演播室音频系统数字化改造项目的实现
800平方米演播室是河北电视台最大的演播室，负责台内所有大型节目的录制和直播，约8至10个固定栏目，另外还有很多临时文艺晚会和特别节目。近几年来，平均每天都要录制一场节目，其利用率在国内大型演播室中可以说是名列前茅。该演播室1996年投入使用，其主要音控系统采用的是模拟设备，因多年来一直是超负荷运行，所以近两年来，调音台等核心音频设备都是带病运行，这种状况会对节目的直播安全和声音的录制质量产生直接的影响。
随着计算机技术的迅猛发展，数字技术在音频设备的成熟应用，数字调音台近几年在声频行业中显露出非常大的优势。数字调音台具有处理功能强、操作灵活和扩展性强的优点。高信噪比：系统全数字化处理，数字周边设备、数字声源设备信号直接接入，减少了数模、模数转换中的信号损失。系统各模块（主控系统、中心处理系统、通道接口等）相对独立，具备独立的热备份冗余电源，独立的处理电路，因此数字调音台稳定性远远高于带热备份冗余电源的模拟调音台。数字调音台的操控界面（控制按键及物理推子），与音频物理通路没有直接关系，每一个物理通路接口可以任意分配到任意物理推子，物理推子出现任何故障。
可随时调换到其它推子进行音频处理。调音台内部处理DSP芯片实现了资源共享，支持热拔插，相互热备份，一块DSP出现问题其它DSP卡可以自动代替工作，并具备自诊断功能，随时提醒你某个区域、某个模块出现问题，可随时解决。场景快照（SNAPSHOT）、控制编组（CONTROLGROUPS）、哑音编组（MUTEGROUPS）、通道链接（LINK）、自动混录（AUTOMATION）、环绕声像摇杆（PAN）及通道全处理（均衡EQ、压限LIM/COMP、延时DELAY、声像PAN）等功能给调音师的音频处理带来了极大的便利。因此，我们认为，800平方米演播室音频系统改造选用数字调音台，可以大大提高音频系统直播的安全性和稳定性。
此次改造的800平方米演播室主要负担大型综艺类节目的现场扩声和直播。不仅需要能够满足单声道、立体声、环绕立体声节目的现场制作和传输能力，同时还应具有多轨录音的能力，为节目的后期精加工提供必要素材。
随着电视节目图像质量的飞越性进步，更加凸显了电视节目制作中单声道窄频响的伴音与优质图像的不协调。因此，随着电视节目制作的市场竞争加剧、制作手段的先进性和多样化发展。电视伴音的形式必将随之面临巨大的变革，仅仅以单声道伴音的局面将彻底被打破，取而代之的则是使观众有身临其境的多声道伴音。因此在本系统中，也充分考虑到系统在今后扩展和适应新型应用的能力，系统设计具备环绕声节目现场及后期制作能力。
此外，由于电视台直播节目的重要地位，安全播出成为系统设计所需考虑的头等大事，整个系统应该具有高度的安全可靠性、良好的备份能力和完善的应急处理能力。为此，本系统采用了当今世界最为成熟和先进的科技产品和手段，力求充分满足上述功能要求。
在设备选型上考虑到系统的安全性、先进性、应急能力、扩展能力、技术指标和性能价格比以及与台内其他系统的连接问题，整个系统的技术指标应该符合国家广播电影电视总局中华人民共和国广播电影电视行业标准《GY/T187-2002》、《GY/T192-2003》、《GY/T193-2003》“电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法”的要求，以及ITU-RBT.601、SMPTE259M标准、AES/EBU数字演播室视音频有关标准。
绝大多数大型演播室已经接受并应用两级调音的工作模式，此次800平方米演播室改造，我们也采用了这种工作方式，其实现方法是：
