电视中心同步系统简介及山东广播电视台同步机系统搭建

晋哲

摘要：在电视系统中，为了正确重现图像，在发送端需产生一些专门的同步信号，去控制接收端的扫描频率和相位，实现收发端扫描同步。要锁相的同步信号包括：色同步信号中的副载波、行同步、场同步以及P脉冲。山东广播电视台电视播控中心采用三台SPG8000主控同步/时钟信号发生器和两台ECO422D主备同步信号切换器组成，这是一个绝对安全的同步信号发生系统。

关键词：同步;同步信号;锁相

同步对于电视播控中心是一个非常重要的概念。必须在电视播控中心建立起全台信号的总同步，同步信号的定时就是建立起整个电视系统的时间标准。为了实现来自不同信号源的多路信号的混合与切换必须使本台同步机产生的各种同步信号与外来信号中的同步信号在频率与相位上严格一致。同步机的这种工作方式称同步机的锁相。

一、要弄清楚同步是如何实现的，我们首先要了解模拟视频定时的基础以及模拟定时是如何工作的。

1.扫描同步与色度同步

扫描的同步指为了正确地重现发端的图像，收端与发端的扫描点（像素）在时间上和屏幕几何位置上一一准确对应。这就要求收端与发端的扫描频率相同、起始相位相同、扫描波形一致，即收端和发端的波形必须同步，须在图像信号中加入同步信号一起传送。为此，设立了行、场同步脉冲信号，分别解决行、场扫描的同步问题。两者简单的组合，就构成简单的复合同步信号。

色度的同步是指为了在接收端正确重现发送端的图像的彩色，保证彩色不发生畸变和消色现象，必须在发端发送色同步信号。色同步信号的作用有三个：①作为接收机恢复副载波时的频率相位标准;②从中导出逐行倒相的PAL识别信号;③作为彩色色饱和度自动控制电路的基本依据。

2.同步锁相

为了保证图像信号从发送端到接收端稳定、准确地传送，一般情况下，播出系统需要的同步脉冲信号有彩色黑场信号、同步脉冲信号、副载波信号、行驱动信号、场驱动信号等。电视台设置有同步机，产生各种所需的同步信号。这些信号在幅度、频率、相位、波形等方面的特性都作出了严格规定，频率和相位有着严格的关系，可由一个标准的定时信号通过一定的处理和变换来产生。当然现在大多数视频设备上均配备了同步脉冲解码器，它们只需要一个彩色黑场信号，即可自行分离出所需的各种同步信号，最终实现与系统完全同步。黑场色同步信号通常用于系统设备的定时（同步锁相）。它是由行同步和场同步以及少许个彩色副载波（色同步）组合在一起的信号。黑场色同步术语来自于这样一个事实，即信号的有效图像部分在黑电平上，彩色色同步提供了用于彩色成帧的一种同步基准。

二、HD模拟行定时与HD模拟场定时

1.在HD模拟行定时中，HD三电平同步用来取代标准清晰度中的双电平复合同步脉冲。同步的基准点位于消隐期的脉冲上升沿上，不过该基准点的高度仍为三电平行同步高度的一半。三电平信号有着较快的上升时间边缘，这是因为随着高清晰度频率带宽的增加，对定时边沿的要求相应也应当更准确。因为这样可以改善抖动的状况和同步分离的性能。由于存在着各种各样的HD格式，因此各种HD格式的定时间隔也可能有所不同。

2.HD中的模拟场消隐期要比标准清晰度电视简单些，模拟高清有着各种格式，包括隔行扫描格式和逐行扫描格式。

三、数字行定时

模拟同步信号不适合于数字电视环境。在数字电视中，采用的是特定的编码字序列来代表有效视频的开始（SAV），而以另一种特定的编码字序列来表示有效视频的结束（EAV）。在这种以保留值表示的编码字序列的数据包中，以3FF编码字为开始，其后是000和000编码字，最后是XYZ编码字。XYZ字包含有F、V和H相关信息。这个编码字序列的数据包用于数字视频信号的同步定时。对于HD，亮度信号和色差信号有着各自的编码字序列且二者交替传送，即传送顺序为3FF（C）、3FF（Y）、000（C）、000（Y）、000（C）、000（Y）、XYZ（C）、XYZ（Y）。場计数从数字视频信号的第一场中的第一行开始。

四、调整

如何调整系统的定时并进入到同步状态，这是系统设施中最基本也是极其重要的一项步骤。对于运行在数字和标准清晰度或者高清晰度视频环境中的多格式设施而言，同步亦变得更具有挑战性，也日益显得更为重要。同步机系统一旦发生问题，将影响所有频道的播出安全，造成严重的后果。产生上述同步信号的同步机应具有以下几个功能：

1.实现上述各同步脉冲间严格的频率关系，然后用它来形成各种形状的同步脉冲，称为定时部分。

2.由定时部分来的信号形成上述种种规定波形标准的同步脉冲，并保证它们有严格的时间相位关系，这一部分叫做同步脉冲形成部分。

3.把产生合乎标准的同步信号放大到规定的幅度，通过低阻负载馈送给需要点，这由脉冲分配放大器来实现。

4、具有台从锁相和台主锁相的功能。

五、结论

山东广播电视台电视播控中心采用三台SPG8000主控同步/时钟信号发生器和两台ECO422D主备同步信号切换器组成，这是一个绝对安全的同步信号发生系统，只要任何一台信号发生器正常工作就能保证整个同步系统正常运作。SPG8000是一种精密的多格式视频信号发生器，适用于主控同步和基准应用。提供多种视频基准信号，例如黑场色同步、HD三电平同步以及串行数字和复合模拟测试码型，同时提供定时码、NTP（网络时间协议）等时间基准信号。ECO422D是一种高性能的通用同步切换器，它是为串行SD/HD数字电视环境应用而设计的。ECO422D切换器适用于分量或符合串行数字视频信号、AES/EBU数字音频、三电平同步信号和带有色同步的模拟黑场信号。ECO422D的这种灵活性使得它成为混合格式和全数字电视应用环境中的理想切换设备。