电视新闻的现场制作和直播越来越受到电视台的重视,相应的节目制作量也越来越大。根据这几年来相应新闻节目制作的尝试和经验,辽宁广播电视台创造性的提出设计一台开放式的移动演播室,将电视台的演播室搬到老百姓中间这一新的电视新闻制作方式,从功能设计上实现了:1.高清电视信号的采集;2.主持人及嘉宾访谈节目的现场制作(开放式);3.电视信号的卫星传输。
技术设计包括:车体改装系统,配电系统,视音频现场制作系统,卫星传输系统等功能模块。
一. 车体改装
鉴于北方高寒地区的气候,以及外户时间停泊工作长等特点,辽宁广播电视台移动演播室采用直挂式无侧拉箱结构,直挂式无侧拉结构具有密闭性好、载重性强、保温性高,尤其是冬季,更能显示其优点。牵引车头选用的是德国MAN公司的车头和底盘,型号为TGM 18.280。该公司是世界级大型货车生产厂商,技术先进,实力雄厚,我台的多台大型转播车都采用的此品牌牵引车头,是在实践检验中深获大家好评的品牌。此款车设计时速接近100km/h,并且有先进的电子检测装置,后桥还可以随动转向,为行车的安全性和灵活性提供了良好的保障。
车体总长9.94米,车体高3.9米,宽2.5米,箱体长度为7.5米。车体内部空间由两部分组成,一部分为技术区,一部分为演播区。靠近车头部分为技术区,整个系统设备的布置和工作人员的主要工作都集中在这个区域;整个车体后半部分为演播区,演播区内长4.3米,宽2.2米,高2.4米,区域内没有放置设备,只放置一个固定的主播台,是主播出境和采访的主要区域。演播室室内两侧和后部三面墙体为透明有机玻璃构成,外附可翻转钢板门。当翻转门闭合时,形成一个完整封闭式的车体,可以随时移动,当需要工作时,将翻转门翻转打开,露出里面的透明演播室,这时主持人就可以以现场环境为背景进行出镜,充分体现出移动演播室深入现场的特点。翻转们采用上下对开门方式,首先手动打开下开门的门锁,打开下开门,然后用液压控制器打开上开门,上门打开角度略大于90度。
车辆平衡支撑系统采用电动四油缸液压传动系统,四个液压支撑腿分别位于车箱体前后的两侧。操作时通过操作杆可分别实现支撑腿两两同时运行,用以调整车体的平衡稳定性。平衡稳定的车体支撑系统能够有效的保证卫星系统准确快速的寻找卫星。支撑腿未收起时有指示灯,提示工作人员注意。在车后部安装了倒车监视装置,并与变速器连接,方便了驾驶员倒车操作。
二. 配电系统
移动演播室配电采用主备电源方式,以外接电源为主,本车自主发电为辅,采用手动倒换方式。转播车配备有一根100米动力电电源电缆,4×16平方,整车需要外接380伏动力电电源,功率约为25千瓦左右。
当现场取电有困难时,转播车自己还可以使用车上配备的市电发电机,本车采用的是熊猫发电机,输出电压为220伏,发电机油箱120升,在油箱加满的情况下,整车满负荷用电可以连续工作10小时左右(如图)。转播车配备独立发电机在我台现有转播车中还是第一次,独立发电机的设置使转播车可以不受现场条件和环境的限制,使转播车更深入到新闻发生的第一线进行报道。这台发电机具有低噪音、低油耗、运行稳定等特点,在实际工作中有着非常好的表现。
车上还配有一台10千瓦UPS不间断电源和一台10千瓦稳压电源,车上所有的双电源设备都保证一路电源接入UPS,另一路接入稳压电源。当车上的外电源突然断电时,UPS可以保证车上的主要设备工作10分钟左右,这样就使工作人员有充分的时间将电源倒换到发电机发电状态,有效的保证了节目制作安全。
车体空调采用了两台日本大金变频分体式空调,室内机部分采用嵌入式,嵌入式机四面均匀出风对整个工作环境制冷,同时对于设备少、发热量低的演播区更为优势,风口为可调节式。
三. 视音频现场制作系统
我台移动演播室为全高清设备配备,可以向下兼容标清。系统如图所示。
系统信号源采用ENG摄像机3台,可以配置为:ENG有线摄像机高标清2路,高清无线数字摄像机微波一路,室外全景高清摄像机一路,录像机信号两路,外接模拟VGA信号一路,高清测试信号一路。