由一台位于演播室后部的模拟扩声调音台进行现场扩声控制。由一台处于独立音频控制室内的数字调音台进行播出和制作。信号流程是：话筒信号先送入无源话筒分配放大器一分为二，分别送入扩声及制播调音台进行处理。音源设备（DAT、CD、MD、HD、VCR等）输出信号同样一分为二，模拟输出信号送现场扩声（模拟）调音台，数字输出信号送制播（数字）调音台。
另外，制播调音台有选择的将四路音源信号送往扩声调音台作为扩声音频素材来源。正常工作时，现场扩声及返送监听信号由扩声调音台负责，播出及录音信号则由制播调音台送出，它同时也可以负责多轨音频素材的保存和回放，以及进行较复杂的音频制作。另外，现场扩声采用垂直线性阵列音响系统。借用线阵列音箱能准确控制声指向的特点，控制观众席之外不必要的声覆盖，尽可能减轻观众席外墙面所造成的声反射，可有效提高扩声增益。
800平方米演播室音频系统框图如下图所示：
一个音频系统的功能是否强大、质量是否优秀，最重要的两个因素是：系统设计的合理性和设备选型的整体质量。而在音频制作系统的设备选型中，最关键的又是制作系统的核心设备—调音台的选择。针对电视台的实际需要，我们在这个方案中选用了Studer公司最新推出具备现场及制播功能的Vista8大型数字调音台作为音频制作系统的核心设备。这款调音台是Studer公司较新推出的产品，但它的输入输出接口机箱、监听模块、DSP机箱等，和比它较早推出的、同一系列的Vista6现场调音台、Vista7后期制作调音台完全相同，而在操作方面，综合了Vista6、Vista7的处理功能，则针对现场扩声和演播室播出、制作等做了相应的优化和改变。
Vista系列调音台面世大约三年的时间里，已经在全世界安装、使用超过了200台，其应用领域涵盖了电台、电视台、电影厂以及剧院等多种场合，包括音乐录音、影视后期制作、大型演播等多个方面。Vista8调音台虽然是本系列中最新的产品型号，仅推出了一年左右，但也已经在国内订购和安装了多达6台。经过国内外用户的实用检验，其安全可靠性和易用性均获得了用户的高度好评。本系统的设计，不仅要满足单声道、立体声节目的现场录音及后期制作，同时也应该着眼于未来，考虑多声道节目制作的能力。Vista调音台强大的虚拟环绕声和自动化混录功能，使多声道节目制作成为录音师的享受。加之Studer公司半个多世纪来，在音频处理设备及调音台的设计制作有着非常成熟的经验，使整个系统的强大功能和完美音质得到最佳保障。
在演播室作现场录制过程中，录音师需要随时掌握每一路信号的状态，灵活调整输出总线的分配并送至播出通路；而在后期制作的过程中，则需要录音师对每一路音频信号都进行细致的处理和调整，之后通过总线合理分配送至录音设备，以得到满意的处理结果。为满足使用功能要求，这个800平方米演播室的制播调音台必须具有以上两方面的应用能力，并为录音师提供具有人性化的、灵活方便的操作界面。其中首要的一点，就是总线分配、各种处理功能和操作手段都应该一目了然，而不应通过繁琐的操作或多层菜单选择的形式才能找到相应的功能和手段。正是基于这种考虑，VISTA系列调音台在操作界面方面采用其Vistonies专利技术，它不仅可以充分满足上述要求，而且还可以提供许多您意想不到便捷、先进的功能，以及享誉全球的高品质声音质量。
本次系统设计中，根据800平方米演播室的功能需要，我们选用的是40路单声道输入、4路立体声配置的SoundcraftMH3，它具有8个编组母线及12条辅助输出母线，内置了12×8的矩阵输出母线，同时具备LCR三声相的主输出总线。值得一提的是，Soundcraft公司在这款调音台中采用了全新设计的话筒前放模块，其本底噪声大大降低，同时峰值余量则有很大提高。
在控制方面，8个VCA控制编组和8个哑音编组更加方便了用户的使用。每个通道条上传统经典的辅助、编组、EQ控制旋钮，使熟悉调音台的录音师完全不用经过学习就可以轻松上手、熟练使用。在同类型、相似应用规模的产品中，可以说它是性价比最佳的选择。
