校园智能广播是一种应用于教育机构的公共广播系统,它在中国的学校中被广泛使用,服务于各种日常活动如升旗仪式、眼保健操、通知发布、广播体操以及运动会等。随着信息技术的快速发展,数字多媒体设备逐渐融入教育教学之中,学校信息化建设的步伐也在不断加快。然而,传统的广播系统已无法适应其他现代教育技术系统,也不能满足现代教育发展的需求。因此,学校对校园广播的功能有了更高的期望,校园智能广播就是在这种背景下诞生的。
定压广播是最先进入校园的公共广播形式,其工作原理是将音频信号直接放大并通过功率信号进行传输。为了减少线路传输损失,通过升压变压器将4~16Ω的匹配
阻抗转换为100V定压方式进行传输,终端处再降至4~16Ω的匹配阻抗以推动喇叭。传输距离可达数十米至数百米。尽管定压广播技术成熟、结构简单、性能稳定、易于维护且终端设备价格较低,但它也有一些明显的局限性。首先是音质较差,由于受到线间变压器带宽、喇叭尺寸、电缆线径等因素的影响,频响范围仅限于200Hz~12KHz,失真度不超过10%,并且无法实现立体声传输。其次,节目容量较小,无法寻址控制,这意味着一条线只能传输一套节目,这对于需要多年级同步进行外语听力训练的学校来说是不够的。此外,定压广播无法实现点对点寻址广播,比如校长想要对特定班级讲话或者对少数班级讲话,定压广播无法实现这一点。第三,技术较落后,功能单一,扩展性差。音源主要采用卡座等模拟音源,无法播放数字格式音频文件,无法实现自动播放和自动控制。一旦系统布线安装完毕,功率扩充的空间非常有限,节目容量也无法扩大。虽然有些厂商推出了智能播放仪,可以在定压广播的基础上实现自动广播并定时控制功放的开关,但由于存储空间有限,节目容量较小,采用16KHz、8位音频采样频率,播出音质较差,一般存储节目容量为8、16、32、64分钟,具备自动定时播放和开关功放电源控制功能,能够基本满足学校日常铃声及操类节目的播放需求,但无法满足外语听力教学训练与考试的要求。
调频广播采用调频调制方法,将音频信号搭载到高频载波上进行传输。我国将87~108MHz频段划分为调频广播频段,专门用于调频广播的传输。调频广播可与有线电视信号在同轴网络中共缆传输,适用于有线电视、HFC光电混合网络中进行远距离传输。调频广播具有频响宽、高音丰富、抗干扰能力强、失真小等特点,并可进行立体声传输。技术成熟、节目容量大,闭路调频广播基于有线电视的频率分割、频分复用方式进行传输,有线电视在我国已经有近20年的历史,技术成熟,配套器材价格低廉。我国在有线电视频率划分上,把87—108MHz这一频段划分为调频广播频段,专门用于调频广播的传输。调频广播的带宽是16KHz,这一频段内可以同时传输60多套调频广播节目,可以满足学校多年级、多分区同时广播的要求。可兼容性、可扩展性好,调频广播可以与有线电视信号在同轴网络中共缆传输,同时兼容有线电视、HFC光电混合网络中进行几十公里、几百公里的远距离传输。闭路调频广播节目容量大、可扩展性好,需要增加节目时,只需要增加调频调制器即可,无需对布线结构做任何改动。增加终端音箱及接收设备时,只需在原线路上任意地方找一个
射频接口,满足接收电平(45~65)dB即可,无需重新布线,添加功放。调频广播虽然是基于弱信号方式传输,每个接收设备必须是有源设备,即每个音箱及终端必须外接220V电源。对于有消防广播要求的学校,单纯调频广播不能满足消防规范要求。已有厂家在调频广播的基础上开发出了调频转定压的专用设备,并预留有消防接口,这样调频广播不但可以实现多路广播,而且具有消防广播功能,基本满足学校的广播要求。对于调频广播的智能化,已有厂家在这方面做的比较成熟,节目采编播出全部采用MP3、WAV等数字格式,并在此基础上开发出了校园智能广播多路播出与控制软件,采用一台主控
计算机同时播出1-8套音频节目,同时软件也具有按照年、月、周、日多模式设定播放列表自动定时、定点播放广播曲目的功能。有厂家的软件还具有可寻址控制功能,在广播室通过软件控制终端音箱的开关、音量、频率、输入选择、紧急广播等功能,并可通过软件进行一些播放任务的设定,基本满足了校园常用的播放和控制功能。在智能控制方面各个厂家都采用的是载波或副载波控制技术,常见的方式有SCA调频副载波、MSK、FSK载波控制。其传输理论就是将控制信号采用数字调制的办法将控制信号调制到高频载波上,与已调制音频信号共缆传输,无需再布控制信号线。数字调制这一技术在工业自动控制领域应用已十分成熟,远程
遥感、遥测、遥控都是采用这一技术,铁路、交通、水文、气象等领域都有十分广泛的应用。
网络音频广播是基于数字音频技术的一种新型广播方式。数字音频是指将连续的模拟音频信号转化为离散的数字信号,以便在计算机中进行处理、传输和存储。数字音频的优势在于其高质量、稳定性强、可编辑性和可扩展性。网络音频广播通过以太网进行传输,由主控计算机、广播软件或服务器软件将音频文件以IP流的形式发送给远端网络终端。网络音频广播的优点包括高信噪比、智能广播功能实现容易、多路广播能力、交互式广播和远程AOD功能以及管理方便。然而,网络音频广播也面临一些挑战,如网络带宽和网速的限制,这可能会导致广播延迟或中断。此外,由于需要专用的解压芯片和IP地址,网络音频广播的成本相对较高。
针对不同规模和需求的学校,可以选择不同的校园智能广播技术。对于小型学校,可以选择经济可靠的自动定压广播;对于中学,考虑到外语听力教学和考试的需求,建议采用数字调频可寻址智能广播;而对于大学,因其面积大、功能分区多的特点,建议采用多种传输手段和多模式同步广播的方法,结合有线广播、无线调频广播和网络音频广播,以满足不同场景下的广播需求。