重現 FM 廣播音頻系統調教 – 第一部分
作者：Jeff Keith – Wheatstone / Vorsis 資深產品經理     Wheatstone 公司授權中文翻譯

回顧音頻器材的電子電路還是由真空管 (vacuum tubes)、蠟質電容器 (wax capacitors)、炭粉混合體電阻 (carbon composition resistors) 與少數變壓器（transformers) 所組成的年代時，音頻器材的發展也漸趨成熟，美國聯邦通信委員會 (FCC) 也在80年代廢止了年度強制性的電台音頻系統調校。但是即使在現今類比與數位音頻器材日新月異的今天，FM廣播電台的音頻系統調校仍然可以提昇播音品質嗎？Keith認為，其實也許可以提昇很多。

Jeff Keith 是 Wheatstone/Vorsis 公司的資深產品工程師，他認為任何廣播電台想要保持良好競爭力，都應該把音頻系統的性能調校，訂為電台系統保養的固定項目之一。”音頻處理器 (on-air processor) 是電台重要的投資之一。但是電台管理階層卻常常對音頻處理器沒有辦法奇蹟似的解決聲音品質的問題，感到非常失望，但其實音頻處理器只是在音源到天線間複雜傳輸管道中的一環。如果傳輸線路不好，就很難得到好的音質表現。他指出”即使可以負擔高階音頻處理器的電台，通常都不會準備預算購買相較之下非常便宜的測試設備，並且對播出訊號做定期的定量調校。

要將音頻系統調教的概念帶入到21世紀的今天，有幾個實際上的目標需要先確立。Keith 表示“即使使用 80 年代類比器材的電台，也可以擁有相較之下良好的聲音表現。即使這些經典類比器材沒有像近代數位器材在量測上有那麼好的數值表現“。他也指出，要將老舊的器材回復到良好的狀況，需要一些額外的維護，尤其是已經多年未做調校的器材。他列出了怎樣設定測試項目，需要或可以達到的規格要求，即使是使用比較老舊類比器材的電台也適用於這些規範。

基本的測試方法是將測試訊號輸入每天播音使用的混音台，使用電台的類比或數位“0VU”標準音頻參考訊號，經由音頻傳輸網路，傳輸至發射機，並取用經過發射機輸出並且解調 (demodulated ) 與去加重(de-emphasized )的音頻訊號，輸入到測試儀器。在測試進行中需要將音頻處理器、等化器等器材像平常播出時一樣維持在訊號鏈上，並且維持這些器材的輸入與輸出音量與平常相同，但是音頻處理器的內部處理功能則暫時關閉。

Keith 也指出，”平坦的頻率響應是在所有測試項目中最容易達到的，但是一些類比的器材因為使用年限上的問題，耦合電容器 (coupling capacitors) 開始衰老，容易造成低頻頻率響應的損失”。”他們一般都會嘗試利用音頻處理器的等化器部分來補償增加低頻，但是這樣的修補的方式也常常會引起了更多更難以理解的其他問題”，他也指出，類比器材的耦合電容器每 5 年就需要更換，而且同時間最好也更換電源供應器內的電容器，盡量使用 105 度 C 等級的零件，避免使用 85 度 C 等級的零件。”這對維護工程師可能是許多的工作，但是做到好的播出音質有個人的成就感，也有財務上的價值，因為好的播音品質有助於吸引聽眾並且留住聽眾”。

使用類比器材的電台需要達到在 30Hz 到 15 kHz 的頻率範圍內 +/- 1 dB 或更平坦的頻率響應，使用數位器材的電台一般可以測得非常平坦 (+/- 0.1dB) 或更佳的頻率響應，數位類比器材混合的電台所測得的數值應該就在兩者之間。

失真 (Distortion) 的測量方式，需要將傳輸鏈的音量定在系統可以達到的最大值減3dB (稍後會在提及)，並且使用測試頻寬 30 kHz 以上的分析儀來做測試。雖然美國聯邦通信委員會在原有調校規定中並沒有規定需要量測互調失真 (IMD - intermodulation distortion)，但是如果測試器材許可，最好將互調失真列入量測項目，因為人耳對於互調失真的感受力優於對諧波失真 (THD  - harmonic distortion) 的感受力。測量值在整體訊號傳輸鏈中的 THD 與 IMD 值應該優於 1%。但是因為失真是有加成作用的，所以訊號鏈中每個單一類比器材的失真值應該要優於 0.1%，如果設定正確，現今的數位器材可以輕易地達到優於 0.05% 的失真率。

Keith 指出，背景雜訊的測量基於電台的標準參考音量，”使用類比器材的電台在去加重 (de-emphasis) 後需要可以達到-60 的 -70dB 訊號雜訊比，如果使用數位器材的電台應該可以達到 -80dB 的訊號噪音比”。

音量容許值 (Audio headroom) 在音頻傳輸鏈上是格外重要的，我們可以視為電台的標準參考音量值與輸入/輸出訊號提高至造成過載與失真邊緣時的音量差。一個更好的定義是當音量達到一個最大值，並且讓失真值剛剛要達到 1% 的音量值。音頻傳輸網路的音量容許值至少要達到在電台標準參考音量與 1% 失真的音量值之間至少有 20dB 的範圍。

立體分離度就是左右聲道的隔離度，整體發射後的訊號立體分離度應該維持在 30Hz 到 15 kHz 頻率範圍內，45dB 以上的左右聲道分離度。數位與DSP處理器基本上有較好的分離度，可以達到 65dB 以上，雖然如果沒有參考級的解調器的話，較難確認這樣的數值。

即使在最好類比器材的年代，或是全數位的現今，都無法因此免除年度的系統性能量測。”如果沒有定期的檢查與調教，讓電台音頻傳輸鏈維持良好的工作狀態，將有可能失去在聲音上的競爭優勢，也可能失去聽眾”。

還有第二部分   待續……