre.e (选择预加重时间常数)所设定的时间常 数(参见图5). 5奥本 FM2200D数 字音频处理 器实际应用 中要注意的 几个问题 (1)对输 入输出接口, 阻抗和接地方 式的选择 奥本FM2200D数字音频处理器提供 了模拟输入输出,数字AES/EBU输入输出 和两路立体声复合信号输出.通过系统设 置或者远程设置,可以选择是用数字输入 还是模拟输入.立体声复合信号输出,数 字输出,模拟输出则始终处于激活状态. 由于传输设备的传输方式,发射机接 口的不同,所以需要选择最适合的输入输 出方式.目前,我台的卫星传输经接收机 解调后,有数字和模拟两种输出方式,我 们现在采用AES/EBU数字输入,这样就减 少了一次D/A转换,减少传输环节,提高了 信号的各种指标.由于我台目前使用的发 射机,没有AEs/EBu数字输入接口,所以我 们只能选择模拟输出或立体声复合信号输 出.使用奥本FM2200D数字音频处理器的 内部立体声复合输出,直接连接至激励器 复合信号输入口,可以得到一个比外部编 码器响度更高,峰值控制更好的声音.而 且当处理器的模拟输出放大器5532损坏时 (我们曾因雷击造成该器件的损坏),不 影响发射机的播出,所以我们目前选用的 是立体声复合信号输出.同时,L/R两路模 拟输出既可以接至外部编码器作备用信号 也可以当作监听信号. ?嚣蹦一叠舞嘲_基蝴??敬暑 曙瓣柚?糖加固耀击蛊叠强 bYpaSsFlat(无)有有 bypasspre-emph(有)无有 tonepre-emph(有)育有 toneFlat(无)有无 表3处理器和发射机联机测试时的设置情况 NetworkTechnologyII 设备的输入输出接口确定了,I~B,-J要 合理选择处理器的输出阻抗以及接地方 式,否则会影响信号质量.我们目前选择 的设置是:复合信号输出阻抗OQ,模拟L/ R路输出阻抗600Q,后面板的接地开关设 为LIFT(悬空). (2)奥本FM2200D数字音频处 理器最佳的放置点 由于奥本FM2200D数字音频处理 器输入电缆在模拟输入,输出时没有要 求(600Q平衡,抗干扰能力强),在AES/ EBU数字输入时,使用11OQ五类双绞线, 其长度要求小于100m,这样可以满足大 多数情况下的放置条件.但我们采用奥本 FM.2200D处理器的复合信号输出时,由 于采用同轴电缆不平衡输出,如果传输距 离长,势必引入干扰信号,因此处理器要尽 量靠近发射机放置.通过一条很短的同轴 电缆(小于1.8m)连接到发射机上,尽量 减少杂波的引入. (3)测试时应注意的几个问题 ?测试处理器本身的指标时,应将其 工作状态设~bypass,加重设为flat,这样 测试的结果才是处理器本身的真实指标. 如果测试时,工作状态设~operate,由于 处理器两个处理结构的作用,测试的是修 饰过的音频信号,故不能反映处理器自身 的真实情况. ?当处理器和发射机联机测试时,一 定要保证大环路音频信号的平坦.具体有 四种情况,见表3. 6小结 奥本2200D音频处理器在我台调频 广播中使用后,改善了广播播出的质量, 使听众能够收听到优美的调频广播节目信 号.在使用中,为了实现最佳的播出效果 我们对最优化的奥本2200D数字音频处理 器的使用进行了一些摸索和试验,撰写此 文,希望能对业界的同行在使用音频处理 器时有所帮助.- wm?.rti.cnII2011年5月 IIRADIO&TELEVISIONINFORMATIONII门-棚匏f『85