现代广播电视发射技术课件第二讲音频处理技术

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现代广播电视发射技术第二讲音频处理技术

1.限制放大器

2.音频处理器3.压缩扩张技术4.预加重去加重技术

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现代广播电视发射技术广播系统的最大音频电压Umax和最小音频电压Umin之比，称为动态范围，常以分贝表示，即

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现代广播电视发射技术音频处理的目的：压缩节目的动态范围；防止过调制；可以改善传输系统的信噪比；

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图中RC为增益控制网络，Ec为直流门限电平（即加到检波管板极上的直流负压）。当限放输出电压的峰值Um低于Ec时，检波器被Ec封锁不起作用，这时限放是一般的放大器，放大倍数（或称起限前固有放大倍数）不变。当限放输出电压的峰值Um大于Ec时，检波器二极管开始导通，二极管的整流电流对电容C充电，在一个极短的时间内，电容C上得到一个直流电压△ec，由△ec去控制压缩器中的变跨导元件或变阻元件，使音频通路的放大倍数急剧下降，以维持输出电平在一个几乎不变的数值上，达到压缩目的。8

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限制放大器起限前的放大倍数称为固有放大倍数，在固有放大倍数开始变小的转折点称为起限点。9

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图中的输出电压Usc和输入电压Usr都以分贝计。对应于发射机90%调幅度的限放输出电压的分贝数减去40dB作为起限点输出电压的0dB，对应的输入电压称为起限点的输入电压。11

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理想限放压缩器特点：①起限点很明确；②从坐标原点到起限点之间的放大倍数是不变的，其增益特性曲线是一条与横轴的夹角呈45°的直线，也就是说，若输入音量增减几dB，输出音量也增减几dB；③起限点以后，以分贝表示的限制特性曲线也是直线，但其与横轴的夹角很小，因此，即使输入音量大幅度增加，输出音量却增加很小，起到压缩作用；④对不同频率的音频电压，理想限放压缩器具有完全相同的限制特性；⑤从音量突然增大到开始起限压缩不能有延时。12

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压缩比表示在起限点之后的压缩区域内，当输出音量增加1dB时，对应的输入音量增加xdB，则限放压缩比=xdB/1dB[例]测得某限放起限点的输入电压为24mV，其输出电压为14V，当限放输出电压增加1dB时，其输入电压测得为140mV，求该限放的压缩比。

[解]输入电压增加的分贝数为

该限放的压缩比为

15dB/1dB

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音频处理器采用压缩技术，提高平均调幅度，扩大广播覆盖面积，增加收听响度，改善边远地区的收听效果，充分利用发射功率，提高经济效益；采用预加重技术，在发射端对高音频进行提升，以弥补因收音机频带窄而引起的中波广播音域窄、音质闷的缺点，提高中波广播质量。14

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图中，输入阻抗变换器实际上就是一个输入变压器，其输入阻抗为600Ω，输出阻抗为10KΩ，音频输入变压器将平衡输入变为不平衡输出。输出阻抗变换器由两级差动输出放大器组成，作用是将不平衡输入变为平衡输出，输出阻抗为600Ω。16

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图中，A1为反相比例放大器，A2为倒相放大器，Usr为输入电压，Usc为输出电压。18

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图中，压缩器由可变增益控制单元△G和放大单元组成，△G单元送失真消除电路一个失真调整信号，消除由于切削产生的谐波失真和互调失真。比较器的功能是完成幅度鉴别，确定起限电平。线性检波器对比较器输出的方波电压信号进行检波放大，去控制△G单元，调整压缩器增益。

当输入信号电平低于起限电平时，比较器和线性检波器均不工作，即强信号被压缩，弱信号不压缩。预加重网络由电阻、电容并联构成，时间常数为100µS，实际就是一个高频提升网络。20

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使用音频处理器的效果：解决由于录制、交换、不同节目内容及使用不同的录放设备而引起的节目电平差异较大的问题；

解决语言节目和音乐节目之间、录音磁带和激光唱片之间的音量平衡；可对节目的微弱信号进行一定量的放大，使之不被杂音淹没；

扩大立体声广播覆盖范围。21

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压缩器特性：压缩器的功能原理：输入信号电平越低，放大器增益越高，当信号电平高过某一定值时，增益为0，信号继续增大时，增益为负，这样使节目的动态范围得到压缩。22

现代广播电视发射技术扩张器特性：扩张器的功能原理：输入信号电平越高，放大器增益越高，当信号电平低过某一定值时，增益为0，信号继续下降时，增益为负，这样使节目的动态范围得到扩张。

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由图知，如果压缩器输入信号电平的动态范围在0~-60dB之间，经2:1压缩后，输出信号电平的动态范围将在0~-30dB之间，经1:2扩张后，输出信号电平的动态范围又变为0~-60dB之间，即恢复了原状。25

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由图可见，压缩器有两个通道，一个是节目信号通道，一个是控制信号通道。节目信号通道的带宽为100Hz-5300Hz，压缩器受鉴幅器的控制，对节目信号进行2:1压缩。压缩器前的放大延时单元是为了避免压缩器动作时产生过冲而设置的，延迟时间取最低工作频率的一个周期，如最低工作频率为100Hz，则延迟时间为10ms。压缩器后的放大延时单元是为了配合系统电平和均衡节目通道与控制通道的延时差异而设置的。低通滤波器是将5300Hz以上的分量滤掉，以免影响控制通道的正常工作。27

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扩张器也分两个通道，低通滤波器将5000Hz以上频率滤掉，扩张器受鉴频器控制，对节目信号进行1:2扩张，恢复其动态范围。29

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对音频信号的处理都用预加重和去加重技术，目的是为了提高整个传输系统在还原音频信号时的信噪比。30