电视中心矩阵的设计应用 ——电视中心矩阵的设计应用

电视中心矩阵的设计应用

从事广播电视技术的人都知道，电视播出总控系统是电视播出系统的心脏，是节目录制信号、播出信号等各类信号汇集的枢纽。而总控矩阵调度系统又是总控系统的核心，是连接播出总控机房和台内各个演播室以及通过卫星、光纤、微波传输等外来信号的桥梁。因此，电视信号矩阵如何设计布局，应用的如何，将直接关系到整个总控系统的使用是否方便，是否具有安全可靠的保障，甚至可以反映出一个电视台总控系统的技术水平。 

一 电视信号矩阵的分类

电视信号矩阵可分为模拟复合视音频矩阵和数字视频矩阵两大类。复合视频（Composite-Video）具备良好的稳定性、兼容性和通用性，对器材和传输线缆的要求标准不高，信号源丰富。模拟复合视音频矩阵的输入输出视频信号均为复合视频信号，音频信号一般为平衡式模拟音频信号，应用于模拟电视系统。

数字视频（Digital-Video）矩阵的输入输出接口均为串行数字接口（SDI）。使用一根同轴电缆可以同时传输一路数字分量视频信号，4声道数字音频信号。SDI数字信号具有视音频信号质量高和长距离传输的优点，200米距离之内不需外加任何硬件。广泛应用于目前的数字电视技术系统。

常见的视频信号矩阵按照输入、输出通道的不同，一般有 8×8、16×16、32×16、32×32、64×32、64×64、96×96、128×128等。常规的理解是乘号前面的数字代表输入通道的多少，乘号后面的数字代表输出通道的多少。设计一个视频矩阵的基本原则，也是根据信号源和需要终端数量的多少，决定矩阵的通道数并预留一定的发展空间。

此外，也可按矩阵的用途进行分类。比如深圳台总控系统矩阵就分为输入矩阵、主控矩阵、播出矩阵、应急切换矩阵等。不论矩阵如何分类，它们的控制方法都大致相同：前面板按键控制、分离式键盘控制、第三方（计算机）控制等。

二 电视信号矩阵在总控系统中的应用

一个具有一定规模的电视台,其总控系统往往需要由 多个信号矩阵构成。如何对矩阵进行设计布局、功能安排，将对整个系统的方便使用和安全保障起着至关重要的作用。下面以深圳台总控矩阵系统为例谈谈总控电视信号矩阵的具体应用。

1. 总控电视信号矩阵的总体布局

深圳电视台总控矩阵系统主要由64×64输入矩阵、128×96主控矩阵和64×64播出矩阵构成。其构成布局图如图1所示。

输入矩阵、主控矩阵、播出矩阵同为Leitch数字矩阵。该矩阵输入输出均为SDI数字信号.每个矩阵各有一个技监口(Tech.monitor)和一个输出监看口(Monitor Out)。技监口可监看每路输入信号,输出监看口可监看每一路输出信号。此矩阵采用双电源，互相做热备份，当其中任一组电源发生故障时，另一组电源能自动负担矩阵的全部功率，无需人工倒换。矩阵除主控面板外,还可安装若干个控制某一出口信号输出的分控面板,并可通过接驳控制计算机的串口，接受来自计算机的切换命令，非常便于操作。

2. 输入矩阵

输入矩阵处于矩阵系统的前端，是台外部信号，如卫星、光纤、微波等外部信号接入总控系统的中介桥梁，主要起到外来信号接入及监看、向外界传输节目、为本台提供节目录制源的作用。图1中输入矩阵的输入信号除有卫星接收信号、有线电视网机顶盒信号、其他电视基地的光纤和微波传输等外部信号，同时还有8路主控矩阵输出的信号，这样可使输入矩阵不仅可以调度外部信号，也可通过主控矩阵间接调度总控系统内部信号。它的输出信号主要用于与主控矩阵的连接、外部信号监看、与其他外部电视基地的信号交流及节目录制信号源等。输入矩阵的所有输入输出信号不直接参与电视播出，故其所有信号不要求与主控系统同步。但其有8路输出信号通过帧同步机输入主控矩阵，这样一来，输入矩阵的所有信号即可通过主控矩阵参与总控系统内信号交流，并可间接进行播出。输入矩阵除主控面板外，在节目录制端还设有分控面板，这样对录制信号源的选择是十分方便的。

