如何合理有效地使用音频处理器

作者：南京广电集团中波发射台 贾雁 卢火

欢迎访问e展厅 展厅 4 广播影视设备展厅 ... 【摘 要】本文就如何合理有效地使用音频处理器进行了阐述。对广播节目动态音频信号的处理过程，以及在高辐射场强环境下怎样正确使用音频处理器，使其发挥更大的效能，进行了技术分析和研究，并采取有效措施，保障9200 Orban音频处理器在我台节目广播中发挥更好的作用。 【关键词】音频处理 多频段压缩 削波失真 响度 一、引言 随着科学技术的不断发展，广播节目从采编、制作到传播、发送，都使用了先进的技术设备，节目的质量也大为提高。虽然如此，如果不能很好深入地了解和科学合理地掌握技术设备的使用方法，不但达不到预想的效果，甚至适得其反，势必造成播音质量下降。音频处理器就是广播传输系统环节中关键设备之一，它对播音质量的影响起了一定举足轻重的作用。就一般而言，广播技术人员关心的主要是发送天线与网络的匹配情况，广播发射机的三大技术指标以及音频光信号在传输过程中的噪音和衰耗问题，很少会去关心音频处理器的工作或设置的状况，这就恰恰忽视了正确合理使用音频处理器这一值得重视的问题。此文章的目的就是以美国9200 Orban音频处理器为例，根据我们在实际工作中的一些使用经验，提示大家更好地了解，合理地掌握使用音频处理器的方法。 二、音频处理器合理使用的要求与原则 广播节目动态音频信号的处理过程存在很大的非线性，对音频处理设备来讲，它既包括了对信号的压缩、限制、削波、扩展等处理方式的要求，还包括音频处理设备安装的位置不同，引线长短，造成信号的衰耗、畸变，以及在高电磁场强辐射环境下工作时抗干扰能力等，这些影响都不可小视。针对一系列情况，我们对音频处理器的工作原理、设置方法、放置位置、附加功能都进行了大量较深入的技术探讨，并采用多种有效措施，使音频处理器在使用的性能上变得更加优越，发挥了更大的效能。 1、对音频处理的要求： 广播发射用的音频处理方式比较复杂，它既需要从技术工程上给予保证，也要从客观艺术效果来考虑这两者的兼顾性。从技术工程的角度上讲，就是在节目信号传输过程中，将人耳可听的频率范围划分几个频段，又分别对各个频段加以压缩或限制，这就称为多频段压缩器。在防止它被过度调制的同时，又要保证获得最好的信噪比和音频带宽。艺术上的目标则是将音源信号既可完全保持原始节目素材的特征，不做任何的修改，也可以对原来音频信号作较大修改，创造出一个面目全新的、具有特征性的音色，经传递发送，供听众接收欣赏。 在广播节目中，音频信号的响度，是通过减小动态音频中“峰值”对“平均值”的比值（峰／平比值）来提高的。就是说在允许的调制范围内，如果峰值减小了，平均值就能够增加。那么这将不可避免的带来削波失真之类的有害副作用，而如何决定峰／平比值到何种程度才算好呢？是否在加以处理的同时，又能刚好避免产生这些有害的副作用，就算是最佳的音频处理了。总之对音频进行处理的主要目的，是在符合峰值调制的限制范围内，尽量增加主观感觉的响度效果体现。 2、音频处理的基本原则： 我们日常使用的音频处理设备，能借助减小动态范围的方法来抑制噪声，在性质上包括了对节目信号的压缩、峰值限制与削波、多频段压缩和频率可选择的限制及均衡功效。 压缩是一种降低声音动态范围的处理方式，主要目的是缩小节目动态范围，增加声音的密度，尽量使音频信号峰点幅度均匀一致。而峰值限制是压缩的一种极端形式，其特点是压缩比高，起动和复原时间也较快，它保护后面声道的传输不致于会过荷。 峰值削波处理是在于防止由于该声道处理电路过荷而造成的失真，瞬时地“切掉”超过阀值的高电平波峰部分的处理。峰值限制和削波如能完美匹配，将能在音频节目信号的密度和响度之间，处理好谐波失真和互调失真及信号带宽的负面影响作用问题。另外，音频处理还将音频频谱划分为几个频段，并对每个频段分别进行压缩和限制。