前期制作系统是用于电视节目前期制作的专业技术系统，为节目制作提供摄像、切换、视频信号处理、录制、调音、传输、特技、通联、同步、时钟、供配电等系统级技术支持。前期制作系统按照信宿可分为直播系统和录播系统两类。其中直播系统以信号通过天线发射至卫星或地面中继、接收台站为功能终点；录播系统以信号录制到磁带、硬盘等载体为功能终点。按照系统存放位置可分为演播室系统、转播车系统和飞行箱系统等。
演播室系统是所有视频、音频、通话等设备存放在电视中心演播室的制作系统，通常用于室内节目直播和录制。演播室系统具有设备位置、接线固定，安全度高，功能完善，集成度中等，使用舒适度高的特点。代表系统有新闻演播室、剧院等。
转播车系统是系统设备存放在电视车上的制作系统，通常用于户外节目直播和录制。转播车系统相对演播室系统集成度高，系统复杂完善，在一台大型电视车上往往集成有十几到二十几个有线讯道和几个无线讯道。车内还有完整的供配电系统和空调系统，对于侧拉结构的转播车还有车载液压控制系统，属于集广播电视技术、网络通信技术、液压技术、工业控制技术和金属加工技术于一体的高科技集合。代表系统有高清转播车、卫星直播车、微波通信车、音频车等。
飞行箱系统是系统存放在密封箱体上的制作系统，可用于各种户外节目制作，系统相对简单灵活，可根据节目需要对系统进行增删，由于每次外出需进行箱体搬运，与转播车系统相比人力、时间成本增加，但对场地的适应能力较强，适合在艰苦和车辆难以到达的地方工作。
以上三种系统还包括多个子系统：如视频系统、音频系统、通话系统、同步系统、TALLY系统、时钟系统、控制系统等。
1.视频系统和音频系统
视频系统是处理视频信号的子系统，视频系统的设备和线量占整个制作系统的一半以上。视频系统的设备主要有摄像机、三脚架、视频切换台、视频矩阵、视频周边设备、监视器、录像机、波监等，直播系统通常还配有字幕机和图文工作站。视频系统架构通常为以视频切换台和矩阵为核心的星状结构，所有信号由前者进行处理和调度，由输出通道进行输出，直播系统通常配有两条或多条输出通道以保证播出安全。音频系统是处理音频信号的子系统，主要设备有调音台、音频周边设备、音箱等。音频系统通常以调音台和矩阵为核心进行处理和信号调度。
视频系统和音频系统框图如图6-1所示。
图6-1 视频系统和音频系统框图
系统中的主要设备包括：摄像机（包括CCU）、话筒、特技切换台、调音台、视音频分配（放大）器、录像机（VTR）、监视（听）器、测试仪器等，图中的监视器、示波器等可对整个系统各部分的信号（包括外来信号）进行监测、监听、监视。还有未画出部分：如同步机、字幕、动画、台标、时钟信号发生器、帧同步器、矩阵开关、接线柜、跳线柜、通讯联络等。
摄像机和话筒是信号源，内部信号源还有VTR、C.G等，其中VTR是后期节目加工制作最主要的信号源。
外来信号源有：电影电视转换信号、微波传输信号、卫星转发信号，这些信号需要采用帧同步信号进行相位、幅度校准。
切换台和调音台是核心设备，对多路图像信号和声音信号进行加工处理。
监视分主监、预监，监看正在播出和下一步要切出的图像。
波形示波器和矢量示波器是监测设备，对信号技术指标进行测试。
视频分配器（VDA），有的分配器带放大功能，负责把一个视频信号分成多路，送到多台设备中。
系统特点：
（1）演播室视频部分核心设备是视频切换台，所有视频信号都要经过切换台进行切换和处理。音频部分的核心设备是数字调音台。
（2）信号源：切换台输入信号源来自摄像机、数字（模拟）录像机、电视电影机（Telecine）和字幕机（C G）、存储器、本地（台内其他部门来的）信号及外来节目源（台外来的）等。
