中波广播发射机的音频信号处理器的应用

李利

摘要：在中波广播的传输发展过程中，音频处理器做为其中的一项重要设备，它直接影响着广播质量优劣程度。利用音频处理器解决音频信号在广播发射器中忽大忽小的问题，是解决中波广播中音频信号的电平动态变化范围，以及使得输出信号的电平保持稳定的主要方式。在了解音频处理器的基本工作原理后，通过实际工作的经验，在实践中针对音频处理器在中波广播发射机中的应用进行探讨。

关键词：音频处理器 中波广播发射机 工作原理 应用

中图分类号：TN934.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

1前言

在中波广播的传输发展过程中，音频处理器做为其中的一项重要设备，它直接影响着广播质量优劣程度。在日常工作中，使用中波广播发射机操作过程中，总会面临三方面比较突出的问题，第一方面不同类型的发射系统的天线与网络参数相匹配的问题；第二方面是在中波广播发射机的主要三项参数问题；第三个方面是在信号传输过程中音频信号的噪音，及由此而产生的信号衰减问题。

2音频处理器工作原理及特点

2.1基本工作原理

在中波广播发射机中音频处理器是其中的必要设备，它的主要功能是能够针对不稳定的音频信号进行自动的处理，使其得到稳定的输出信号，同时对提高广播的输出和传输过程的质量有明显的改善效果。

音频处理器可以根据音频信号的电平范围，传输过程中的帧同步，以及信号过程中的行同步等信号源，对应性的将信号自动调整，一直达到要求的标准的电平接受范围内。因为当信号过大时，会导致发射机过调，对声频质量产生极大的影响；而当信号过小时，又会引发接收机难以搜索同步信号，使得声频质量变得难以辨别。。音频处理器就是利用自身的自动增益控制功能，平衡其电平的压缩功能，提升增益功能，以及控制其它不同种类的频谱峰值功能，自动地对输入信号进行多层面的处理，以保证其有效的输出信号在标准范围。

2.2音频处理器特点

2.2.1音频电平自动校正

音频处理器的主要特点是：使用简便，当开启电源后，机器可以立刻正常工作。当输入在-15dB至+15dB的音频信号电平变化范围值内的时候，经音频处理器校正后，输出的音频信号电平能够保持稳定在0dB值，即不再浮动变化，使信号电平能够产生自动的稳定作用。在音频处理器的实际应用中，各种音频输入信号引入进音频处理器1通道主机的信号输入端，然后音频信号通过处理器2通道信号输出端。

例如，TL7455X音频处理器的出厂设定值标准是：输出音频电平为0dB。如果在实际应用中必须要更改输出电平，可以利用微调前面板电位器的调节，使得调整范围变为-6dB至+6dB值之间。

2.2.2输出电平显示

在音频处理器操作面的面板处，安装着一排窗口式的指示灯，当输出端处产生信号时，电平窗口指示灯会随着信号强弱变化而变化，让使用者一目了然。

3中波广播发射机中音频处理器的应用

在实际应用过程中，中波广播音频信号存在非线型特性，因此对音频处理设备要有较为严格的技术要求，首先，对音频信号采取的必要的压缩，部分频波的限制，在音频中的高位波段进行消减、拓展传输过程的弱波等各种功能，而且还要在选择音频器的合理现场定置定位，连接传输设备的数据线长度，以及周围环境是较高电磁场强辐射的情况时，提高本体设施的抗干扰能力要求。在实际使用过程中，以便音频处理器能够发挥出更大的发展空间。

3.1音频处理基本要求

（1）广播发射器中音频处理器的作用，主要是对使用者的有效接听频率范围，进行无误的不间断压缩，或者是将传输的信号源限制其在规定的范围内，同时要避免传输过程的过调制，保证音频信号质量可以产生最佳的音频带宽，使之保持本色特征，在此基础上对其作优化处理，美化音色，保证音质的流畅，符合大众的聆听习惯，以便供听众进行正常的听阅。

（2）输出音质的响度体现，是通过峰/平比值来提高的。调节好峰/平比值可以避免由于音频削波的发生，而导致音频信号在处理过程中产生负面作用，音频的处理过程中，处理过的音频信号必须在峰值调制范围内，以便提高收听者主观的响度效果。

3.2 处理音频的基本原则

音频处理器抑制噪音的主要方法是：在处理过程中减小传输波形的变化范围，包括准确的信号压缩，波形的峰值限制，多频段限制及均衡。压缩的极端形式就是峰值限制，峰值限制直接导致了压缩比提高，起动和复原的时间加快，但其主要目的，还是保证后续声道的音质传输过程中不会出现过荷的现象。 在日常工作中，为了防止声道处理过程的过负荷发生，峰值消波处理会导致时时删除掉超高电平的波峰部分。