3. 主控矩阵

主控矩阵是矩阵系统的中心。它的主要功能是担负总控系统内部、大楼各楼层演播厅与总控系统的信号交流，并在一定程度上起到输入矩阵和播出矩阵的作用，增强了系统运用的灵活性，强化了系统的安全性能。

图中深圳电视台主控矩阵的输入信号主要为8路经祯同步机同步的输入矩阵的输出信号,它可使输入矩阵信号间接参与系统内信号交流；7路经祯同步机同步的卫星信号和三个外部基地的各2路信号，可使外部信号不经输入矩阵直接在系统内调度使用并播出，主控矩阵因此对输入矩阵来说，起到一定的备份作用；还有20路各个演播厅的主备信号；12路播出录像机信号；20路各频道播出服务器主备信号和20路各频道播出的上键信号和未经上键的干净信号等。可以看出，主控矩阵输入信号基本上涵盖了系统内的所有信号及系统内经常需要的部分外部信号。主控矩阵所有输入信号都经系统同步，可以直接调往各频道参与播出。

主控矩阵的输出信号有8路输出到输入矩阵，可以满足输入矩阵对系统内信号的需求；8路输出到监看屏幕，可以对正在播出或即将播出以及需要监视的信号进行监看；12路输出信号送往各外部电视基地；9路输出信号送到各个播出频道用于播出，同时可以起到播出矩阵的备份作用；有10路输出信号与播出矩阵连接，这样可以扩展播出矩阵的输入信号源；25路输出信号用于与各个演播厅的信号交流；还有3路输出作为播出服务器的上载信号源等。主控矩阵有主控面板，在上载端有控制选择上载信号的分控面板，还有多个设在其他楼层需要监看系统信号的地方，控制某一出口信号的分控面板。

4. 播出矩阵

播出矩阵，顾名思义就是为播出服务的矩阵。它的输入信号主要包括有卫星信号、各个演播厅信号、播出录像机信号、主控矩阵的输出信号、延时播出信号、字幕机信号以及时钟、测试卡等信号。所有这些信号都是播出的常用信号，其中主控矩阵的输出信号起到扩展播出信号源的作用。播出矩阵为每个播出频道切换台提供3路播出信号，即深圳电视台10个播出频道共30路信号；为4台延时器各提供一路主信号源和一路备信号源, 备信号和经延时的主信号同时送到一个2×1开关（2×1开关起到应急切换作用），再送往各个播出频道播出和环回播出矩阵，用于其他用途。播出矩阵还有4路输出到主控矩阵，用于系统内信号交流。

三 辅助矩阵在总控系统的应用

在电视总控系统中，还有一些小型辅助矩阵。辅助矩阵的规模通常比较小，如32×32、32×16、16×2、16×4等。辅助矩阵主要有两方面的作用：一是为主要设备起扩展信号源的作用，二是为播出起到备份切换台的作用。

深圳电视台总控卫星接收机前32X32的 L波段矩阵，就是起扩展信号源作用的小型辅助矩阵。深圳电视台总控有15台卫星接收机，而卫星接收信号有26路，通过L波段矩阵可使每一台接收机的接收选择信号扩展到26路。

深圳电视台播出切换台的备份矩阵为16×2的小型矩阵。所有播出信号通过视分同时送到主切换台和备份矩阵，主备两路信号通过一个2×1选择开关进入播出通道。当主切换台发生故障，可切换2×1开关选择备份矩阵播出。主切换台和备份矩阵的播出口由同一电脑同步控制，因此它们的输出信号是同步切换的。所以只要2×1开关倒换及时，是不会影响播出的。备份矩阵的另一路输出，可以用来预监播出信号，如图2所示。

四 小结

从以上分析可以看出，深圳电视台总控矩阵系统是一个环形结构，你中有我，我中有你。主控矩阵是矩阵系统的中心，同时又可作为输入矩阵和播出矩阵的备份。当任何矩阵发生故障，对系统的影响都很小，系统仍可基本正常运行。因此，这种结构设计的好处是使用灵活，安全有保障。