这就是所谓的“多频段压缩和可选择的限制”，如果设置正确、合理，将会有效消除频谱增益的互调。 对于音频处理中的均衡，其作用是利用均衡器（Equalizer）来改变音频信号整体频带中相关频率的平衡，有时也用来营造某种音响特征，增加节目的声染色或作为传输系统的频响校正之用。 三、合理使用音频处理器的手段 广播节目音频处理成功与否（好与坏），没有“正确”或“错误”的界限定义。只能由它的实际效果来判断。如果广播的播音效果能被听众接受，这种处理方式就认为是比较满意的。对此，在实际工作中我们没有简单的将音频处理器只当作一种音频工具设备，而是从其原理出发，结合实际使用的工作机理状况，充分挖掘其潜在优势，更有效合理地发挥其效能，我们认真做了三个方面实实在在的工作： 1、保持信号不失真的传输 在中波广播发射机前端，被音频处理器高度处理过的音频信号中，会含有不少类似方波的平顶波形。方波的波形对它所经过的传输通路的幅度和相位响应要求是比较高的。原理上讲，在节目主能量的频率范围中，若平坦的幅度和群时延发生偏差，必将造成已处理过的信号平坦顶部倾斜，从而只增加了峰值调制电压，此时平均电平并不增加。从峰／平比值看出，将意味着减小了该通路的平均电平，因而响度就会被相应减弱。对此，要保持处理后信号波形的原形，我们首先采用的方法是，在传输信号电缆的使用上，选择质量上乘，特性优良的传输电缆，要求其分布参数小、频带宽、采用线径粗、衰耗小，屏蔽好的无氧铜芯传输线。实践证明这点非常重要，很见效。其次，在传输连接中，不添加任何附加设备及分支部件，如中间放大器、分配器等，以减小信号波形畸变，保证良好的传输质量。 2、音频处理器在系统中摆放的位置 对音频处理器所放置的位置，是有讲究的。为了有效的保护被音频处理器进行了峰值限制的波形，尽可能不在音频处理器连接到发射机的过程中发生改变，应将音频处理器越靠近发射机放置越好。否则因分布参数变化，引起偏离了的平坦度和相频直线性必将产生寄生调制峰值，造成已进行过峰值限制的波形被改变。这些峰值虽对平均调幅度没有增添什么，而平均调幅度却要被迫降低，以去容纳这些峰值成份，造成音频信号的波形失真。 我们南京中波广播发射台的发射机是分在东西两个机房工作运行，在音频处理器的安置问题中，没有完全凭美观和管理上的方便将音频处理器集中放置在一起，而我们采取分别靠近机器放置的办法。这样做的目的，就是使发射机能得到频响较为平坦、其相频特性线性化的音频信号。 3、音频处理系统设置技术 （1）对典型的音频处理器来说，它由两个电路组成，一是慢动的AGC，二是动作（ATTACK）与恢复（RELEASE）时间适中的压缩器，对每个频段都可根据需要设置调节为最佳的时间常数。我们在实际使用的实践中得出结论，适当地将低声频段时间常数设置的比高声频段慢一些（约200μs左右），这样在增加节目信号密度上，通常起的作用较大。 （2）通常音频处理器在基本系统中还增加了一些附助的组件，以供选择使用。我们启用了音频处理器装在慢动AGC与多频段压缩器之间的频率均衡处理组件，用它来补偿中波广播信号典型存在的音频频响不佳的状况。并适当地提升600HZ－1.2KHZ声音能量在整个音频频谱中的分布，让这段声音在听觉上变得“较大”（人耳听觉最灵敏范围在2KHZ－8KHZ）。使得在对“人声”的处理方面，获得了艺术上的表现效果，让听众感到声音变得真实动听了。 （3）我们还使用了音频处理器上称为的“抵削失真”装置，用它来提供绝对的负峰值控制，防止了音频信号溢波，以消除听众最可能听得见的一些频段中的失真。 总之，一年来，经过我们大量的工作和实践，取得了较为明显的使用效果。我们很希望这些实践经验能与同行交流，听述心得，为共同的广播事业多做贡献。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/23/2005)