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 . [1] Акустическое Общество Америки затем стандартизированы его в 1942 (ANSI C16.5-1942) [2] [3]для использования в телефонных установках и радиовещательных станциях. В бытовой аудиоаппаратуре часто используются измерители уровня громкости как для служебных целей (например, в записывающем оборудовании), так и для эстетики (в устройствах воспроизведения).
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 отражает воспринимаемую громкость материала более точно, чем более современные и изначально более дорогие измерители PPM . По этой причине многие аудиологи предпочитают измеритель уровня громкости его альтернативам, хотя индикация измерителя не отражает некоторых ключевых характеристик сигнала, в первую очередь его пикового уровня, который во многих случаях не должен выходить за определенный предел.
0 VU равно +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». [4] Измеритель был разработан не для измерения сигнала, а для того, чтобы пользователи могли нацеливать уровень сигнала на целевой уровень 0 VU (иногда обозначается как 100%), поэтому не важно, чтобы устройство было нелинейным и неточным для низкие уровни [ согласно кому? ] . Фактически, шкала находится в диапазоне от -20 VU до +3 VU, с -3 VU прямо посередине. 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 было поручено 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 тон с 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 заключается в том, что для большинства типов источников звука системный инженер может рассчитывать на то, что эти пики находятся в пределах этого диапазона, и может с уверенностью спроектировать аудиосистему. Хорошая инженерная практика состоит в том, чтобы всегда создавать небольшой дополнительный «запас», как это называется, для покрытия странных условий, когда звуковой сигнал может превышать нормальные пиковые уровни или оператор оборудования не может правильно отрегулировать уровни. Обычно при проектировании систем, использующих измеритель уровня громкости, учитываются следующие уровни:
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 ». [7] [8]
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. [9]
Время нарастания
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 более чем приблизительно 0,4 В мгновенно из-за того, что два выпрямителя из 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 [10] 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 также может 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
VU-метр был первоначально разработан в 1939 году совместными усилиями Bell Labs и вещательных компаний CBS и NBC . [11] В 1970–80-х годах неоновые плоские декатроны с двумя дисплеями и до 201 сегмента на стереоканал [12] были популярны среди вещателей в качестве быстрых гистограмм VU-измерителей.
Другие измерители уровня
Индустрия бытовой аудиотехники часто использует индикаторы громкости, не соответствующие каким-либо стандартам. [13]
Звукорежиссеры BBC назвали бы VU-метр "практически бесполезным" [14], 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. [15]
Смотрите также
- Аудио оборудование
- Крест-фактор
- Децибел
- Мониторинг громкости
- Микшерный пульт
- Шумовое загрязнение
- Номинальный уровень
- Пиковый измеритель
- Измеритель пиковой программы
- Уровень программы
Рекомендации
- ^ Чинн, HA "Новый стандартный индикатор объема и контрольный уровень" (PDF) .
- ^ Макнайт, Джон. Дж. (Джей) (27 июля 2006 г.). «Некоторые вопросы и ответы по стандартному индикатору объема (« vu meter »)» (PDF) . Аудио инженерное общество .
- ^ "Информация о счетчиках VU" . Инженерное дело 360 . Проверено 23 марта 2017 .
- ^ VU Meter .
- ^ Шмид, Ганс (январь 1976 г.). "Аудио, пасынок телевизионного вещания". SMPTE Journal . 85 : 6–9. DOI : 10,5594 / J07600 .
- ^ Шмид, Ганс (март 1977). «Уровень аудиопрограммы, измеритель уровня громкости и измеритель пиковой программы». IEEE Transactions on Broadcasting . BC-23 (1): 22–26. DOI : 10.1109 / TBC.1977.266233 . S2CID 40700960 .
- ^ единица объема или VU
- ^ [1] Re: -дБм?
- ^ Источник: автор работал над этими системами и с конструкторами в 1970-х гг.
- ^ Учебное пособие по среднему напряжению
- ^ Робджонс, Хью (июль 2013 г.). "В чем разница между измерителями PPM и VU?" . Звук на Звук.
- ^ « Плазменные панели - двойная линейная гистограмма » (PDF) . Вишай-Дейл , Колумбус, Небраска, США. Ноября 2000 . Проверено 8 марта 2014 .
- ^ Meter Безумие архивации 2015-04-02 в Wayback Machine - Майк Риверс.
- ^ «В аудиооборудовании измерители уровня звука иногда называют VU-метрами. Что означает VU?» . Guardian News and Media Ltd. 2011 . Проверено 8 августа 2019 .
- ^ Метод оценки баллистики аудиометров - Виктор М. Акунья.
Внешние ссылки
- Определение AES Pro Audio Reference для VU-метра
- Новый стандартный индикатор объема и контрольный уровень от Chinn, Gannett & Morris
- The Bewildering Wilderness - «Путешествие в сложном и разочаровывающем мире аудио стандартов»
- Измерители уровня звука
- VU Meter Видео
- В. В чем разница между измерителями PPM и VU?
- Программное обеспечение для проектирования и печати пользовательских панелей измерителей уровня громкости
- VU Meter Справочная таблица дБу и дБв