信号源在导演区进行预监,分别进入高清多格式切换台和多格式矩阵,两路输出信号经自动2选1倒换开关,选择出1路主输出信号。主输出HD-SDI信号和经过下变换的SDI信号同时进入高清编码器,可以根据需求选择高、标清中的1路进行传输。
整个系统的同步由2台泰克TG700高清同步机,经切换器选择后提供三电平同步信号。
1.摄像机
转播车上标配4台高清摄像机,其中3台ENG摄像机,1台户外全景摄像机。
ENG摄像机型号为松下AJ-HPX3000MC,与我们以前转播车上的讯道摄像机不同,它没有基站在车上,需要额外配用电池使用,这样的使用方式很灵活,即可在车内使用,也可在车外使用,既可以独自录制节目,也可通过视频电缆连接,将信号传入车上的系统。松下这款摄像机的存储方式用P2存储卡,支持多格式录制和重放功能,摄像机上有5个P2卡插槽,可以插5张P2存储卡,一张32G存储卡在记录高清100M数据流的情况下可以记录30分钟的信息,这也大大的丰富了这台转播车的信息记录方式。
另外车上还配有一套高清无线数字微波,采用美国GMS公司的M2T-C发射机,安装到摄像机上可以形成一套无线摄像机,在无遮挡的情况下,图像信号可以传输1公里。支持高、标清视频和两路音频,模拟和嵌入音频输入可选。
户外摄像机型号为松下AW-E870,已安装好在车顶上,信号已接入系统,通过液压支持杆升降,平时降落到车顶部,工作时可以升高,最高可达6米(如图)。这台摄像机采用17倍光学变焦镜头,水平旋转角度为320度,向左右各160度,俯仰旋转角度从+50度到-90度。水平转速和垂直转速都达到20度/秒,同时还可以对摄像机的护罩进行加热、雨刷和除霜功能。户外摄像机的控制器安装在车内控制台上,因此对这台摄像机的控制全部在车内进行。
这台摄像机的使用使得移动转播车的信号内容更加丰富,它提供了一路全景高机位,具有其它摄像机无法比拟的优势,同时由于它的控制部分全在车内,使得操作更加灵活方便,而且不受天气的影响,是这台转播车的亮点之一。
2.切换台
转播车采用松下公司的AV-HS450高清、标清多格式视频切换台。标准配备16路输入,每路输入通道均内置10bit帧同步器,另外,还内置了4路上变换器与8路彩色校正器。切换台内置双监视器多画面显示功能,它的一路DVI输出可以将一块显示屏分为4、9、10及16个画面,2块屏幕上可同时显示最多20个通道的信号。这一独特功能能够节省空间,减少设备成本,并改善节目制作工作流程。主机和控制面板均标准配置提供双路冗余电源,使工作安全可靠。

3.音频系统
转播车采用主、备调音台配备,通过2选1开关切换,主调音台16路输入,备调音台12路输入。主、备调音台的使用有效的保证了工作的安全性。车内演播区可接两路有线话筒,提供给车内主持人使用。车上还配有4路无线话筒,供车外外景主持人使用。演播区设计符合声学指标要求,隔声度优于STC50,混响时间小于0.4秒,在开启空调和设备时演播区噪声小于NC35,声扩散度100Hz时小于8dB,1000Hz-6300Hz时小于8dB。
4.通话系统
移动演播室的通话系统主要实现车内导演与摄像员、记者和指挥现场之间的无线对讲通话,以及现场人员与主站卫星电话及民用公话网之间的联通。主要由通话主站、GSM电话桥、电话耦合器、无线对讲机组成。该系统以通话主站为核心,通过4线-2线转换器和电话耦合器连接GSM电话桥、无线对讲机、移动电话及民用电话网,形成一个星型通话网络。
通话系统采用满足RoHs要求的PARTYLINE主站,该主站为两通道设计,具有音质清晰的内嵌扬声器,每个通道的音量可调,可使用鹅颈话筒或耳麦进行通话。
由于移动演播室的使用与传统转播车的不同,车外摄像人员与车上导播的联系主要依靠对讲机,车上配备了8套摩托罗拉对讲机,对讲基站接入通话系统,实现有线和无线通话的有效连接。车内还配有一台电话耦合器接入通话系统,连接上电话线后,即可实现导播、主持人与第三方的通话联系。
通话系统中还配有GSM通话模块,可以将我们常用的GSM手机卡插入,通过手机电话方式与第三方进行联系。
5.编辑机系统