（3）信号格式：数字视频切换台的输入和输出信号要采用SDI接口，对于4∶3图像格式，其信号传输速率为270Mb/s。在向数字化过渡的时期，数字切换台还备有各种配件，以便能输入输出模拟复合全电视信号、模拟分量信号以及并行数字分量信号。
2.通话系统
通话系统是用于节目制作各工种相互通信联系（通联）的子系统，是在节目转播过程中不可缺少的一部分，主要作用是方便导演、摄像、技术、音响、主持人、灯光、现场相关工作人员等进行相互交流配合。
随着电视制作的分工越来越细，工种越来越多，通话系统的重要性与日俱增。通话系统分为二线和四线通话系统。常用通话设备包括通话矩阵、通话主站、通话面板、2-4线转换器、电话耦合器、通话腰包、无线通话主站和对讲机等。
（1）包含于视频系统内的通话系统
利用摄像机和CCU的通话通道构成，将话筒和耳机分别插入摄像机和CCU的对应插孔即可使用，如图6-2所示。
图6-2 包含于视频系统内的通话系统
（2）包含于音频系统内的通话系统
利用调音台的对讲通道和正常音频通道构成，要中断节目制作与播出，制作或直播时应停止使用，如图6-3所示。
图6-3 包含于音频系统内的通话系统
（3）专用通话系统
在大、中型系统使用，有不同方式构成。
一种演播室通话系统如图6-4所示，通话主站有两个通道，通道A连接一个两线转四线摄像机通话接口（有四个通道），再通过CCU连接摄像机（包含于视频系统内的通话系统），导播可与摄像师通话；通道B通过接口板连接多个双向腰包，导播可与主持人、灯光师通话，双向腰包为便携式头戴耳机用户站。
两种转播车通话系统如图6-5所示。
图6-5 转播车通话系统
图（a）中，导播区有一台通话主站、音频区有一台通话主站、技术区有一台通话主站和一台通话分站及无线通话主站，技术区通话分站通过摄像机通话接口连接CCU和摄像机，技术区无线通话主站与对讲机联络。
图（b）中，MS-440有四个通道，RM-220有两个通道，IF4B为摄像机通话接口，RS601为便携式头戴耳机用户站。
3.同步系统
电视系统中所有设备都需要进行同步处理以保证信号质量，其中视频系统通常使用黑场信号和三电平信号作为同步信号，音频系统使用黑场和字时钟进行同步。由于同步信号与电视内容本身并无关系，故通常将其与视频、音频系统剥离出来成为独立系统。
电视台通常设置有同步机，产生各种所需的同步信号。这些信号在幅度、频率、相位、波形等方面的特性都有严格规定，可由一个标准的定时信号通过一定的处理和变换来产生。当然现在大多数视频设备上均配备了同步脉冲解码器，它们只需要一个彩色黑场信号，即可自行分离出所需的各种同步信号，最终实现与系统完全同步。所谓的黑场信号也就是黑色的彩色全电视信号，它包含了彩色全电视信号中所有的同步信息，因此，我们可以用黑场信号发生器来代替同步信号发生器。
产生上述同步信号的同步机应具有以下几个功能：
①实现上述各同步脉冲间严格的频率关系，然后用它来形成各种形状的同步脉冲，称为定时部分。
②由定时部分来的信号形成上述种种规定波形标准的同步脉冲，并保证它们有严格的时间相位关系，这一部分叫作同步脉冲形成部分。
③把产生合乎标准的同步信号放大到规定的幅度，通过低阻负载馈送给需要点，这由脉冲分配放大器来实现。
④具有台从锁相和台主锁相的功能。
在电视系统中，信号来源多种多样，为了对不同基准的信号进行同步切换，就必须解决它们与电视中心的彩色同步锁相问题。两路不同步的信号混合切换时，两者之间几纳秒的误差会引起彩色失真，几微秒的误差会使图像水平位移，几行或更大的误差会使图像垂直移动，以至跳动、翻滚直接影响图像质量。为了解决外来信号和本地信号同步的问题，就需要同步锁相，同步锁相分为台从锁相和台主锁相。
