DHD 52/RX數字網絡化調音臺通道自動三選一功能的實現

楊凱 蘇州廣播電視總臺技術中心

1. 引言

對于廣播技術行業來說，調音臺是整個系統環節的核心，由于它是直接服務于用戶，它的易操作性、界面友好性直接影響到用戶體驗。對技術人員來說，更看重的是調音臺的可靠穩定性、功能擴展性。因而，選擇一款性能優秀、質量可靠的調音臺，將會大幅提高節目質量，并減少技術人員的維護工作量。

52/RX數字網絡化調音臺是德國DHD公司的最新一代產品，和上一代42系列產品相比，它在硬件配置和軟件設置方面都進行了升級、改造，使得它功能更加強大，性能更加優越。特別是加入了APC（Audio、 Power、 Control）技術，通過標準的CAT網線連接控制模塊和I/O模塊，傳輸48路輸入和48路輸出音頻，再加上IP基礎的10Mbit/s控制數據包，同時為接口模塊和控制模塊提供48V的供電需要，這就使得所有的I/O模塊可以被安裝在任何需要接口的位置，真正實現分布式安裝，降低系統集成的布線量。DHD 52/RX調音臺還配有一個專用軟件Toolbox5，該軟件十分靈活，可對調音臺功能進行個性化設置，從而滿足不同電臺的實際需求。

2.DHD 52/RX調音臺簡介

2.1 52/RX調音臺硬件組成

如圖1所示，52/RX調音臺主要由四部分組成：主控核心DSP模塊、I/O接口模塊、主控制面板和TFT顯示屏。這四部分運用APC技術，通過網線相連接，進行音頻信號、電源、控制信號的傳遞。其他外圍設備如話筒、監聽耳機等通過符合AES/EBU標準的XLR接口接入I/O模塊，實現音頻信號的傳遞。52/RX調音臺通過交換機與控制電腦相連，由控制電腦通過Toolbox5專用軟件對調音臺進行設置。

圖1 DHD 52/RX硬件組成及連接示意圖

（1）主控核心DSP模塊

52/XC DSP核心模塊包含有12個APC接口，所有的52系列調音臺的控制模塊都可由52/XC支持。它是中心處理單元，具有40比特浮點DSP處理能力，最多可滿足24路推子的處理需求，甚至還能用于2176×1856切換能力的矩陣信號處理。它還配備有兩塊相同的電源模塊52-7497（ XC Power Supply 48V / 200W），具有90%的效能，用于本身的供電及控制面板的供電，選配兩塊冗余電源可以保證播出的安全性。此外，由于高穩定的性能且無風扇設計，使得其耗電極低。

（2）I/O接口模塊

I/O模塊主要分類有模擬I/O模塊、數字I/O模塊、麥克風/耳機模塊等，模塊配件的主要參數如表1所示。

52/RX主控制面板單元主要有52-2010A RX中央控制模塊和3個52-2020B推子模塊組成，推子模塊的數量可以根據實際需要進行選擇，它們通過網線與52/XC DSP核心模塊APC接口相連。

表1 52/RX I/O模塊參數

52/RX TFT顯示屏是觸摸屏設計，直觀可靠，可以安裝在任何需要的位置，例如調音臺旁邊或安裝在其他桌面上，也可以鑲嵌在控制臺面上或固定在標準的立式機架上。通過Toolbox5軟件對其進行設置，可根據需要個性化設置顯示布局，包括按鍵、時鐘及電平表等功能和顯示方式。

2.2 設置軟件Toolbox5

DHD 52/RX調音臺可通過運行在任意一臺PC上的Toolbox5設置軟件進行參數配置，全新的調音臺只有出廠配置，技術人員需要對其進行詳細軟件配置定義后，才能實現想要的功能。Toolbox5主要功能有：定義系統結構和功能，對硬件進行配置（推子數量、I/O 接口等）；分配MADI/APC 輸入和輸出；定義所有的控制件功能；創建復雜的邏輯和控制功能；設置對講和監聽；設置TFT 觸摸屏的顯示；設置電平監測和遙控；權限管理；維護升級和運行日志等。