与我们以前的录制设备不同的是,这次移动演播室没有采用磁带录像机,而是使用的SONY专业高清光盘小型录像机,型号为XDCAM HD PDW-F1600。与传统磁带编辑机相比本机具有如下一些新的特性:PDW-F1600轻巧、便捷,只有半机架宽,3U高,可提供1920×1080图像分辨率,以及8通道、24比特的无压缩音频记录,具有极高质量的视音频记录能力,内置上/下(高清/标清)转换器,具有多格式(1080i/720P)记录灵活性,可进行高清/标清转换,在重放时可进行1080i和720P的交叉转换,标准配置有4:2:2高清内容的24P(23.98)记录/重放功能,还可支持传统的视频格式,包括标清MPEG IMX、DVCAM和高清XDCAM HD420格式,以及24P逐行格式,兼容双层(50GB,PFD50DLA)和单层(23.3GB,PFD23A)专业光盘介质,支持多种压缩格式和帧频,当采用最高码流压缩时,即压缩方式为MPEG HD 422、50Mbps时,1张50G光盘可以记录95分钟的节目信息。
6.灯光系统
演播区内已安装好5套LED冷光源照明灯用于演播室场景的照明,采用的是Litepanels公司的1×1系列灯具,其中3套为面光,2套为轮廓光。
7.偏振片系统
当移动演播室在外景环境下使用时,有可能会遇到这种情况,外环境的光线比较强烈,而演播室内的面光达不到足够的补偿效果,使得出镜主持人的背景(外景)非常亮,而主持人的面部则显得比较暗。而演播室内受空间环境限制,不能够再布置更多的灯光来补偿面光,为了解决这个问题,我们采用了Rosco VIEW偏振片系统。
Rosco VIEW偏振片系统具有如下特性:光学清晰,宽幅,高穿透;中性灰度,抗UV;摄像端曝光补偿操作,简易快捷;90度交叉旋转,遮盖全部日光;不断调整并补偿因窗外照射日光强曝而引起的光度变化;无需更换滤镜,对难以反复调整滤镜的环境而言更为适用;
宽广窗面应用更为经济节省;2块或更多数量偏光镜可通过无缝连接以覆盖任意尺寸窗面。
Rosco VIEW偏振片系统由两部分组成,一部分为宽幅偏振片(偏光片),另一部分为安装在摄像机前端的光学玻璃偏振镜。它的工作原理是,当这两部分一同应用时,通过旋转安装在摄像机前的Rosco VIEW镜片,来改变(镜片与安装Rosco VIEW的窗户之间的偏光片)交叉偏振角度,从而实现不用调整室内灯光,即可随意调节窗外光线亮度及曝光度的效果。[page]
四. 传输系统
系统概述:卫星传输采用主备链路系统,在编码器、上变换器、高功放等各节点都做了设备冗余备份和自动切换功能,天线在发射信号的同时可由下行链路的接收机和频谱仪监看上星信号。SDI视音频信号经编码器进行H.264(标清还可使用MPEG-2)编码压缩为4至20Mb/s数据流,再经调制器进行调制(DVB-S或DVB-S2,QPSK或8PSK等),输出L波段信号,变频器把L波段信号变换为KU波段信号,再经高功放把KU波段信号进行功率放大,通过天线系统发射到卫星的转发器,台内通过天线接收该转发器的下行信号,解码器还原出卫星车上传的电视信号。
1.天线
采用德国诺达SKYRAY MAS 1900 KU频段车载天线,主要设备配置包括:1.9米口径菱形反射面;方位、俯仰和极化驱动;ACU天线控制单元;PAS定位辅助系统;GPS接收机;电子罗盘。
该天线能够自动和手动控制,方位角可在±177可调,仰角可在20~86连续可调,极化方式为线性极化,极化则可以在-45~135之间连续调整,调整时的速度分为高、低两档,高速为2/秒,低速为1/秒。发射增益46dBi,工作风速为100公里/小时,生存飞速为140公里/小时,工作温度为-30℃~+50℃,生存温度为-40℃~+60℃,能够抵抗特大暴雨。
2.天线控制器—ACU4100
可以实时显示天线的方位、俯仰、极化的角度,可以对天线进行紧急制动。本车ACU从信号处理子系统和限制开关收集数据信息,进行分析,以控制马达的转动,实现对天线的方位、俯仰和极化角度的调整,以及对天线驱动装置的控制。ACU与旋转装置进行通信联系,具有3种基本操作模式:自动控制、手动控制和紧急操作。
3.Moxy服务器-串口服务器