台从锁相是使本地同步机跟踪外来的同步信号。在锁相电路中首先从外来信号中分离出行同步脉冲、场同步脉冲、色度副载频信号和PAL开关信号，然后将外来信号的行同步、副载波与本地产生的行同步、副载波在鉴相器中进行相位比较，所得误差电压控制本地同步机的相应振荡器，调节其振荡频率，使本地的行同步及副载波与外来的严格一致。将分离出的场同步直接送到本地同步脉冲形成电路去进行复位，强迫本地场同步与外来的场同步相位一致。用分离出的PAL开关信号直接对本地的P脉冲形成电路复位，使本地的P脉冲与外来的相位一致。(www.xing528.com)
台主锁相是使外来信号的同步和副载频与本地信号的同步和副载频同频同相。在用多部转播车同时转播时，或者在一个地方联播几个电视台的节目时，或者有线电视台用某种方式对所接收的不同节目进行加扰时，都需要采用台主锁相方式。
现在很多情况下都用帧同步机完成台主锁相的工作，不需要采用鉴相器锁相反馈系统就可以使外来的信号与本地信号进行混合、划变、键控等特技切换。利用帧同步机进行台主锁相的原理如图6-6所示。
图6-6 台主锁相原理图
外来的视频信号经A/D转换器将模拟信号变成数字信号。每个像素的数据被写入帧存储器的预定地址内。写入地址受输入视频信号的同步控制，同步信号经同步分离电路获得。帧存储器可存储一帧图像信号，每一帧地址都按同一顺序重复，存储器中的数据一帧帧地刷新，一帧信号被读出时，下一帧信号同时被写入。存储器中的数据按读出地址顺序逐一读出，并经D/A转换恢复成原始的模拟信号。读出地址受本地基准同步信号控制。帧存储器在视频信号的输入和输出之间起到缓冲和隔离作用，由于写入和读出彼此独立，受不同的同步信号源控制，读出时钟锁相于本地基准同步，与输入信号的同步无关，达到外地信号与本地信号同步的目的。
演播室或转播车的同步系统通常采用两台主备同步机和一台自动倒换器作为核心，经过视频分配器将同步信号送给所有设备，如图6-7所示。
图6-7 同步系统组成
一种演播室同步系统如图6-8所示。
图6-8 演播室同步系统
图6-8中，同步机REF端输入外来同步信号，在视频系统中，同步机输出一路同步信号进模拟视频分配器，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的一致，保证系统同步。同时发生一路数字同步信号给数字切换台作为基准信号。
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。
4.TALLY系统
在电视演播室节目制作过程中，导播需要对每个工作岗位的节目制作人员进行指挥协调工作。除了采用内部通话系统外，另一种最常用的方式就是演播室TALLY系统，TALLY是切换指示的英文。它主要可以用于以下内容：播出状态的信号提示，通过提示传递约定信息，用于系统的自动控制。
TALLY系统的两种组成方式如图6-9所示。
图6-9 TALLY系统的两种组成方式
TALLY控制系统由一台控制器和若干TALLY灯组成，控制器可与任何切换台、播控台和矩阵接口相连接，各TALLY灯之间的连线为总线结构。每一个TALLY灯选定的显示点阵都已存入内部的EPROM（是一种断电后仍能保留数据的计算机储存芯片——即非易失性，又称非挥发性），当有切换动作时，相应TALLY灯自动变色，关电后不影响下一次显示。
在演播室中，TALLY系统通常是以视频切换台为中心，当切换台输出某一路视频信号时，由切换台的TALLY接口输出该路对应的提示信号，由它送到摄像机或电视墙上的TALLY显示器上，对系统的操作进行提示。通过视觉提示来协调各个岗位的工作人员，及时了解节目的进展状态。
TALLY系统通过总线将矩阵、切换台、摄像系统、数显Tally灯连接在一起，提供Tally信号的传输、主备Tally信号的切换功能，还提供源名信息的显示和切换矩阵的控制功能。