它的特點是可以離線進行設置，保存多個配置文件，不需安裝，只需點擊即可應用，通過網絡對設備進行程序的上傳和下傳等。通過Toolbox5完成設置后可以將設置數據立即上傳至設備并馬上投入使用，如果需要改變一些功能，隨時在軟件中修改好后上傳即可。主要的配置如圖2所示。

2.3 52/RX調音臺主要功能特點

（1）系統安全可靠，多重備份，雙CPU，雙DSP，多網口。

（2）調音臺主備輸出故障自動切換，自定義門限電平和響應時間。

（3）控制面板和DSP采用分體式結構，模塊化配置，升級擴展靈活，維修方便；控制面板故障不中斷音頻輸出；控制面板和音頻處理機柜分別獨立配置雙電源；控制面板為模塊化結構，每組推子模塊不超過6個推子。

（4）音頻處理機柜內無風扇，24小時不停機工作；音頻處理機柜內所有板卡支持熱插拔。

（5）不少于3條立體聲節目母線，不少于12條立體聲Mix-Minus母線。

（6）內置矩陣，任何母線可任意分配至任意物理輸出接口。

圖2 管理員賬戶密碼配置

（7）數字輸入和輸出接口，24比特量化，輸入具備取樣頻率轉換功能；模擬輸出和模擬輸入的最大輸入電平為24dBu。

（8）話筒輸入帶48V幻象電源，在控制面板實現控制。

（9）調音臺控制面板具備相位切換開關。

（10）所有輸入通道具備音頻濾波、高低通濾波、4段均衡、壓縮器、限幅器、噪聲門、擴展器、AGC等。

（11）調音臺輸出具有內置播出延時功能，延時時間不少于20秒，可以刪除不雅語句。

（12）具備不少于24路立體聲的電平、相位監測功能，對電平過高和電平過低、相位錯誤等自動報警，用戶可自定義電平門限以及啟動作用時間。觸發啟動報警設備和自動啟動補樂播放能力。輸出信號中斷報警，可同時將報警信號提示主持人，并且報警門限電平和時間可調。

（13）調音臺配備不小于8英寸以上的彩色觸摸屏，用戶可自定義顯示節目輸出電平、相位、時間、計時器，均衡曲線，動態處理曲線。

（14）控制面板推子模塊，每路推子不少于10個操作按鍵以及2個控制旋鈕。具備推前電平表和輸入源名稱顯示。OLED輸入源顯示屏,不少于8個字符顯示，能夠方便調整相位、增益、聲像。

（15）冷啟動時間小于5秒。

（16）每路控制面板推子具備推子前節目電平和輸入源名稱顯示、相位、增益、聲像調整顯示，所有推子都可以控制任意輸入源，包括數字，模擬，MADI 輸入源。

（17）具備自同步和外接同步信號接口；可以與Word clock, AES/EBU同步；具備外部MADI 同步能力。

（18）配置導播對講控制盒，實現主持人與導播的對講。

（19）配置滿足所有輸入輸出需要的卡儂轉接板。（20）具備多級用戶權限設置功能。

（21）具備網絡接口，實現網絡化管理、監控和遙控，具備運行日記，方便故障的查找和處理。利用軟件在主控和副控進行調音臺的網絡統一配置，監看PGM輸出電平，遠程遙控調音臺。

（22）與主控矩陣和全臺直播系統連網后，實現20套直播機房、所有導播室以及主控機房的對講。具備群講對講功能、具備相應的對講操作面板，可顯示對講目的地和對講源名稱。

3.52/RX調音臺通道自動三選一輸出功能的實現

3.1 功能設計

我們利用52/RX調音臺配置軟件Toolbox5設計實現了三通道（主要指主通道、備通道和墊樂通道）自動切換輸出功能，當主備通道均無輸出時，給出報警提示，在TFT觸摸屏上設計并定義功能啟停/報警按鈕。