根据改造前所存在的具体问题（采用多只领夹式话筒时，扩声增益不够），根据演播室的节目（大型综艺晚会）定位，此次设备改造经过多方位考察，最终采用了法国L-ACOUSTICS扩声设备。主扩音箱采用了6只DVDOS线阵系列音箱，两只DVSUB超低音音箱。另外8只同品牌MTD115同轴系列音箱，分别用在观众席前排中间补声音箱两只、左右（吊装）主扩音箱下方拉声像音箱两只、舞台返送监听音箱四只。处理器及功放采用的也是同品牌配套设备：XTADP226（主扩用）声音处理器一台、LLC115b-st（补声、拉声像、舞台返送监听用）声音处理器三台、LA48a功放5台、LA15a四通道功放1台。L-ACOUSTICSDVDOS系列音箱的特点是体积小、声指向好、声压级高、音色好，演播室吊装非常方便。L-ACOUSTICSDVDOS系列音箱在中法文化节北京故宫音乐会上曾有出色的表现，也是我们这次选择的主要原因之一。
Vista8调音台共使用两个D21m接口机箱，一个置于演播现场（MH3扩声调音台旁），通过MADI光纤与调音台处理核心相连。它的输入输出接口有三类不同作用：
（1）将话筒及（数字、模拟）线路信号连接到制播调音系统，另外备 用（数字、模拟）线路信号返送到现场。
（2）将制播调音台的信号送往扩声调音台。
（3）将制播调音台备份扩声信号送往模拟主备切换电路。
因为采用光纤连接的方式，这一结构非常简单地将扩声调音台与制播调音台紧密地结合在一起，有效地节约了工程线材、施工难度和检修人力，并可以相对提高信号传输质量。
另一个D21m接口机箱置于音控室内。音控室D21m接口机箱主要负责所有音控室数字、模拟音源，效果器的输入输出，录放像机的回放信号，以及多轨硬盘录音机的输入输出都与这个接口机箱的不同接口卡相连接。由D21m接口机箱将MIC、LINE、AES/EBU、ADAT等多种音频信号格式转换为TDM总线上的各个时隙后，送至DSP机箱进行处理，并由控制界面进行参数控制。在日常的工作中，调音师借助Vista8调音台强大灵活的内部矩阵，将MICIN及LINEIN分配到相应通路，设置到方便操作的物理推子，然后通过调音台内部及外设效果器等进行音频调整，然后送往播出通路以及模拟扩声调音台。同时，将所需的音频素材直接送工作站进行多轨录音。
在实际工作中，以上所提及的音源分配、效果器应用、音频同步等等，分别都是一套较复杂的子系统，以下我们就对各个音频子系统中较有价值的部分进行分项说明。
在本系统中，有线话筒信号从舞台送至话筒信号分配放大器，一分为二，分别送往扩声调音台和制播调音台，之后由两级调音台分别处理各自应用；而无线话筒信号在经过无线话筒接收机后，通过线路分配器，一分为二，分别送往扩声调音台和制播调音台分别处理各自应用。
对于同时具有数字和模拟两种输出的音源设备，我们分别将数字输出和模拟输出送往两个调音台以便分别使用。为保证系统的合理性和操作习惯，本设计中也保留了制播调音台的8路输出送往扩声调音台，以便于扩声调音师选用播出系统处理过的音源信号。
此分配方式，使扩声及制播系统（在声源之后）完全独立，某系统出现故障，不会对另一系统造成任何影响。同时，备份功能可实现相互补救，使录制播出工作更安全便利。
扩声调音台、制播调音台各自通过MATRIX（矩阵）输出8路信号，分别送往主、从两台SOUNDWEB9088（作应急切换设备），前者送入主机输入接口，后者送入从机输入接口，两台设备通过光纤连接，控制开关通过一条控制线联结两台SOUNDWEB9088，实现主、从信号源的切换选择。主、从信号通过切换8路信号有主机送出，1、2路经过图示均衡送入主扩声音处理器（XTADP226）进行分频处理，然后送入主扩音箱（DVDOS）部分。3、4路经过图示均衡送入LLA115b-st声音处理器，然后送左右拉声像部分。5、6路经过图示均衡送LLA115b-st声音处理器，然后送前排中间补声部分。7、8路经过图示均衡送LLA115b-st声音处理器，然后送舞台返送监听部分。
