同步系统1

一系统的定时和同步

在演播室视频系统中，要使摄像机信号和外来信号等所有信号源的画面在切换台平滑切换而不产生抖动、撕裂等现象，必须把全部信号源调整到同一个同步相位。具体实现方法是：同步机发生同步基准信号，系统中的所有设备被此同步基准信号锁定并调整到同一相位。在数字标清电视时代，设备都可以接受模拟BB（Black Burst）信号作为外同步基准信号，只需要BB一种同步信号就能锁定系统中的所有设备。高清电视的发展带来了一个新的同步信号就是三电平同步（Tri-Level sync）信号，在目前的高标清共存阶段，某些高清设备只能接受模拟三电平同步基准信号，而一些标清或高清设备只能接受BB同步基准信号，所以高标清兼容系统会遇到一个系统需要两种同步基准信号的情况。因此，同步系统的设计、同步信号的配置、同步系统的调整等都比数字标清系统复杂一些，尤其对于台从锁相的演播室系统。

1. BB同步信号

在数字标清系统中，我们通常使用BB信号作为同步基准信号，BB同步信号应符合国家广播电影电视总局在2000年颁布的中华人民共和国广播电影电视行业标准“GY/T 167-2000 数字分量演播室的同步基准信号”。该标准规定数字分量演播室系统中用模拟基准信号作为数字标清系统的外同步基准信号，该同步基准信号的有效视频信号部分应是消隐信号，同步脉冲是负极性信号，脉冲幅度300mv，行同步基准点定义为行同步脉冲的下降沿的50%处，同步脉冲中可加色同步脉冲也可以不加色同步脉冲。这一同步基准信号已经广泛用于大量的串行数字分量系统中。

2. 三电平同步信号

在高清的模拟行定时中，采用了双极型三电平同步而不是标清系统中的负极型两电平同步。2000年颁布的中华人民共和国广播电影电视行业标准“GY/T 155-2000高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值”中具体描述了三电平同步信号：三电平行同步脉冲的幅度是±300 mv，正向行同步脉冲和负向行同步脉冲的宽度为44T（T=1/74.25μs），行同步的基准点定义为负脉冲向正脉冲过渡的50%处。三电平同步信号有着更快的上升时间，同步精度更高。

3．演播室同步系统

（1）同步系统的设计

同步系统是演播室系统中至关重要的部分，同步信号发生设备是演播室系统中最关键的设备。由于视频系统中的所有设备都被同步基准信号锁定，如果同步机出现故障，会使整个系统出现失锁，从失锁到再次锁定这段时间内，系统处于不稳定状态，无法进行正常的节目制作。所以同步系统的设计主要考虑系统的安全性和稳定性。

本演播室的同步系统采用的是主备同步机，通过同步倒换器进行应急倒换。同步倒换器对同步机工作状态进行监测，一旦主同步机出现故障，同步倒换器自动切换到备同步机上，同时同步倒换器会发出告警。同步倒换器也可以进行人工倒换。鉴于目前兼容系统中一些设备只能接受三电平同步（Tri-Level sync）信号，而另一些设备只能接受黑场（BB）同步信号，为了适应目前设备存在的这一现实状况，同步机必须能同时分离出BB同步信号和三电平同步信号。在三电平同步信号和BB同步信号的分配方面，考虑到系统

中的设备以高清晰度设备为主，三电平同步信号与高清晰度视频信号的行频相同，三电平同步信号具有更高的精确度和抗干扰性，我们把系统中能用三电平同步信号同步的设备尽量采用三电平同步信号同步，而那些只能用BB信号同步的设备则采用BB信号同步。

中央电视台演播室使用的利达同步机（LT443D）和同步倒换器（LT444）。LT443D是一款能够支持多种数字电视格式的信号发生器，通过模块化插件可以自由组合。具有外BB或外三电平信号锁相功能。输出同步信号有BB信号和三电平模拟同步信号，输出测试信号有HD SDI测试信号、SDI测试信号、模拟电视测试信号、AES/EBU数字音频信号、模拟音频信号等。LT444同步倒换器配备11 组输入输出信号通道，可支持HD-SDI 信号、SDI信号、 AES/EBU 数字音频、模拟黑场信号、模拟三电平信号的切换。当主用系统发生故障时，倒换器通过检测信号振幅错误自动转换到备用系统，同时，在LED显示屏上显示发生故障的通道。

（2）同步系统的调整

由于本演播室是直播型演播室，系统的相位应该与台内主控机房保持严格的锁相关系，所以演播室系统的同步机必须运行在外锁相状态，也就是与主控的同步机锁定。调整系统同步相位的方法是：在切换台的输入端处，以主控送来的高清信号为基准，调整演播室同步机使机房同步机发生的彩条与主控送来的测试信号对齐，然后分别调整系统中各个设备的相位使其与主控送来的测试信号对齐。实际运行中，由于系统内部存在两种同步信号，在调整相位时需要在同步机上分别调整两种同步信号的相位，系统相位的调整比单一同步信号系统相对来讲复杂一些。

目前的数字高清切换台每个输入通道都有缓存器，缓存的大小也就是切换台窗口的大小，在窗口范围内，相位差可以被纠正过来。本系统的高清切换台的窗口为±1/4高清视频行，主控的外来信号是通过光缆送到本演播室，光端机每次开机后，信号的相位有少量的漂移。实际操作中，我们尽量把信号相位调整到中心的位置。

需要注意的是，在模拟电视中同步关系由复合同步脉冲表示，在数字电视系统中虽然用于锁定设备的同步信号也是模拟信号脉冲，但是在数字系统的实际调整中则是用数字定时基准信号SAV(Start of Active Video) 或EAV（End of Active Video）来校准信号的相位关系。，

三同步系统

在视频系统中，同步至关重要。由同步机输出的同步信号经过模拟视分，再将同步信号送到各个设备进行同一基准的锁相，使所有视频信号在时间和相位上一致，保证系统同步。

由于视频信号进行数字处理的特点，数字视频信号在进行数字处理中，特别是在虚拟演播室系统运算处理时，不可避免地会产生时间的滞后，并最终带来音频超前视频的现象。通常在1帧（40ms）内的延时可不进行处理，但当视频延迟有可能超出此范围时必须进行音频的延时处理。

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