王來科

摘 要：奧本音頻處理器AM-9400既可用于傳統(tǒng)的模擬調(diào)幅發(fā)射機(jī)前端處理單聲道音頻信號，也可以用于現(xiàn)代數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)前端處理立體聲音頻信號。文章主要介紹該款音頻處理器的基本原理及其使用方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字音頻處理器；調(diào)幅立體聲廣播；應(yīng)用研究

1 概述

音頻調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的節(jié)目源來自各個電臺，其中既有直播節(jié)目也有錄播節(jié)目。不同的節(jié)目制作單位，不同的節(jié)目制作設(shè)備，勢必造成發(fā)射機(jī)前端的音頻信號電平大小和響度等參數(shù)難以統(tǒng)一，聲音動態(tài)范圍過大，輕則影響播出效果，重則造成發(fā)射機(jī)過調(diào)打火，嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備。音頻處理器可以將較大振幅的信號進(jìn)行壓縮，將較小振幅的信號進(jìn)行放大，縮小節(jié)目信號的動態(tài)范圍，在保證發(fā)射機(jī)不過調(diào)的情況下，提高平均調(diào)幅度。奧本9400-AM處理器既可以處理用于最新的調(diào)幅立體聲廣播的立體聲信號，也可以向下兼容處理原有的單通道模擬發(fā)射機(jī)使用的單聲道信號。

2 9400的音頻信號處理過程

國際上現(xiàn)有的音頻調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)分為模擬發(fā)射機(jī)和數(shù)字發(fā)射機(jī)兩種。我國現(xiàn)階段使用的中短波調(diào)幅發(fā)射機(jī)均為模擬發(fā)射機(jī)。9400內(nèi)部實(shí)際上包含了兩個處理通路，均為全數(shù)字信號處理。其中一個處理通路專用于模擬發(fā)射機(jī)前端的信號處理，另一個專用于數(shù)字發(fā)射機(jī)前端的信號處理，這兩個通路都可以處理立體聲或者單聲道的音頻信號。在通路A用于單聲道處理的同時，通路B可以用于高清晰度調(diào)幅立體聲的處理。

模擬發(fā)射前端的處理通路分為七個階段，數(shù)字發(fā)射前端的處理通路分為五個階段。（參見模塊框圖）

第一階段處理是立體聲增強(qiáng)模塊，用于加強(qiáng)CQUAM（）和HD AM （高清晰度調(diào)幅） 立體聲接收時的立體感。該模塊只對L-R信號起做用，因此不會影響單聲道廣播的效果。

9400提供了兩種不同的立體聲加強(qiáng)算法供用戶選擇。第一種算法基于奧本專利模擬222立體聲增強(qiáng)器。每當(dāng)立體聲增強(qiáng)模塊內(nèi)部探測到和信號（L+R）的瞬變過程，就加大差信號（L-R）的能量。能量的增加是一個瞬時過程，在增強(qiáng)信號寬度，清晰度和打擊樂力度的同時不會增加非自然的混響效果（一般來說，在L-R信號中占主導(dǎo)地位）。第二種算法是基于眾所周知的麥克斯（MAX）技術(shù)。該算法使L-R信號經(jīng)過延時后疊加到原有的L-R信號上，門限電路與模擬222算法類似，用來防止信號的過增強(qiáng)以及輕微的非平衡單聲道信號的增強(qiáng)。

第二階段是一個平緩的自動增益控制（AGC）模塊。用來緩慢地控制增益，保持始終如一的電平進(jìn)入后級的多段壓縮器。經(jīng)過自動增益控制模塊后，模擬處理過程和高清晰度數(shù)字處理過程開始采用獨(dú)立的處理通路。

9400系統(tǒng)的總增益衰減量由自動增益控制模塊的增益衰減量和多段壓縮模塊的增益衰減量構(gòu)成。系統(tǒng)總的衰減量決定了安靜聲音片段的增強(qiáng)度（并由此決定了系統(tǒng)響度的穩(wěn)定值）。

第三階段是一個程序均衡器。模擬發(fā)射處理通路和數(shù)字發(fā)射處理通路的程序均衡器是相互獨(dú)立的。兩個鏈路上的程序均衡器都含有一個參數(shù)可調(diào)的三段均衡器，方便用戶對低頻、中頻和高頻分量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而定制自己臺站的獨(dú)特聲音。

模擬發(fā)射處理通路的均衡器還包括一個高頻斜坡補(bǔ)償來克服典型調(diào)幅發(fā)射機(jī)高頻成分的衰減。

第四階段為五段壓縮器。模擬發(fā)射處理過程的五段壓縮器內(nèi)嵌了奧本專利技術(shù)多段失真消除限幅器。該系統(tǒng)把限幅器嵌在多頻帶交疊點(diǎn)，以便交疊點(diǎn)濾去可聽到的限幅失真產(chǎn)生物。前饋側(cè)鏈提供更深的、高度可選擇的，不同頻率互調(diào)失真的消除。五段壓縮器也裝有單端動態(tài)噪聲衰減系統(tǒng)，用戶可更具要求打開或關(guān)閉該功能。