送扩声信号选用MATRIX（矩阵）输出，信号选择灵活、方便，根据扩声区域的不同要求，信号比例可任意调整。
数字系统的同步问题是否能够处理得当，是系统能否正常工作关键环节，同步对于数字系统的影响可谓生死攸关。在与视频相关的数字音频系统中，常用同步信号的类型包括：AES同步信号、字时钟同步信号和视频同步。
AES同步信号是VISTA系列数字调音台正常工作的参考时钟，结合电视台的实际情况，此系统可能与视频系统配合工作，因此需要将视频常用的黑场参考信号转换为音频可用的AES同步信号及字时钟同步信号。在这个演播室系统中，我们选择了Studer公司的MasterSync作为同步信号转换及分配器。MasterSyne是Studer公司的成熟产品，它可以将视频黑场信号高精度的转换为48kHz的AES同步信号以及时间码同步信号。在黑场信号消失时，可以自动产生内触发同步信号，避免出现音频系统失去同步源的情况。MasterSync已经在许多电台、电视台实际使用，在中央电视台、湖南电视台、上海电台、河北电台、甘肃电台等全国几十家省级以上广电单位担负着音频同步的重要任务，经实践检验，其可靠性和易用性得到了用户的高度评价。
黑场信号经过MasterSync转换为音频同步信号后，再分送到数字调音台、效果器、多轨硬盘录音机、数字音源设备、模/数、数/模转换设备等处，以保证整个音频系统与视频信号同步工作。
在本系统设计中，制播调音台在进行音频处理后，以4路AES数字信号的方式送往MasterSync音频分配器的主输入接口，经过分配放大后送播出系统相应的通路，如播出机房、录像机房、灯光区等等。与此同时，MH3扩声调音台也送出4路立体声模拟信号作为播出备份信号，这些信号经过高品质的A/D转换器转为AES数字信号后，送入MasterSync音分的各输入接口。
MasterSync音分器主备自动检测的工作原理是：音分器以ms级的时间间隔不断检测主输入接口的AES信号字头，一旦主输入的AES信号字头消失，它就会0延时自动跳转到备输入接口。其间没有人耳所能感知的音频信号间断。这样做的优势是，如果主输出信号为静音，例如现场短暂静默时，并不会引起MasterSync音分器的自动跳转，而只有上一级设备出现故障，已经不再具有数字输出时，音分器才会相应跳转到备用输入。从而避免了大量误切换。
此外，MasterSync音分器还同时具备手动切换功能选项。启用手动控制选项可以取消MasterSync音分器的输入自动检测功能，而以人工的方式在系统实际出现故障时手动切换到备用输入，使操作者有最大程度的灵活性，将系统完全置于控制之下。
这个世界的问题就是聪明人总是怀疑自己，而愚蠢的人总是充满自信。by 布考斯基
在扩声应用中的备份方式与播出备份思路相同，它们之间的区别是，Vista8制播调音台的接口机箱已经具备模拟输出，只需将其接在模拟应急切换器SOUNDWEB9088从机接口上即可，不需要再做A/D转换。
同样，在系统中选用的模拟切换器SOUNDWEB9088也具备自动与手动的切换功能，可以由用户自设电平和时间门限值，当信号长时间低电平时，切换器可以自动倒换主备通路，或由操作者手动切换（选择）输入接 本方案按照“以人为本，技术先进，实用可靠”的基本原则，通过十个多月的使用验证，系统稳定、操作便捷，完全可以满足河北电视台目前的演播室应用需求，并兼顾了今后的技术发展和电视节目制作工艺。
