Nivå (lyd)

I lydteknologi er nivået forholdet, uttrykt i desibel (dB) , mellom to krefter, hvorav den ene er den på målepunktet, og den andre en referansekraft.

Definisjon

Beleilig

I lydsystemer , lydopptak , radio , fjernsyn , behandler vi informasjon som først er lyd i form av akustisk trykk , deretter behandlet i form av et elektrisk signal , før det igjen blir transformert til akustisk trykk. Det elektriske signalet er en elektrisk spenning eller strøm som kan variere fra enhet til enhet. Alt som betyr noe, fra et praktisk synspunkt, er dets forhold til pålydende.

Lydnivået overvåkingsinstrumenter indikere avvik fra nominell verdi i desibel (dB) .

Den logaritmiske graderingen er praktisk fordi den representerer menneskets oppfatning ganske bra når signalet er transformert tilbake til lydbølger (se Loudness ). I tillegg gjør det det mulig å gjøre tillegg der det er nødvendig, med spenningene, å multiplisere og sammenligne veldig forskjellige størrelser.

Lydnivået overvåking instrument indikasjoner
Nivåindikasjon Forhold til nominell verdi Lydinntrykk
+16  dB × 6.4
+10  dB × 3.2 dobbelt så høyt (se Sone )
+6  dB × 2
+3  dB × 1.4
+2  dB × 1,25
+1  dB × 1.12 knapt merkbar økning
0  dB × 1 Nominelt lydtrykk eller trykk
−3  dB ÷ 1.4
−6  dB ÷ 2
−12  dB ÷ 4
−14  dB ÷ 5
−20  dB ÷ 10 fire ganger svakere
−40  dB ÷ 100 seksten ganger svakere
−60  dB ÷ 1000 knapt hørbar generelt

Forskjellige kringkastingsinstitusjoner har definert standarder for nivåer og gradering av lydnivå overvåking instrumenter .

Nivåjustering

Den nivå justeringsprosedyren viser fordelen av bare å vurdere forholdene ved nominell verdi. Den består av å justere inngangs- eller utgangsgevinster fra suksessive enheter i lydkjeden (for eksempel en konsollutgang og en opptaksinngang) slik at instrumentene deres alle viser referansenivået.

Det spiller ingen rolle verdien i volt eller kraften som blir spredt mellom maskinene: når nivåene er justert, berører vi ikke lenger mellominnstillingene, og vi vet at hvis modulasjonen er riktig på en av enhetene, er den riktig på alle .

Eksempel - Nivåjustering, analog konsoll, digital opptaker:
  1. Skriv inn et 1000 Hz referansesignal  i konsollen;
  2. Juster potensiometre og trekkstenger slik at utgangsindikatoren er på 0 VU;
  3. Juster opptakerens inngangspotensiometer slik at det er −18 dBFS (standard referansenivå i Europa, −20 dBFS i Nord-Amerika og for teatre).

Når referansenivåene er justert, har vi nå et VU-meter (på konsollen) og en PPM (på opptakeren) for å evaluere signalet .

Betydningen av nivåene - hva du skal passe på

Lydnivåmålere veileder operatørene som justerer utstyret og griper inn for å sikre to mål:

  1. Signalbehandlende enheter ha et nivå grense utover hvilken signalforvrengning er utenfor tillatte grenser. Operatører må sørge for at signalverdien ikke overskrider grensene som er foreskrevet for utstyret.
  2. Operatørene må sørge for et subjektivt lydvolum ( lydstyrke ) som passer og tilsvarer forventningene til lytterne.

Den relative betydningen av disse målene varierer fra sak til sak. I alle fall kan vi si at selv om de er i slekt, er de ikke like. For å oppnå det første må vi ta i betraktning den øyeblikkelige verdien av det sterkeste signalet, mens det er en størrelse relatert til den effektive verdien som gir lydvolumet ( styrke , styrke ). Det er lett å se at dette er to veldig forskjellige ting.

Overvåkingsinstrumenter ( overvåkingsnivå ) er mer orientert mot den ene eller den andre funksjonen.

Med et variabelt signal kan disse indikatorene gi veldig forskjellig informasjon under drift, selv om de er perfekt justert.

De digitale signalovervåkingsenhetene utviklet seg gradvis fra 1980 kombinere

Uansett bør operatører stille inn enheter så godt de kan for et konstant skiftende signal . Selv når det er gjentakelser, er to forestillinger aldri helt like. For at overraskelser skal få så få konsekvenser som mulig, er det en forskjell mellom det nominelle nivået og det maksimale nivået. Denne forskjellen kalles reserve eller modulering gitt på engelsk takhøyde ( takhøyde ). Det kommer til uttrykk i desibel. Reserven har en tendens til å bli redusert ettersom nivåmålere blir mer presise og operatørene hjelper seg selv med dynamiske kontrollenheter , kompressorer og begrensere .

Beregning av desibel

Omdannelse

Decibel er et effektforhold. For å sammenligne watt, kraftenhet, bruker vi formelen:

For å finne watt fra desibel

Disse formlene er gyldige for et stabilt og konstant signal.

Effekten er proporsjonal med kvadratet til spenningen. Kvadrering multipliserer logaritmen med to, så vi bruker formlene:

For å finne volt fra desibel

Disse formlene gjelder den effektive verdien , det vil si middelverdien av kvadratet av mengden.

Verdiene gitt i tabellen over er tilstrekkelig for alle konverteringer. Bare husk at multiplisering av verdier tilsvarer å legge til desibel, og deling tilsvarer å trekke fra desibel.

