播出监测方法的创新研究

荆全来

1 背景

2009年以前，笔者所在高密市广播电视台有两套自办节目，节目画面、声音都是人工监看、监听，在两个房间分别播出，可以说互不影响。2009年搬迁到新大楼后，所有播出都在同一个机房，导致所播节目的声音无法同时监听，以至于有异常情况时不能及时发现。当时曾经咨询过一些厂商，专门的监测平台价格不菲，专门的声音监测设备也有，同样超出预期，很难实现。为此，笔者有了自己研究制作的想法。

2 LM3915构成音频指示器

核心器件是两块LM3915，这是一个专用的音频指示集成电路，根据输入音频信号的大小，驱动10个LED发光，频率高亮的多。为了增大显示范围，更醒目，笔者用两块LM3915级联，20个LED指示。当时买不到用于音量指示的LM3916，只能使用LM3915，而LM3915是音频指示器件，不能完全反映音量的大小，工作中存在误差。

3 单片机构成音量指示报警器

2014年，笔者开始自学单片机知识，认为音量指示完全可以用单片机来做。经过几个月的努力，利用12C5A60S2成功实现，并增加了报警功能，无声音超过规定时间，蜂鸣器发声，提醒工作人员注意。

3.1 基本原理

12C5A60S2是一片具有8位AD转换功能的单片机，笔者使用其中的两路，把输入音频信号的两个声道，经过AD转换成数字信号，再利用单片机强大的运算功能，根据转换的数字量的大小，驱动两个声道各20个LED发光，音量低亮的少，音量大亮的多，根据音量指示，而不是以前的音频。

3.2 信号源

高密市广播电视台自办节目的播出监看没有采用多画面分割，一台电视机台显示一个画面，电视机本身有音频输出接口，这个信号不受电视机本身的音量调节和静音等功能的控制，这个信号输入到音量指示报警器后，再进入单片机，进行AD转换，把音频信号的模拟量转换成数字量。经过反复试验，电视机、机顶盒等输出的音频信号不需放大，单片机可直接处理。

3.3 信号处理

由于音频信号的幅度与人耳听到的音量大小呈指数关系，也就是电平的变化幅度与人耳听到的音量大小不成正比，电平增大一倍，人耳感觉音量增加没有一倍这么大，所以单片机AD转换后的数字量在驱动LED指示时也采用指数关系，尽量使LED的指示与人耳听到的音量大小相一致。根据指数关系，把输入音频最大电平的幅度分成20级，每达到一级亮一个LED，达到10级亮10个。

3.4 驱动显示

12C5A60S2单片机共有40个管脚，去掉用于红外接收、键盘、信号输入、串口等功能，只有30个管脚可用于驱动LED，其中20个管脚每个管脚各接两个LED，采用下拉式驱动，20个LED指示一个声道，用三级管轮流供电。根据指数关系先驱动左声道的LED发光，发光35ms后，左声道的LED全灭，再驱动右声道的LED发光，持续35ms后，右声道的全灭，再驱动左声道的LED发光，依次循环。由于人眼的视觉惰性，和单片机处理的速度足够快，看起来两个声道LED的发光是连续的，没有闪烁感。

3.5 报警

用单片机处理的好处是可以方便地进行一系列控制，电路上设计了蜂鸣器，当输入的音频信号幅度低于一定值，并超过预设时间时，蜂鸣器发声，提醒值班人员注意。经过反复试验，时间定在20s比较合适，太短容易误报，尤其是在一些电影情节中经常出现大段的没有声音或是声音很小的情况，这种情况下多数会导致报警。时间太长，则起不到应有的报警、提醒作用。

播出设备加电初期没有声音输出，会导致音量指示报警器报警，为了防止这种现象的发生，在程序设计上做了修改。音量指示报警器加电后，如果没有音频信号输入，那么指示报警器一直会处于待机状态，不显示、不报警，有输入才进入正常工作状态。

蜂鸣器发声后，会一直持续，直到音频输入恢复正常或手工静音才停止。播出中会有误报的现象，这时可以用手工方法静音，有两个方法：一是按指示条下端的按键，二是用任意红外线遥控器，对指示条按压任意按键，指示条收到红外信号超过50个脉冲，相当于正常按一次遥控器，就可以使蜂鸣器静音。

3.6 其他功能

用于播出监测的电视机一般工作在AV模式，当无视频输入信号时会蓝屏，蓝屏后电视机无音频输出，无音频输出会导致音量指示报警器报警，相当于音量指示报警器同时也监视了视频信号。特别适合中小型电视台、广播电台的播出、发射监测工作。

3.7 电源

工作电压为5V，采用USB供电，直接取自电视机的USB端口，非常方便。还可选用7.5～12V的直流电源供电，非常灵活。

3.8 安装

高密市广播电视台在电视台的电视墙为金属面板，电视机采用嵌入式，电视墙面板开孔，仅留出电视机显示屏，面板上没有其他开孔，在不破坏电视墙和兼顾美观的情况下，安装有难度。经过仔细观察，找到了一个比较巧妙的办法，将装有LED的显示部分，做成243×15mm的长条状电路板，用磁铁吸附在电视显示屏两侧的电视墙铁板上，引线通过电视显示屏的开孔，显示屏与电视墙面板间的缝隙通过，这样既不破坏原有外观，又把线缆做了很好的隐藏，比较美观。

4 结语

经过2年多的使用，音量指示报警器能实时显示音量大小，并起到应有的报警功能，方便工作，减轻了值班人员的劳动强度，促进了安全播出工作顺利进行，并受到单位的通报表彰。

参考文献：

[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[Ml北京:电子工业出版社,2009.