音频处理器可以将音频频谱划分几个波段，将每个波段进行压缩和定向限制，可以消除频谱增益的互调的现象。首先是改变音频信号波形带中相关频率的平衡，然后是通过改变响度来产生某种音响效果，用来表达音质的现场效果，同时，它的附加功能，可以将传输过程中的信号进行频响度的校正工作。

3.3 音频处理器的应用

中波广播音频处理效果的好坏，可以直接由接受者的听觉反应来直接判断。从音频处理器的原理出发，具体在实际工作的应用有以下三点：

（1） 信号的不失真传输。音频处理器处理后的音频信号，会产生方波波形，在主要频率范围内，如果方波幅度和瞬时差发生一定的偏度，会引发音频信号高峰值部分发生相应的倾斜，从峰值/平值得比值方面讲，平均电平数值变小，响度就会被相应减弱。因此，如果要保持音频处理器处理后的波形原形，选择传输信号电缆具体的要求是信号的频带比较宽、电缆的线径相对比较粗、整体电缆的衰变比较小，有较好屏蔽功能的铜芯电缆线。尽量不添加附带设备及其他的分支零部件，保证优质的传输质量，以免信号处理后产生波形畸变。

（2）音频处理系统设置。1）音频处理器一般配有由两套电路，一套是慢动AGC，另一套是多频段压缩器，以便在每段都可以实施自动的调节最佳的时间常数。从实际使用中得出的结论是，增加节目信号密度的效果十分明显，对低声频段时间常数的设置时间要相比高声频段的时间慢一些，实践证明大约在200μs左右。2）音频处理器系统中还增设了辅助的均衡处理组件，装在慢动AGC与多频段压缩器的之间，用于补偿在中波广播信号中的频响总是产生不良协调的问题。在音频频谱中，适当提升声音的能量，让声音在听觉上变大，使得听众感到声音变得身临其境。3）音频处理器上有时还会配备有专用“抵削失真”装置，用来针对负峰的绝对值时时自动监控的控制，限制广播音频信号溢波，使其收听者完全感受不到失真的感觉。

（3） 音频处理器安装位置。为了有效的保持音频处理器处理过的峰值波形，准确的限制峰值，在传输的过程中不发生意外的变化，应将音频处理器设置在靠近发射机的位置摆放，距离越近越好，以避免在传输流程中，由于参数改变，导致调制峰值发生变化，最后处理过的峰值限制的波形也会同步的发生不可逆的错误，最终使得音频信号的发生严重偏离现象。

4.音频处理器的应用

中波广播发射机中应用音频处理器的优点是：在音频处理之后可以有效的保持恒定的峰值电平，稳定均衡的提高调制，提高波形功率，增加音质响度。另外也可以解决广播过程中使用不同的设备，而导致中波广播电平差异大的情况；建立广播视频信号和音频信号之间的量度平衡点；在节目弱信号时进行控制性的放大，同时不会掺杂任何杂音，保证音质的顺畅。一般情况中，广播中的高音电平值较低，音频处理后提升，高音频提高了广播的清晰度，同时由于清晰度的提高，使得响度也提高了。中波广播的覆盖半径约占相同功率等级的单声道广播的一半，当使用音频处理器后，带波功率增强增大，接收载波的信号范围也会增强增大，部分信号不好的区域也会收到传输质量较高的信号，扩大了中波广播信号的覆盖范围。

中波广播经音频处理器处理后，相比于以前的中波广播的平均功率大，增大到8.5dB，与类似的普通压缩数值相比，比值数值提升到了6.2dB，相当于提高了实际发射功率五倍之多。同时，广播发射机的音频处理器有助于增强信号的覆盖面积，极大的降低了单位日常使用的电量、降低了人员对设备维护费用。音频处理器的性能的适量压缩，降低了中波广播传输内容的破损率，极大的提升广播音质的传播清晰效果。

总而言之，中波广播发射机的输入端在配备连接了音频处理器后，使得广播信号的动态范围进行了压缩，增加音频信号的响度，增强广播信号覆盖范围，确保了同步音质的优异度。从目前的使用情况判定，经音频处理器处理后广播发射机的传输音质很流畅，音度比较完整，与未处理的原声相比更加悦耳动听，清晰流畅。

5 结语

中波广播发射机未使用音频处理器之前，中波广播发射机的音质不流畅、波形波动量大，日常操作的技术人员必须采用发射器控制机的手动方式进行调整，才能完成对音频全频段笼统的衰减及调整，使整个传输音质得不到完整的流畅性，而且中波广播信号的波动过大时，会导致发射机放生过调类似“打火”现象。然而，经过中波广播发射机的音频处理器，可以输送给广播发射机相对稳定的调制信号源，平均音频的调幅度也增高了，波动过大时不再产生过调“打火”现象了，收听效果良好，响度，丰满度，清晰度均达到收听者的满意度，无音质失真现象。

参考文献

[1]孙庆有，李焕忠 等.《广播电视发送技术》.1987.

[2]苏飞.《广播发射机微机监控系统设计与实现》.西安电子科技大学，2011年.