音频处理技术在中波转播台的运用策略

2023-03-22达琼

中国科技纵横 2023年1期

达琼

（西藏自治区广播电视局米林中波转播台，西藏林芝 860500）

0.引言

在中波转播台的音频处理技术应用过程中，相关单位一定要明确中波转播台目前的基本现状，并充分明确音频处理技术在其中的应用优势，然后结合中波转播台的实际应用与发展需求，对音频处理技术在其中的主要应用策略进行科学分析，包括脉宽调制技术的应用、音频传播技术的应用以及信号反馈技术的应用等。通过这样的方式才可以有效地确保音频处理技术在中波转播台中的应用效果，满足中波转播台的实际音频处理技术需求。

1.中波转播台基本现状分析

就目前的中波转播台应用来看，其音频信号主要通过广播电台中的播控中心光缆传播的方式来进行获取，也就是采取光电转换的方式来实现电信号获取。通过这种方式所获取到的信号具有比较尖锐的幅值，较低的背景噪音和较少的干扰杂波，其保真度也比较高。而在光信号的传输过程中，因为介质的均匀度并不十分理想，所以往往会伴随着衍射的发生。在这样的情况下，由电信号转换而成的光电信号中便会产生一定的毛刺。但由于这些毛刺比较小，且在从电子元件中通过时会得到相应的改善，所以其发射效果并不会受到显著影响。而要想实现声音等信息发射效果的进一步优化，则需要在发射之前采取相应的音频处理技术来进行音频处理，以此来获得满意的音频效果[1]。

2.音频处理技术在中波转播台的具体应用分析

2.1 脉宽调制技术的应用

脉宽调制技术（PWM）主要是将PWM作为D/A口，实现周期性可调占空比信号的输出。而将PWM输出信号发送到一个简单的积分放大电路中，便可组成一个D/A形式的转换器。如图1所示为基于脉宽调制技术的D/A转换器电路图。

图1 基于脉宽调制技术的D/A转换器电路图

对于待转换的音频数据，可将其周期性写入PWM寄存器中，PWM空占比便会随之改变。在这样的情况下，积分器中输出的结果便是经过PWM转换之后的模拟波形[2]。PWM音频的主要输出原理是在Flash Rom中进行音频数据读取，并对其做周期性的时钟中断处理，然后在PWM寄存器中写入时钟中断函数中的语音数据，使其空占比得以适当改变。在寄存器设置中，因为音频属于8bit数据，所以可将PWM1的输出设定为8bit形式，也就是将PWM1中的两个8bit口用作一个8bit口。具体操作中，其主要步骤包括以下几个：第一，对PWM1管脚端口功能进行选择；第二，将PWM1通道禁止；第三，进行初始电平设置；第四，进行Clock A分频系统设置；第五，进行输出对齐方式设置；第六，将Clock A选作输出时钟；第七，将PWM选作8bit单独输出功能；第八，对PWM1周期寄存器进行设置；第九，对PWM1占空比寄存器进行初始化；第十，对PWM1计数器进行初始化[3]。

在一些特定的情况下，如果中波转播台中的工作人员需要将峰值限制器分离，则系统的反应时间及其反应速度一定要得到保障。在此过程中，技术人员便可通过脉宽调制技术来加以优化。具体优化中，通过各项脉宽调制参数的合理改进，便可让音频信号的传输频率得以良好改进，从而有效防止中波转播台出现广播音频数据失真情况。而在此项技术的具体应用中，音频处理装置不仅仅会将广播信号的发射作为唯一来源，其中也包含了多个路径条件下的系统信号源。将多个路径信号源作为基础，借助于脉宽调制技术可对广播电视音频数据信息进行全面的采集、接收，并达到良好的监听监视效果，从而让不同装置模块相互干扰情况得以有效防止。另外，随着智能化技术在音频处理领域中的应用，各种的音频处理装置也都具备了智能化功能，通过此类音频处理装置的应用可实现中控设备应用标准的良好保障，让广播信号在从多路系统信号源网络经过之后依然可以达到良好的传递效果，以此来进一步确保中波转播台音频信号的完整性和清晰性。

2.2 音频传输技术的应用

在中波转播台对广播电视信号内容进行转播操作的过程中，信号传输的安全性是需要重点保障的一项内容。但是在中波转播信号的整体传播过程中，由于受到各种环境因素、系统因素和人为因素等的影响，使得中波转播处理很容易受到干扰，尤其是中波转播中的音频处理。在这样的情况下，中波转播台中的工作人员就需要对音频传输技术加以合理应用，通过实时精准的监测来确保音频效果。在此过程中，如果发现中波音频信号数据有失真风险和相应的隐患存在，就需要通过合理的措施来进行全方位调整。

