Оценка качества обработки звуковых сигналов в радиовещательных студиях

Оценка качества обработки звуковых сигналов в радиовещательных студиях

Ключевые слова: статистические параметры звукового вещательного сигнала, тестовая программа, аудиопроцессор, относительная средняя мощность, сигналы придыхания, влияние на обработку соединительных линий, несимметрия сигнала и наличие постоянной составляющей.

При исследованиях радиовещательных студий в стандартной конфигурации было предложено использовать оригинальную программу расчета статистических параметров звукового вещательного сигнала "ESTIM". Основные изменения сигнала в студии определяются аудиопроцессором T.C. Electronics DBMax. Обработка аудиопроцессором, с подчеркиванием низких частот, увеличивает эмоциональное воздействие программы, но, по оценкам популярности программ, не всегда предпочитается слушателями. Для уменьшения потерь ОСМ предложено использовать более мягкую обработку с уменьшением относительной средней мощности. Следует учитывать влияние на результаты обработки соединительных линий. Следует учитывать некоторое снижение эффективности обработки, определяемой несимметрией сигнала, наличием постоянной составляющей, после АЦП студии, что сказывается и на унификации сигналов разных студий.

Абрамов В.А.,

к.т.н., доцент МТУСИ

Попов О.Б.,

к.т.н., профессор МТУСИ

Ождихин Г.М.,

аспирант МТУСИ

Рихтер С.Г.,

к.т.н., профессор кафедры РВ и ЭА МТУСИ

При исследованиях радиовещательных студий в стандартной конфигурации было предложено использовать разработанную на кафедре ТиЗВ МТУСИ оригинальную программу расчета статистических параметров звукового вещательного сигнала "ESTIM" [1].

Для проведения измерений была подготовлена тестовая программа, в которую были включены измерительные сигналы в соответствии с ГОСТ Р 52742-2007, отрезки реального сигнала в соответствии с рекомендацией ITU-R BS.1387-1, а также реальные сигналы различных жанров.

Вещательный сигнал исследовался в следующих точках: на выходе микшера (входе процессора DBMax); на вьходе процессора DBMax; на выходе студий и на выходе контрольного записывающего устройства. Известно, что основные изменения сигнала в студии определяются аудиопроцессором T.C. Electronics DBMax, рис. 1.

Данное устройство эффективно увеличивает относительную среднюю мощность сигнала (ОСМк) [2] (отношение мощности сиг-

Рис.1. Осциллограмма сигнала на входе и выходе Т.С. ЕЬСгопюб йБМах

нала к гармоническому синусоидальному с амплитудой равной номинальной для канала), рис. 2. При этом заметность изменений сигнала для слушателя, определяемая ОСМс (отношением мощности сигнала к мощности гармонического с амплитудой равной максимальной на выборке), а также пик фактором (ПФ) кепстра (связанного с гармоничность сигнала), крутизной фронтов огибающей сигнала, говорят о высоком качестве обработки (рис. 2-5).

АЧХ аудиопроцессора, измеренная по реальному сигналу, приведена на рис. 6. Такая обработка, с подчеркиванием низких частот (НЧ), увеличивает эмоциональное воздействие программы, но, по оценкам популярности программ, не всегда предпочитается слушателями.

ОСМк и ОСМс на вьходе аудиопроцессора и входе контрольного устройства отличаются примерно на 12%, за счет влияния соединительной линии. Как известно любое изменение АЧЗ или ФЧХ существенно разрушает регулировку. На рис. 7, 8 приведены ОСМк для фильтров 40-15000 Гц и 50-10000 Гц, которые используются для формирования сигнала в каналах высшего и первого класса и выходе интернет приемника, рис. 9.