一种演播室TALLY系统如图6-10所示。
图6-10 演播室TALLY系统
一种转播车TALLY系统如图6-11所示。
图6-11 转播车TALLY系统
5.时钟系统
时钟系统用于向工作人员提示当前时间和倒计时信息，以及为录像机提供时码。
主要介绍三种时钟信号源：GPS时钟信号，中央电视台节目场逆程中带有的标准时钟信号，天文台发布的长短波标准时钟信号及独立运行的高稳定度时钟。
（1）GPS（GLOBAL POSITIONING SYSTEM）全球定位系统
①GPS时钟系统
GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统（TRANSIT），GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素。
GPS卫星导航定位系统可提供高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时服务，授时性能优异；高精度、低成本；安全可靠；全天候；覆盖范围广。
GPS时钟也是基于最新型GPS高精度定位授时模块开发的基础型授时应用产品。能够按照用户需求输出符合规约的时间信息格式，从而完成同步授时服务。其主要原理是通过GPS或其他卫星导航系统的信号驯服晶振，从而实现高精度的频率和时间信号输出，是目前达到纳秒级授时精度和稳定度在1E12量级频率输出的最有效方式。
②作用
a.它可以为全台提供一个GPS校正的标准的统一时间。
b.它还可以显示包括年、月、日、星期、农历、温度和全球各时区的当前时间，并且提供与计算机通讯的RS232接口，可以使计算机网络及其他系统与母钟同步、自动校准管理机的时间。
其主要作用是为整个电视台的工作人员提供准确的时间服务，同时也为计算机系统及其他弱电子系统提供标准的时间源。各办公室内及其他通道内的时钟可以为工作人员提供准确的时间信息；向其他系统提供的时钟信息为整个演播室运行提供了标准的时间，保证了整个电视台系统运行的准时、安全。
③GPS时钟系统的组成
地面GPS信号接收机：具有时差校正功能，能将卫星传输的滞后时间差予以补偿，使之与北京时间相同。
母钟：接收标准时间信号，分配发送时间信号给所属子系统的装置。
子钟：接收母钟所发送的信号，进行显示的装置。
（2）中央电视台节目场逆程中带有的标准时钟信号
简单理解为从中央电视台节目信号中提取的时间基准信号。即中央电视台节目的时钟，场逆程中的16行基准时间信号，自动时钟在准确的分离处含有国家标准的第16行电视信号，由内部电脑程序对其进行分析后用于校对内钟，输出24位串行压缩码给倒计时控制器，从而准确地实现倒计时功能。各个地方电视台普遍采用该种时钟系统。
（3）天文台发布的长波、短波标准时钟信号及独立运行的高稳定度时钟
BPL长波授时系统是国家授时中心主要授时手段。1979年建成试播，1983年开始正式授时服务，1986年通过国家级技术鉴定。该项成果荣获1988年国家科技进步一等奖。
BPL长波授时台是我国目前唯一微秒量级的高精度授时系统，信号覆盖我国整个陆地和近海海域。
国家授时中心（原陕西天文台）是从事时间频率科学研究、时频系统技术研发并承担国家授时服务的社会公益型研究所。中心承担着我国的标准时间（原子时和协调世界时系统）的产生、保持和发播任务，并代表我国参加国际原子时合作。陕西天文台始建于1966年，2001年更名为中国科学院国家授时中心。
高稳定度时钟一般内含能够独立运行的高稳定实时时钟芯片，能够静态运行，提供时间信号。
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