VU метр - VU meter

Аналоговый измеритель уровня громкости с пиковым светодиодом

Единица объема ( В ) метр или стандартный индикатор объема ( SVI ) представляет собой устройство отображения представления уровня сигнала в аудио оборудования. Первоначальный дизайн был предложен в статье 1940 года IRE «Новый стандартный индикатор объема и контрольный уровень» , написанной экспертами из CBS , NBC и Bell Telephone Laboratories . Затем в 1942 году Американское акустическое общество стандартизировало его (ANSI C16.5-1942) для использования в телефонных установках и радиовещательных станциях. Потребительское аудиооборудование часто оснащено измерителями уровня громкости как для служебных целей (например, в записывающем оборудовании), так и для эстетики (в устройствах воспроизведения).

Графический индикатор уровня звука объемного звука

Первоначальный измеритель VU представляет собой пассивное электромеханическое устройство, а именно подвижный амперметр Д'Арсонваля на 200 мкА, питаемый от двухполупериодного выпрямителя на основе оксида меди, установленного в корпусе измерителя. Масса иглы вызывает относительно медленный отклик, который фактически интегрирует или сглаживает сигнал с временем нарастания 300 мс. Это имеет эффект усреднения кратковременных пиков и спадов и более точно отражает воспринимаемую громкость материала, чем более современные и изначально более дорогие PPM- измерители. По этой причине многие аудиологи предпочитают измеритель уровня громкости его альтернативам, хотя индикация измерителя не отражает некоторые ключевые характеристики сигнала, в первую очередь его пиковый уровень, который во многих случаях не должен выходить за определенный предел.

0 VU равен +4  дБн , или 1,228  В ( среднеквадратичное значение) , мощность около 2,5 милливатт при подаче на нагрузку 600 Ом . 0 VU часто обозначается как «0 дБ». Измеритель был разработан не для измерения сигнала, а для того, чтобы пользователи могли нацелить уровень сигнала на целевой уровень 0 VU (иногда обозначается как 100%), поэтому не важно, чтобы устройство было нелинейным и неточным для низких уровней. Фактически, шкала находится в диапазоне от -20 VU до +3 VU, с -3 VU прямо посередине (половина мощности 0 VU). Чисто электронные устройства могут имитировать реакцию иглы; они являются VU-метрами в той мере, в какой они соответствуют стандарту.

В индустрии вещания мониторинг громкости был стандартизирован: в 2009 г. в США - ATSC A / 85, в 2010 г. в Европе - EBU R-128, в 2011 г. в Японии - TR-B32, а в 2010 г. в Австралии - ОП-59.

Вести

Первоначальным разработчикам измерителя VU была поставлена ​​задача найти способ измерения сложных аудиосигналов с помощью простой технологии.

Поскольку измеритель уровня громкости - это механическое устройство, он никогда не может отражать мгновенные пики сложных аудиосигналов. Поэтому разработчики измерителя VU использовали другой подход. Они создали измеритель, который не измеряет пики, а просто определяет их. Настоящий измеритель VU имеет очень специфическую «баллистическую характеристику». Это означает, что он реагирует на изменение аудиосигналов с очень точной скоростью, увеличиваясь от отсутствия сигнала до 99% от «0 VU», когда синусоидальный сигнал частотой 1 кГц применяется в течение 300 миллисекунд.

При использовании измерителя уровня громкости аудиосистема калибруется с помощью синусоидального тона на «эталонном уровне» для системы. На эталонном уровне VU-метр показывает «0» для синусоидального тона, но инженер должен знать, что с музыкой или речью всегда делать вывод о том, что пиковые уровни всегда на 6–10 дБ выше эталонного уровня. . Полезность измерителя VU исходит из того факта, что для большинства типов аудиоисточников системный инженер может рассчитывать на то, что эти пики находятся в пределах этого диапазона, и может с уверенностью спроектировать аудиосистему. Хорошая инженерная практика заключается в том, чтобы всегда создавать небольшой дополнительный «запас», как это называется, для покрытия странных условий, когда аудиосигнал может превышать нормальные пиковые уровни или оператор оборудования не может правильно отрегулировать уровни. Обычно при проектировании систем, использующих измеритель уровня громкости, учитываются следующие уровни:

  • Контрольный уровень (обычно +4 дБу, действительно только для тонов);
  • Стандартный выходной уровень (на 10 дБ выше эталонного, типичные пиковые уровни);
  • Уровень клипа (на 6 дБ выше стандартного выходного уровня, «запас» для нестандартных условий)

Стандартные характеристики

Поведение измерителей уровня громкости определено в ANSI C16.5-1942, британском стандарте BS 6840 и IEC 60268-17.