Рис. 2. Изменения ОСМк

Рис. 3. Изменения ОСМс

Рис4. Изменения ПФ кепстра

6

T-Comm, #9-2013

передний фронт

Вход  Выход

задний фронт

Вход  Выход

Рис. 5. Изменения переднего и заднего фронтов на входе и выходе аудиопроцессора

Рис. б. Коэффициент передачи аудиопроцессора T.C. Electronics DBMax

Рис. 7. Фильтр 15 кГц

Рис. 8. Фильтр 10 кГц

Рис 9. Интернет

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СИГНАЛА ПРИДЫХАНИЯ

МАЯК РАДИО ГОВОРИТ ЭХО МОСКВЫ РАДИО НЕМЕЦКАЯ БИ-БИ-СИ ОРФЕЙ

РОССИИ МОСКВА СВОБОДЫ ВОЛНА

Рис. 10. Относительный уровень сигнала придыхания у различных радиостанций

T-Comm, #9-2013

7

Сигналы придыхания ведущих программ составляют около 0,05 от номинального уровня на выходе в студии и около 0,1 на вьходе аудиопроцессора Т.С. Еіесіїопю РВМах На рис. 10 приведены относительные уровни сигналов придыхания ведущих для различных радиостанций [3, 4, 5].

Выводы

По результатам измерений были сформированы предложения направленные на улучшение сигнала на выходе студии:

а) Для коррекции АЧХ предложено рассмотреть возможность унификации и коррекции АЧХ как в самом приборе, так и, возможно, в других элементах тракта.

б) Для уменьшения потерь ОСМ предложено использовать более мягкую обработку с уменьшением относительной средней мощности, тем более, что по нашим исследованиям, она все равно не добирается до слушателя теряясь в тракте вторичного распределения. Следует учитывать влияние на обработку соединительных линий, а саму обработку проводить в спектре передаваемых по каналу частот. Для интернет вещания необходимо обрабатывать сигнал, прошедший кодирование, аналогичное используемому в сети. Следует учитывать некоторое снижение эффективности обработки, определяемой несимметрией сигнала, наличием постоянной составляющей, после АЦП студии, что сказывается и на унификации сигналов разных студий.

в) Для предотвращения изменения динамики сигнала предложено настраивать прибор в режиме с переходом на линейную шкалу регулирования при снижении уровня сигнала на 10-15 дБ ниже номинального, тем более, что полученное повышение ОСМ разрушится в тракте вторичного распределения, а искажения типа придыханий и искажений тембра останутся.

Литература

1. Попов О.Б, Рихтер С.Г Программа расчета интегральных энергетических параметров звукового вещательного сигнала. Госрегистрации программы для ЭВМ №2009610172 от 23 октября 2008г.

2. Попов О.Б, Рихтер С.Г Цифровая обработка и измерения сигналов в трактах звукового вещания. — М.: Инсвязьиздат, 2010. — 292 с.: ил.

3. Литвин СА, Мишенков С.Л., Попов О.Б, Рихтер С.Г. Кто в эфире всех милее? ("Статистические портреты" ряда известных радиостанций) // BROADCASTING. Телевидение и радиовещание, №2 (22) март 2002. — С. 59-63 и № 3 (23), апрель-май 2002. — С. 59-61.

4. Лихницкий АМ. Качество звучания. — СПб: РДК, 1998. — С. 72.

5. Козюренко Ю.И. Высококачественное звуко-воспроизведение. — М.: Радио и связь, 1993. —144 с.

Estimation of quality of processing of sound signals in broadcasting studios

VA Abramov, G.M. Ozhdihin, O.B. Popov, S.G. Rihter,

МТиС1, Moscow, Russia

Abstract

At researches of broadcasting studios in a standard configuration it was offered to use the original program of calculation of statistical parameters sound вещательного a signal "ESTIM". The basic changes of a signal in studio are defined(determined) by audioprocessor T.C. Electronics DBMax. Processing by the audioprocessor, with underlining(emphasis) low frequencies, increases emotional influence of the program, but, according to popularity of programs, is not always preferred by students. For reduction of losses RAC it is offered to use softer processing with reduction of relative average capacity. It is necessary to take into account influence on results of processing of connecting lines. It is necessary to take into account some decrease(reduction) of efficiency of the processing determined by asymmetry of a signal, presence of a constant component, after ADT studios that has an effect and for unification of signals of different studios.

Keywords: statistical parameters sound вещательного a signal, the test program, the audioprocessor, relative average capacity, signals of aspiration, influence on processing of connecting lines, asymmetry of a signal and presence of a constant component.

в

T-Comm, #9-2013