在數(shù)字發(fā)射處理通路中也有一個五段壓縮器。但是，該壓縮器內(nèi)部沒有嵌入削波器。模擬發(fā)射處理通路的五段壓縮器和數(shù)字發(fā)射處理通路的五段壓縮器的頻率分割點(diǎn)是不同的。在模擬發(fā)射處理通路中，低四個頻段覆蓋50-3KHz的頻率范圍，第五段覆蓋3KHz及其以上頻率（該頻點(diǎn)由低通濾波器設(shè)置）；在數(shù)字發(fā)射處理通路中，低四個頻段覆蓋20-6KHz，第五段覆蓋6-15KHz。顯然，數(shù)字發(fā)射處理通路的帶寬要比模擬發(fā)射處理通路大很多。

模擬發(fā)射處理通路的第五階段為內(nèi)含智能失真控制器的削波器，用以在必要時刻控制減小削波引起的失真。

模擬發(fā)射處理通路第六階段為安全削波器和過沖補(bǔ)償器。這些單元精確地控制峰值調(diào)制，而且不會引入帶外頻率。像一個簡單削波器。過沖補(bǔ)償器會給包含強(qiáng)大的高頻分量的節(jié)目素材帶來較大的失真。用戶通過對過沖補(bǔ)償器的設(shè)置來權(quán)衡失真和響度這對矛盾的指標(biāo)。（對這種會造成很大過沖的節(jié)目素材，應(yīng)該讓過沖補(bǔ)償器努力去消除隱患）。

模擬發(fā)射處理通路第七階段為過沖補(bǔ)償器驅(qū)動的發(fā)射均衡器。每一路輸出都包含一個發(fā)射均衡器。發(fā)射均衡器用于預(yù)失真補(bǔ)償發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和天線系統(tǒng)引起的低頻傾斜、高頻振鈴和高頻群時延失真。

數(shù)字發(fā)射處理通路的第五階段為低互調(diào)失真的預(yù)（超前）限幅器。簡單的限幅器可能造成重低音分量和中頻分量的互調(diào)失真，但是奧本的限幅器內(nèi)部含有復(fù)雜的信號處理機(jī)制，從而保證減小互調(diào)失真的同時不影響信號的響度。

3 如何定制9400的聲音

為了方便用戶對電臺聲音的定制，9400提供了靈活的設(shè)定方案。盡管如此，就想其它的音頻處理器系統(tǒng)一樣，用于在調(diào)節(jié)設(shè)置參數(shù)的同時需要在響度、清晰度和可聞失真指標(biāo)中找到一個折中方案。奧本音頻處理器內(nèi)置了多種音頻處理方式的出廠設(shè)置。當(dāng)用戶選擇一個最接近自己定制聲音的出廠設(shè)置后，可以通過兩種級別的調(diào)節(jié)去完成進(jìn)一步的配置：基礎(chǔ)配置和完全配置。第三個級別的配置，即高級配置，只能通過PC機(jī)的9400遠(yuǎn)程控制軟件來完成。

9400內(nèi)部包含的兩個處理通路共用一個立體聲加強(qiáng)模塊和一個自動增益控制模塊。兩個通路中的其它處理模塊都是獨(dú)立工作的，因此這些模塊的參數(shù)也是可以獨(dú)立配置的?；ㄒ恍r間認(rèn)真收聽播出的聲音，要注意節(jié)目素材的廣泛性，接收機(jī)的多樣性，而不是只在臺站用監(jiān)測器進(jìn)行收聽。更據(jù)收聽的效果來調(diào)整處理器的各種參數(shù)，來定制一個完美的處理方案?；A(chǔ)配置包括四個方面的配置：立體聲加強(qiáng)、自動增益控制、模擬調(diào)幅均衡和數(shù)字廣播均衡、以及兩個響度-清晰度-失真權(quán)衡調(diào)節(jié)。其中，響度-清晰度-失真權(quán)衡調(diào)節(jié)是對多段壓縮處理過程的配置，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的權(quán)衡參數(shù)值自動去調(diào)節(jié)多段壓縮處理過程的多個參量，以完成更大的響度或更小的失真之間的調(diào)節(jié)。完全配置是用戶可以通過9400面板進(jìn)行的最詳細(xì)的參數(shù)配置。調(diào)節(jié)這些參數(shù)對于不熟悉音頻處理原理的用戶來說，有很大的冒險(xiǎn)性（就像通過PC機(jī)進(jìn)行高級配置一樣）。高級配置是當(dāng)前兩種配置都無法滿足用戶對聲音處理效果的要求時，可以通過PC機(jī)來完成所有處理模塊的可調(diào)參數(shù)的配置。這樣的配置可能導(dǎo)致處理器對某種節(jié)目素材的嚴(yán)重失真而對其他節(jié)目素材沒有影響。對于廣播發(fā)射臺站來講，這是很冒險(xiǎn)的。

參考文獻(xiàn)

[1]OPTIMOD-AM 9400 Operating Manual[Z].