将各种串口信号转换为IP数据,主要是在自动寻星的过程中,将GPS和电磁罗盘的数据以及天线方位角、仰角和极化角的数据经过转换后供笔记本电脑上的APS软件自动寻星时使用。
4.自动对星子系统
APS软件—对星软件,可通过它进行卫星及DVB参数的配置与修改,并进行自动对星。
本车在卫星天线上安装了GPS接收机、电子罗盘以及倾斜仪。APS软件内已经设置好了今后可能使用的卫星及DVB载波相关的参数,可以根据实际情况选择使用。根据GPS接收到的经纬度,APS将自动计算出对星的方位角、俯仰角和极化角。电子罗盘给出了天线当前的位置,因此APS将驱动天线转动到对星的角度。当天线对上卫星后,IRD就解调出DVB的信号,APS借助这一信号进一步精调天线,直到完全对准卫星。
5.安捷伦N9320B频谱分析仪
安捷伦N9320B 频谱分析仪是一款具有9 kHz 到3.0 GHz 频率范围的扫频式频谱分析仪。它可作为寻星及组建自动控制系统所需的主要设备,同时在终端测试系统中满足不同测试和应用需求。
6.编码调制器—TANDBERG E5788
系统中E5788是用于完成信号压缩编码调制功能的设备,提供标清和高清编码模式,支持4:2:2 HD等各种先进的编码方案及DVB-S2调制的能力。它非常灵活,提供单独延迟最优化的MPEG-2 SD、MPEG-4 HD/SD和MPEG-4 SD编码器,它们可单独或组合使用。RAS、BISS和大量先进的音频功能相结合,提供最高水平的完全一体化的MPEG-4 AVC DSNG。E5788编码器编码性能超群,支持在1080i和720p的大量水平分辨率。本系统选用L波段输出。
7.高功放—诺达HPA 3413BU内置上变频器
编码调制器输出的已调制波不能直接进行卫星传输,必须经过上变频器变换为可以进行卫星传输的C或KU波段,再经过高功放进行功率放大,送至天线的馈源。本系统采用德国诺达公司的400瓦KU波段行波管高功放,型号为HPA3413BU,是包含上变频器模块的室外型高功放。由于采用内置BUC(上变频模块)的高功率放大器,其中频输入为L频段,与输出为L频段的编码调制器结合,可以省去常规的独立式上变频器,节约机架空间。
本车变频器设备核心的变频模块包括本振、频率合成器、混频器和滤波器,能够提供精确的频率调谐和频率稳定性。本车变频器的独特之处还在于具有幅度均衡器,有助于进行斜率校正并保证最佳的传输性能。而1KHZ的步长值则可进一步增强信号的精确性。所有设备都具有极低的相位噪声和杂散,并能在宽广的温度范围内工作。变频器的所以功能都能通过前面板或串行遥控接口(RS485、RS22、LAN)进行控制。
本车的高功放系统包括一台室外型400瓦行波管高功放和一个室内远端监测控制单元,具有现代卫星通信应用中所有必备的功能和特性,如串行/并行M&C监控接口、本地和远程面板等。设备中的高压部分被完全密封,所有的电子部件都经过表面涂层处理,能够防尘防潮。
8.冗余控制开关—RCU5010
通过RCU5010可以控制互为备份的两条发射链路,并可控制HPA的各种状态及发射衰减。所有的RF射频参数均可通过RCU5010的前面板进行监视和控制,而模块化的结构则可确保操作和维护的简便易行。
9.解码器—RX8200
用于系统自环检测及卫星信号的解码监看。RX8200使用MPEG-2或MPEG-4 AVC技术,能够适应于标清和高清,此接收机有DVB-S2,IP和ASI输入选择。
10.L波段跳线盘
为了方便系统内部环测,配备了L波段跳线盘,调制器的输出、下行LNB信号等,均可通过L波段跳线盘选择环路测试或频谱监看。
五.结束语
移动演播室是一种新概念的转播车,最大的特点就是将演播室集成在转播车中,并且可以实现完全开放,在设备配备上也采用了全新的方式,因此这台转播车在全国的电视系统里也是第一辆。这台转播车我们将它定位为活动的前方演播室,适用于新闻类节目的前方出镜、分演播室,文艺节目和体育转播的前方演播室等。投入使用以来,多次成功的完成了台里的直播和录播工作,均取得圆满的成功,其创新性的节目制作环境和新颖的技术制作手段给节目部门和电视观众都留下了深刻的印象。B&P