接上期
标准清晰度混合系统的定时
上述对模拟系统和数字系统的定时分别予以处理的基本原理,也同样适用于多格式的混合系统。为了保证节目的质量,应当尽量地减小各种格式之间的定时转换。一般说来,如果是在某一特定的视频制作区中处理信号,则可通过建立格式岛以保持信号的单一格式。采用这样的方式,定时和同步可以使混合系统中的各格式岛之间的设备得到最灵活的运用。图16是一个典型的多格式混合系统基本组成的图示。一对主基准SPG与一个应急切换单元一起使用,以确保整个系统有着准确的定时基准。
使用适当的模拟或数字分配放大器(DA),可将基准信号分配后送往整个系统。有两种类型的数字分配放大器:
第一类分配放大器是分散式的,它们提供一路环通的输入和多路未经重新定时的输出信号。
第二类分配放大器可恢复和均衡经过长电缆(大于200m)传输后的数字信号,这种分配放大器需要采用附加电路以进行均衡/重定时处理。DA的输入信号经重新定时后,输出的是完全再生的数字信号并可提供多路输出。
主基准信号经分配后送往各视频工作区,例如演播室或各节目编辑室,各视频工作区的所需基准信号与台从SPG相连接。台从SPG通常用来为每个工作区产生各自独立的基准定时信号。使用台从基准信号发生器有助于简化整个演播室的基准定时,并可在一给定的工作组内提供独立的运行测量。尽管大多数系统仍然使用模拟黑场色同步作为基准信号,如图19所示,但也有一些数字设备使用数字黑场基准信号。SPG600/300可为那些支持SDI基准输入的各个设备提供数字黑场基准输出。采用SDI基准信号的好处是它可以免除典型的模拟失真,例如交流干扰或噪声,而模拟失真会对模拟锁相电路产生影响。其次,SDI基准信号能够提供分辨率更高的时钟频率,其精度可与复合信号中的副载波频率相比较。不过,SDI信号需要串行解码器以取得F、V和H脉冲,这样才能产生工程技术人员和运行人员所需要的同步信号,他们比较熟悉的是带有色同步的模拟黑场信号,这样的信号也使他们调整行场同步时要来得容易些。
为了减少不同制式和不同格式信号之间的转换,确保节目素材的质量,在混合系统中通常采用数字岛或模拟岛的形式,这时就需要把信号从模拟转换为数字或者需要从数字转换为模拟,由模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)将信号送往数字和(或)模拟路由切换器,再经分配后送往各工作区。当然,这些ADC和DAC器件肯定会在信号通道中引入一定的时延,然而,一般说来,所引入的时延都是很小的。应当对这些器件的技术规范进行检查,以确定制造厂商是如何规定的。
在某些情况下,系统中如果有外来信号源(例如通过卫星馈送的信号),那么还需要使用帧同步器。帧同步器是非常有用的,它可对来自另一独立定时工作区的信号再定时。将系统的定时基准信号(即带有色同步的黑场)送入帧同步器,以作为外来信号定时调整的基准信号。
不过,帧同步器的使用可能会在视频通道中引入好几场的处理时延。因此,与这些外来视频信号相关联的音频信号也应当与视频信号有相等的延时。这时就需要增加音频延时,所插入的音频时延量应当跟踪视频信号的时延,必须注意到,有些外来的输入通道的定时可能每天都在改变,或者随信号源的不同而改变。音频延时的插入,有时还需要使用音频超前控制机制,以补偿其它数字设备中较大的视频处理时延,以避免由视频时延而带来的唇音同步问题。
冗余同步
为了保证系统有良好的稳定性能,整个系统的同步是一项严格的操作过程。可以将系统设计成能够提供一个完整的、灵活的、对故障耐受力强的和可靠的同步系统,即带有冗余同步的系统。使用应急切换(ECO)单元(如泰克公司的ECO422D),当它在任意有效信号源中一旦检测到故障时,即会自动从一个同步源切换到另一个同步源,而不至于造成节目的中断。一台SPG600/300可与另一台SPG600/300联用,这样,当定时系统中某一台发生故障时就可提供备份,如图17所示。但无论是主用的SPG还是备用的SPG发生器,均应锁定在同一基准信号上,以使两台SPG的相对定时一致。ECO422D具有11路可由用户配置的通道,它可以检测出任意一路信号幅度的损耗或丢失,从而自动切换到备份的SPG发生器。
对ECO422D进行配置后,可以支持以下任意格式:模拟黑场色同步(PAL或NTSC)、HD三电平同步、AES/EBU数字音频、SD-SDI或HD-SDI。为满足一些用户的需求,还可以提供两个由用户定义的幅度设置。
为了进一步减少对信号丢失的担心,还可在系统中使用不间断电源(UPS)。UPS可以防止因电源的波动或供电的中断而对SPG的配置输出造成破坏,也可避免对定时设置产生干扰。
在对整个系统的定时设置完成之后,剩下的一件重要工作就是保存主、从SPG发生器的设置。在SPG600/300的后面板上有一个以太网端口,通过它可与网络相连接。但需要安装可启用Java的web浏览器(例如5.0版以上的Internet Explorer和Java Realtime EnvironmentJRE 1.4.1,即Java实时环境)应用程序。在网络浏览器的地址栏中键入IP地址,Java应用程序会被安装。安装好Java应用程序后,就有可能遥控SPG发生器系列的所有功能。在如图18所示的状态窗口中,给出了SPG发生器的配置显示。在系统中配置好仪器后,可将仪器的设置保存为*.CSV文件格式,并送往个人电脑。日后可以再将这个文件加载到SPG发生器,也可以将这个设置复制到另一台SPG发生器上。例如,把当前处于工作状态的主SPG设置好后,将这些设置保存妥当,然后送入到备用的主SPG上。这样,备用的主SPG与当前正在工作的主SPG就具有完全相同的配置。
数字音频的定时
泰克公司SPG600/300的数字音频输出可以提供各种AES/EBU数字音频单音信号和静音(silence)信号,此外还可以提供一路单独的字时钟输出。SPG600/300的数字音频输出可以锁定于它输出的视频基准信号,以保证音频和视频设备之间的同步。
在625/50行系统中,25Hz视频和48kHz音频取样频率之间有着直接的关联,即每一视频帧对应于1920个音频样值。对于AES/EBU数字音频的192音频帧结构,每个视频帧恰好产生10个音频接口帧(数字音频块)。而在NTSC系统中,对应于每个视频帧的音频样值数却不是整数,这是因为NTSC系统的帧频为29.97Hz(30/1.001)。
不过,每5个NTSC视频帧对应的音频样值总数仍是整数(8008)。SPG600/300能够提供可调整的视音频之间的定时关系,其调整范围为:在1μs期间内为+/-160ms。
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