以太网技术在音视频信号切换器设计中的应用

付信芳

摘 要：随着我国经济的飞速发展，我国的广播电视事业也在不断的进步和发展，现阶段我国的广播电视已经摆脱了传统的单一模式，变成了集中式的全方位立体模式，其中有地面无线覆盖、有线传输、网络传播以及卫星传播等模式。为了适应广播电视的数字化，就应该控制音视频信号的输入输出。本文首先简单介绍了音视频切换器的现状和发展趋势；其次，对音视频切换器进行了详细的分析。

关键词：音频切换；视频切换；音视频信号切换器

中图分类号：TN948 文献标识码：A

在广播电视系统当中，音视频信号切换器是其中的重要组成部分之一，作为远程监控系统的前段设备，它可以和信号采集器、智能电视信号检测报警器等设备相组合。在广播电视的播出过程中，音视频信号切换器经常会出现故障，对电视信号产生影响。音视频切换器承载着多路信号的输入，在主信号遭到中断或者衰弱的时候将信号及时的切换到备用信号当中，保持音视频发射器正常连续信号的输出以及对信号进行及时检测，以确保广播电视信号的正常播出。

一、音视频切换器的现状以及发展趋势

1 音视频切换器的现状

音视频切换器属于一种信号中枢，是一种集接受、分配以及控制于一体的音视频信号中枢系统，在整个广播电视系统当中，相当于人体当中的“大脑”。伴随着2008年奥运会的举行，音视频信号切换器的发展速度是相当迅猛的。但是，在现阶段的广播电视事业当中，信号切换效率不断提高的同时，也存在着很多缺陷，比如信号切换以切换标清信号为主；以近距离控制为主；主控芯片的处理速度过于低下，阻碍了系统信号的正常切换；音频信号和视频信号不能够完全同步；产品为一体结构，没有模块化。

2 音视频切换器的发展趋势

音视频切换器大约经历了三个阶段的大战，分别是直连方式，即将信号线直接连接起来，通过人力将信号输入和输出；继电器方式，即通过高低电平来对继电器进行通断控制，可以控制相对应的输入输出通道；芯片方式，即通过芯片内部将输入输出的通道实现通断，可以充分的将信号和其他的电子电路结合在一起，有效的提高了系统的稳定性。

二、音视频信号切换器

1 系统的总能功能与结构

音视频切换器主要包括几部分，分别是单片机、音频切换电路、视频切换电路、网络接口电路、显示以及键盘接口电路和时钟等几部分，如图1所示。

该系统的主要功能主要分为以下几个方面：

（1）可以实现4路音频和4路视频的输入，在单片机的控制之下，实现音视频的切换；

（2）可以实现自动化和手动化的双向切换方式；

（3）进行手动切换的时候，可以直接在控制面板上进行操作；

（4）进行系统自动切换的时候，系统可以自动检测到输入信号的状态；如果信号中断或者比较衰弱的时候，就会自动转入到备用信号当中；

（5）网络接口可以与监控中心的计算机进行全程监控，监控中心具有查询和控制的功能；

（6）面板上设有直接显示信号故障的标志；

（7）可以显示时钟参数和内部参数；

（8）在工作时间之内，可以在设备产生故障的时候及时报警。

2 音频信号检测

对音频信号的检测是由几部分组成的，分别是音频放大、音频多路选择开头、峰值检波、音量控制以及单片机等。当音频信号开始检测的时候，信号会经过NE5532进行放大，然后会送到峰值检波电路处进行检波处理，产生对应的平均分量之后，就会直接送到单片机之处，经过单片机会处理成数字信号，这些数字信号是作为音频检测的基本状态的。根绝这些信号，可以直接判断出信号的强弱，如图2所示。

3 视频信号检测

在视频信号的检测中，经常使用的就是对同步信号进行有效的检测，利用对黑电平钳位，然后利用同步分离电路的方式将行、出场信号彻底分离出来，与此同时，还要判断所分离出的信号是否有不能确定的信号。如图3所示，通过MAX7452来实现视频信号的放大与检测，它本身内部就具有视频的放大功能和同步信号的检测功能，LOS可以作为同步信号丢失的检测输出信号，高电平有效，然后单片机会读取LOS信号来对视频输入的信号进行确认是否正确，如图3所示。

4 键盘与显示电路

键盘的电路是相对简单的，只需要3个按键就可以实现，分别是UP、DOWN、OK这三个按键，显示的接口也是可以分成3个部分的，分别是时间参数显示、电平指示和故障指示。时间参数显示由8个共阴极的数码管组成；电频由4个8位的LED光柱组成，如果处于工作状态，光柱会随着音频信号的强弱来产生波动，可以用来反映电平的情况。故障指示用来显示4个通道当中的音频和视频信号是否正常，其中由8个发光二极管组成，如果没有信号通过的时候，二极管就会闪烁。

5 网络接口电路

网络接口的实现是由单片机和以太网的直接连接构成的，用此来实现音频切换器的远程监测和监控的功能。

6 软件设计

音视频信号切换器的软件设计是由设备端控制软件和远程管理软件两个部分组成的。设备端控制软件是需要完成设备工作的初始化状态，检测音频和视频信号的输入是否正常，还会实现自动切换的功能。远程管理可以对远程设备的工作状态进行界面设计；还可以远程参与设备的界面设置；對通信模块进行相关设计。

结语

通过以太网接口技术，充分实现了智能音视频信号的切换设计，并且在多个发射台得到广泛的应用。实践证明，该系统的功能和可靠性已经在很大程度上得到了改善，可以很好的解决以往的串口通信方式，在很大程度上解决了我国的广播电视事业当中容易发生的故障以及问题，提高了广播事业的安全可靠性，保障了广播电视事业运行稳定，促进了我国的广播电视事业，为居民的生产生活提供了极大的便利。

参考文献

[1]刘亮.基于Internet和Cortex-M3的音视频切换器的研究与设计[D].中南大学，2012.

[2]黄斌全，聂雄.基于以太网技术的音视频信号切换器的设计[J].电视技术，2012（11）：63-66.