就目前的中波转播台而言，应用到其中的音频传输技术有很多。其中，Dante音频传输技术就是一种典型的技术形式。该技术属于一种以三层IP为基础的网络化音频传输技术，可以为音频的点对点连接提供高精度、低延时、低成本的传输方案。该技术可在以太网条件下使用，也可以在100M、1000M甚至更高速度的光纤网络下应用，从而达到音频信号的高清传输效果，同时也可以适应更加复杂的路由。相比较传统的音频传输技术而言，该技术不仅继承了EtherSound以及CobraNet技术的全部优点，同时也让音频传输过程中的布线复杂问题得以有效解决，且对现有网络具有良好的适应性，在不需要特殊配置的情况下便可实现音频信号的良好传输[4]。另外，该技术自身的优势也十分显著，如表1所示是Dante音频传输技术的主要优势。

表1 Dante音频传输技术的主要优势

在具体应用中，只需要将Dante-MY16-AUD卡插到语音服务器主机上，使其和交换机进行连接，便可达到良好的数字化音频传输效果。该技术属于典型的传输层技术形式，在音频传输过程中，主要应用的是UDP，将IP应用在以太网音频路由中，从而形成基于以太网的UDP/IP协议。借助于音频服务器可以将音频信号转换为UDP/IP形式的网络信号，然后再将其传输到网络中。通过这样的方式便可让数字化的音频由网上路由传递到任何一个语言服务器里，并实现数字信号到模拟信号的转换，然后提供给记录设备或扬声器。对于数字混音台和数字处理器等设备，则不需要进行数字/模拟形式的转换，只需要在网络环境中直接生成处理数据包即可，然后通过UDP/IP协议传输给其他设备应用。由此可见，在中波转播台中，音频传输技术对于其音频传输及其处理而言都具有至关重要的应用优势。

2.3 信号反馈处理技术的应用

在中波转播台的音频信号质量控制中，信号反馈处理技术至关重要。通过该技术的合理应用可实现音频信号衰减的有效降低，从而尽最大限度确保音频数据的完整性。随着当今科学技术的发展与进步，已经有越来越多的信号反馈处理技术被应用到中波转播台的音频处理中。

首先是均衡器的应用，经以往的研究与分析发现，如表2所示声音主要存在以下几种频响特性：

表2 声音的几种主要频响特性

基于此，将均衡器技术应用到中波转播台的音频处理中，便可实现其音质的提升与音色的改善。在具体应用中，可将多频段均衡器串联到扩声系统上，然后按照几个主要的部分对音频进行调整。对于20Hz～40Hz的低频声，可使人感到很响亮，让音乐具有强有力的感觉；对于40Hz～250Hz的声音，可使其音色更加丰满，达到良好的音乐平衡效果；对于250kHz～2kHz的声音，可使其语音更加清晰，降低听觉疲劳；对于2kHz～4kHz的声音，可使其人声更具明亮度，从而获得更好的听觉效果；对于8kHz以上的声音，可实现其色彩与细腻感的显著提升，并进一步降低听觉疲劳情况[5]。

其次是压缩和限幅器的应用，因为中波转播台中的节目源信号一般都具有较宽的动态范围，通常可达130dB，但是音频系统中的设备却具有较小的动态范围，一般不超过80dB。在这样的情况下，为有效避免声音信号失真情况，就需要通过压缩或限幅的方式来进行音频信号处理。压缩和限幅器属于一种自动化的音量控制器，其主要组成部分是带有自动化增益控制功能的放大电路，其比率包括10:1、20:1，甚至可以达到100:1。此类装置通常在录音系统中应用，以此来防止信号瞬间峰值到达满振幅情况。

最后是电子分频器，其主要功能是对中高音频以及低音频进行分离放大、传输。将功率不同的放大器分别用来带动中高音扬声器以及纯低音扬声器系统，可使其声音更加清晰，且具备更强的层次感与分离度，从而实现其音色表现力的进一步增强。就目前来看，电子分频器可按照二分频、三分频以及四分频来进行划分。其中，二分频形式的电子分频器主要组成是一个高通滤波器和一个低通滤波器，按照高低音两个频段对音频信号进行划分，并进行高频与低频交叉频率点设置，这个频率点就叫作分频点，在二分频形式的分频器中，其分频点的数量只有一个。三分频形式的电子分频器主要组成结构包括一个高通滤波器、一个带通滤波器以及一个低通滤波器，按照低音、中音以及高音3个频段对音频信号进行划分，并进行了低音与中音分频点、中音与高音分频点设置，在三分频形式的分频器中，其分频点数量为两个。四分频形式的电子分频器主要组成结构包括一个高通滤波器、两个中心频率不同的带通滤波器以及一个低通滤波器，按照低音、低中音、高中音以及高音4个频段对音频信号进行划分，并进行了低音和低中音分频点、低中音和高中音分频点、高中音和高音分频点设置，在四分频形式的分频器中，其分频点数量为3个。

通过这些信号反馈处理技术的应用便可让中波转播台中的音频信号得到良好处理。