Eksempel - Hvor mye er 33 dBu? :

derfor verdien i volt er 10 x 2 x 2 ÷ 1,12 = 40 til 12% = 35, og at et par runder forholdsregel til 36  V .

(Desibel er laget for å gå raskt. Ikke noe oppstyr med å dele med 1,12 og ikke mer enn to signifikante sifre.)

Vi leser denne verdien i en dokumentasjon (ingen visning gir denne typen verdi). Det antas derfor at dette er et sinusformet signal . Fant 36  V av rms , hva er amplitude ?

Amplituden til et sinusformet signal er √2 ganger rms-verdien, så amplituden er omtrent 1,4 × 36 = 50  V , noe som betyr at signalet utvikler seg mellom +50  V og −50  V (hvis du leser at strømforsyningen til kretsen er ± 48  V , det kan ikke gjøres).

Eksempel - Hva er det maksimale best-case-nivået for en krets som leveres med ± 25  V  ? :

Anta at du trenger 2  V mellom strømforsyningen og sinusbølgetoppen for å opprettholde en korrekt forvrengningshastighet.

derfor er verdien av dette maksimale (sinusformede) signalet 20 + 6 + 1 - 3 = 24 dBV = 26dBu.

(Desibel er laget for å gå raskt, så × 1.15 er det samme som × 1.12 og det er 1  dB )

Eksempel - Et søylediagram viser −23 dBu med rosa støy, hva er spenningen? :

La oss gi opp.

Rosa støy har en toppfaktor på 4 (eller 12  dB ), mens en sinusbølge har en toppfaktor på √2 (3  dB ) Med mindre stolpediagrammet tydelig indikerer verdien den indikerer ( "sann RMS» For eksempel), gjør vi vet ikke hvilken verdi av signalet det er basert på (maksimum, topp, topp til topp, gjennomsnitt, rms-verdi).

Hvis vi bruker nivåer og ikke spenninger, er det fordi det er det eneste som teller for utnyttelse av lydutstyr. Hvis vi holder marginer ( modulasjonsreserve , takhøyde ), er det fordi de er nødvendige for de fleste signaler, mens sinusoider bare brukes til å justere systemene.

Referansenivåer

Bruksanvisninger, noen ganger påskrifter på utstyret, indikerer referansenivået for indikasjonen i dB med noen få bokstaver etter bokstavene dB:

Referansenivåer
Indikasjon Referansenivå Merknader
dBu 0,775  V Målt uten belastning
dBm 1  mW Målt på en normal telefonlinjebelastning tilsvarer 600  ohm , 0,775  V en effekt på 1  mW (0,001  watt ) . DBm brukes ikke lenger i lyd.
dBV 1  V Målt uten belastning. Nesten +2 dBu
dBFS Fullskala digital Full skala . Den maksimale størrelsen på den digitale skalaen. Alltid negativ
dBFSTP Fullskala digital Full skala True Peak . Det virkelige toppnivået, inkludert mellom digitale prøver, i forhold til den maksimale størrelsen på den digitale skalaen.
LUFS Fullskala digital Loudness Unit Full Scale . Den Volum av programmet, sammenlignet med det som gis av en sinusbølge ved 1000  Hz ved full skala.

For flere detaljer og referanser, utenfor konteksten til det elektriske signalet til lydutstyr, se Decibel .

Nominelle nivåer av enheter

Bruksanvisningen angir det nominelle utgangsnivået til analogt utstyr.

Hele punktet i nivå system er at når i preparatet eller vedlikehold har vi sørget for at instrumentene indikerer signalet situasjonen i forhold til den normale (nominelt nivå), har vi ikke lenger å være opptatt med hvor mange volt , forsterkere , watt , pascal eller Webers .

Instrumentets presisjon

Instrumenter for å kontrollere lydenheter er ikke måleinstrumenter. De gir indikasjoner for optimal bruk av utstyret, men de er ikke ment for fysisk måling eller for vedlikehold. Justering gjøres med sinusformede signaler , men nivåmåleren kan gjenspeile toppverdien, topp-til-topp-verdien (som ikke er den samme når signalet ikke er balansert), gjennomsnittsverdien eller rms-verdien , med forskjellige tidskonstanter .

Det er farlig å prøve å konvertere dB til volt eller W uten nøye studier av litteraturen.


Merknader og komplement

Bibliografi

på fransk

standarder

på engelsk

Relaterte artikler

Merknader

  1. Rossi 2007 , s.  28.
  2. Van Den Driessche 1988 , s.  13-14.
  3. Chinn, Gannett og Morris 1940 .
  4. Salek, Kite og Mathew 2007 , s.  1845-1846.
  5. Radio og TV, EBU R-68-2000 standard.
  6. SMPTE RP155 standard. Carroll og Riedmiller 2007: 1319
  7. Brixen 2011: 91
  8. (på) engelsk beskrivelse i Orban
  9. ITU / UIT BS. 1771-2 tatt opp og supplert av EBU / UER-anbefaling R-128.
  10. I følge Joules lov er P = U ² / R , hvor P er kraften, U er spenningen og R er lastmotstanden. Se Joule-effekten
  11. Brixen 2011: 37
  12. Brixen 2007: 112
  13. CCIR / IEC-standard, Brixen 2011: 153-154
  14. Ampex-nivå, SMPTE, NAB- standard , Brixen 2011: 153-154
  15. Van Der Driessche 1988: 23; Brixen 2011, kap. 12; Ballou 2008: 1000; Salek, Kite og Matthew 2007: 1847; Brun 2008: 1227.
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">