如圖3所示，輸入、輸出均采用數字信號（也可以是模擬信號，這里以數字信號為例），設定一路推子定義為“Din1&2&3”，用于自動三選一信號的輸出電平控制。通常直播室里設置有兩臺播出工作站，一主一備，這里將主播出站輸入定義為第一路“Din1”，備工作站輸入定義為第二路 “Din2”，CD機墊樂輸入定義為“Din3”，調音臺PGM輸出定義為“Dout”，在TFT觸摸屏上設計好功能啟停按鈕，定義為“Din Detect ON/OFF”。當Din Detect ON時，Dout為Din1信號；若Din1無信號或低于-40dB（電平大小可根據需要調整），且間隔6s過后（間隔時間可根據需要調整）仍未恢復，Dout自動切換為Din2信號，一旦Din1信號恢復正常時，Dout自動切換為Din1信號；若Din1、Din2均無信號或低于-40dB，且間隔6s過后仍未恢復，Dout自動切換為Din3信號，同時功能啟停按鈕給出報警，顯示“Din ERROR”信息，一旦當Din1或Din2信號恢復正常，Dout自動切換回Din1或Din2信號，同時報警取消。當Din Detect OFF時，自動三選一功能不執行。

圖3 功能示意圖

3.2 功能實現

功能實現主要通過應用Toolbox5軟件四個功能模塊：Level Detects、TFT Views、Logic Functions 和Output Functions。

（1）Level Detects：應用它完成對Din1、Din2電平的監測設置。

如圖4所示，定義兩個監測信號為“LV3：check Din1” 和“LV4：check Din2”，分別設置兩個信號的信號源，在Level Detection里通過旋鈕“Level”設置監測門限電平，這里我們設定為-40dB；通過旋鈕“Hold Time”設置監測電平超過門限后保持多長時間觸發邏輯功能，這里我們設定為6.0s，即在Din1、Din2電平低于-40dB后6s便觸發邏輯功能。在DHD 52/RX調音臺中，可以同時監測5個聲音信號的電平。

（2）Logic Functions：應用它實現邏輯功能的設定。具體設置如圖5和表2所示，其中RX CENTRAL.Key 4代表自動三選一功能啟停/報警按鈕在TFT屏上的次序（關于此按鈕在后面會詳細介紹）。設置完成后，一旦條件滿足，即觸發相應邏輯功能。

（3）TFT Views：應用它完成對TFT觸摸屏的設計和定義。

圖4 Level Detects設置

通過Toolbox5軟件對其進行自動三選一功能啟停/報警按鈕設置，如圖6所示。選定一個位置定義為“DinAutomation”，按鈕大小可通過“Font Size”調整；按鈕模式（Toggle Mode）有三種 可 選：Momentary、Toggle和 Timed Toggle， 這里選擇“Toggle”；其他設置如表3所示，其中RX CENTRAL.Key 4代表此按鈕在TFT屏上是第四個按鈕，Device Running是System Fuction下的一個功能，其他功能還包括：Power Fail、Sync、44.1KHz、48 KHz、Temperature Alert等。

TFT可根據需要個性化設置顯示布局，包括按鍵、時鐘及電平表等功能和顯示方式，十分靈活。（4）Output Functions：應用它實現對輸出功能的定義。

圖5 Logic Functions設置

表2 邏輯觸發條件設置

圖6 TFT觸摸屏設置

表3 自動三選一按鈕啟停/報警定義

如圖7所示，定義“Dout-L”和“Dout-R”，并為它們分別定義輸出條件和信號源。以“Dout-L”為例，默認輸出為Din1信號；當LF1：Din1 ERR邏輯觸發，輸出為Din2信號；當LF2：Din1&2 ERR邏輯觸發，輸出為Din3信號。

圖7 52/RX調音臺輸出設置

至此，通過軟件實現52/RX調音臺通道自動三選一功能得以實現。該功能的特點包括：功能可自主啟停；主備通道故障有報警提示；門限電平可設定；切換時間可設定。目前我臺播出模式特別是非直播節目播出時，通常是由主持人負責推起主播出工作站輸出推子，播放錄制好的節目，備播出工作站同步放音但推子處于關閉，一旦主工作站出現問題，再由主持人將備工作站推子推起，有了此功能后，將有效降低主持人的工作強度，同時也能確保安全播出。

4.總結

目前，有五臺DHD 52/RX調音臺在我臺直播室使用三年有余。使用過程中，該調音臺展現出的優良品質、穩定可靠的性能、優秀的音頻指標以及至今未發生一起因調音臺故障造成停播的事故，使得用戶及技術人員對其一致好評。