Контрольный уровень

Определение VU:

«Показание индикатора громкости должно быть 0 VU, когда он подключен к напряжению переменного тока, равному 1,228 вольт RMS на сопротивлении 600 Ом (равном +4 [dBu]) при 1000 циклах в секунду ».

Примечание: приведенная выше ссылка в целом верна сейчас и всегда была верной в звукозаписывающей индустрии. Однако в некоторых вещательных установках Северной Америки вплоть до конца 20-го века опорный уровень («0VU») составлял +8 дБм на больших студийных установках, а некоторые использовали сопротивление 150 Ом по всей студии (CFRB Toronto и CFPL London Canada). еще один «стандарт», установленный в первые годы существования аудио и измерителя уровня громкости, был изменен путем изменения последовательных резисторов для регулировки его чувствительности. На баллистику это не повлияло.

Время нарастания

Отклик измерителя уровня громкости (черная линия) по сравнению с мгновенным входным уровнем (серая область) ударов барабана . Уровень в дБ, время в секундах.

Время нарастания , определяемое как время, за которое стрелка достигает 99% расстояния до 0 VU, когда VU-метр получает сигнал, который изменяется от 0 до уровня, который показывает 0 VU, составляет 300 мс.

Перерегулирование должно быть в пределах от 1 до 1,5%.

Время спада такое же, как время нарастания, 300 мс.

Частотный отклик

Спецификация уровня предназначена для 1000 Гц . Показания не должны отклоняться от показаний при 1000 Гц более чем на 0,2 дБ в диапазоне от 35 Гц до 10 кГц или более чем на 0,5 дБ в диапазоне от 25 Гц до 16 кГц.

Обратите внимание, что в спецификации упоминаются только синусоидальные сигналы. Учитывая электромеханический принцип измерителя, отклонение стрелки фактически приблизительно пропорционально среднему значению части сигнала с мгновенным напряжением более 0,4 В, поскольку два выпрямителя на основе оксида меди всегда включены последовательно, кривая передаточной функции которых имеет колено около 0,2 В. Сигналы обычно не имеют синусоидальной формы, даже если все они попадают в полосу пропускания VU-метра. Показание представляет собой среднее значение напряжения и не является показателем мощности сигнала, которая пропорциональна среднему квадрату напряжения или среднеквадратичному значению (RMS). Однако, как обычное считывание ЦТ , оно служило для операторов записывающим и вещательным оборудованием а) ​​индикацией а) общего уровня и динамики сигнала и б) близости к максимально допустимому уровню. Обслуживающий персонал может также использовать его в качестве измерительного прибора для проверки потерь при передаче и выравнивания уровня при условии, что они использовали исключительно синусоидальные волны в качестве тестовых сигналов.

Импеданс

Измеритель уровня громкости и его аттенюатор должны представить сопротивление цепи, к которому он подключен, 7500 Ом, измеренное с помощью синусоидального сигнала, который устанавливает индикатор на 0 дБ.

История

Неоновая гистограмма VU-метр

VU-метр был первоначально разработан в 1939 году совместными усилиями Bell Labs и вещательных компаний CBS и NBC . В 1970–80-х годах неоновые плоские декатроны с двумя дисплеями и до 201 сегмента на стереоканал были популярны среди вещателей в качестве быстрых гистограмм VU-метров.

Другие измерители уровня

Индустрия бытовой аудиотехники часто использует индикаторы громкости, не соответствующие каким-либо стандартам.

Звукорежиссеры BBC назвали бы измеритель VU «практически бесполезным» измерителем, предпочитая PPM .

Академические исследования показали, что измерители SVI или VU по-разному ведут себя по отношению к измерителям среднего значения и RMS. Баллистика, показываемая этим прибором в ответ на сигналы с большим амплитудным коэффициентом, помещает его показания на полпути между обоими. Например, увеличение амплитуды аудиосигнала на 3 дБ дает примерно падение на -3 дБ в измерителе среднеквадратичных значений, на -6 дБ в измерителе среднего значения и на -4 дБ в измерителе уровня громкости.

Еще один миниатюрный магнитоэлектрический измеритель

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки