Кіріспе

Шуды өлшеу стандарты ITU R 468 (алғашқыда CCIR 468 4 ұсынымында анықталған, сондықтан бұрын CCIR салмағы деп те аталған; кейде CCIR 1k деп аталады) – аудио жүйелеріндегі шуды өлшеу кезінде кеңінен қолданылатын шуды өлшеуге қатысты стандарт. Қазіргі кезде ITU R BS.468 4 деп аталатын стандартта салмақты сүзгінің қисығы және белгілі бір тонды импульстік сынақтармен анықталған ерекше сипаттамалары бар квази-пик түзеткіші берілген. Оны қазіргі уақытта CCIR-дан мұрагерлік еткен Халықаралық телекоммуникация одағы күзетеді. Ол әсіресе Ұлыбританияда, Еуропада және Австралия мен Оңтүстік Африка сияқты бұрынғы Британ империясы елдерінде қолданылады. АҚШ-та бұл стандарт А салмағының үнемі қолданылуына байланысты аз танымал. M салмағы – квази-пик детекторы жоқ, осы қисықтың өзгертілген нұсқасы болып табылатын туыс сүзгі.

Түсіндірме

А салмақ қисығы бастапқыда Флетчер мен Мунсон (1933) жасаған 40 фондық тең дыбыс контурына негізделген. Алғашқыда дыбыс деңгейін өлшеуге арналған ANSI стандартына енгізілген А салмағы, дыбыстардың естілуін өлшеу үшін көзделген. Ол электрондық жабдықтардағы көбінесе кездейсоқ (ақ немесе қызғылт) шуды өлшеу үшін арнайы жасалмаған, бірақ 1970 жылдардан бері көптеген микрофон өндірушілер осы мақсатта қолданып келеді. Адам құлағы кездейсоқ шудың импульстары мен жарылыстарына өте әртүрлі жауап береді, және осы айырмашылық CCIR 468 салмақ қисығының (қазір ITU стандарты ретінде қолдауға ие) пайда болуына себеп болды. Бұл қисық, квази-пик өлшемімен (А салмағымен қолданылатын орташа квадраттық (rms) өлшемінен өзгеше) бірге, Ұлыбритания, Еуропа және бұрынғы Британ Ұлттар Достастығы елдеріндегі телерадио хабар таратушылар арасында кеңінен қолданылды, онда инженерлер BBC сынақ әдістеріне үлкен ықпал етті. Әлемдегі телефон компаниялары да ITU R 468 теңдестіру әдістерін квази-пик өлшемімен бірге, бір телефон желісіндегі ауысу транзиенттерінен туындаған зиянды кедергілерді сипаттау үшін пайдаланды.

Бастапқы зерттеулер

1960 жылдардағы дамулар, әсіресе FM хабар таратудың кеңеюі және Dolby B шуды азайтумен компактты аудио кассетаның пайда болуы инженерлерді радио тарату тізбектерінің, жабдықтарының және радио схемаларының жұмысын шектейтін кездейсоқ шудың субъективті мағыналы нәтижелер беретін салмақ қисығының қажеттілігіне жеткізді. Салмақтау, әсіресе FM радио хабарларын таратуда және компакт-кассетаға жазуда, жоғары жиіліктерді күшейту нәтижесінде субъективті әсерге сәйкес келмейтін шу деңгейінің жоғарылауына алып келді. Жақсы салмақ қисығын жасауға жасалған алғашқы әрекеттер белгілі бір уақытқа дейін Еуропалық Hi-Fi жабдықтарын өлшеу үшін пайдаланылған DIN стандартына әкелді. BBC-дегі тәжірибелер BBC ғылыми-зерттеу бөлімінің EL 17 есебіне әкелді, онда көптеген сынақ субъектілерімен жүргізілген тәжірибелер сипатталды, онда түрлі шулар – сықырлаудан бастап тонды импульстарға және «қызыл шуға» дейін қолданылды. Субъектілерден оларды 1 кГц тонмен салыстыру сұралды, ал соңғы нәтижелер сол кезде қолданылған салмақ сүзгісі мен квази-пик детектордың әртүрлі комбинацияларын (мысалы, қазір тоқтатылған неміс DIN стандартында анықталған) пайдаланып өлшенген шу деңгейлерімен салыстырылды. Бұл CCIR 468 стандартына әкелді, ол жаңа салмақ қисығы мен квази-пик түзеткішін анықтады. Қазіргі ITU R 468 салмақ қисығының тамыры 1956 жылға дейін жетеді. 1968 жылғы BBC EL 17 есебі бірнеше салмақ қисығын талқылайды, оның ішінде A. S. A, C. C. I. F және O. I. R. T сияқты баламалардан артық деп таңдалған D. P. B. деп белгіленген қисық бар. Есептегі DPB қисығының графигі ITU R 468 қисығының графигімен бірдей, бірақ соңғысы сәл төменгі және жоғары жиіліктерге дейін созылады. BBC хабарлайды, бұл қисық «ДБП (Германия Федеративтік Республикасының Телекоммуникация басқармасы) тарапынан 1957 жылғы Қызыл кітаптың 1 томында ұсынылған, ол CCITT-тің (Женева, 1956) бірінші пленарлық отырысын қамтиды». D. B. P. – Deutsche Bundespost, Германияның пошта қызметі, ол Ұлыбританиядағы GPO сияқты Германияда телефон қызметін ұсынады. BBC есебінде «бұл сипаттама Бельгер сипаттаған субъективті сынақтарға негізделген» делінген және Э. Бельгердің 1953 жылғы мақаласына сілтеме жасайды. Dolby Laboratories компаниясы өздерінің шуды азайту жүйелеріндегі шуды өлшеу үшін жаңа CCIR 468 салмағын пайдаланды, кинотеатрларда (Dolby A) және кассеталық плеерлерде (Dolby B), басқа өлшеу әдістері мұндай шуды азайтудың артықшылықтарын көрсетіп бере алмады. Кейбір Hi-Fi жазушылары 468 салмағын ынтамен қабылдады, оның Dolby B қолданғанда кассеталық жазбаларда байқалатын шамамен 10 дБ шудың жақсаруын көрсететінін атап өтті, ал басқа әдістер кейбір жағдайларда нақты нашарлауды көрсетуі мүмкін, өйткені олар 10 кГц жоғары шуды жеткілікті түрде әлсірете алмады.

Стандарттар

CCIR 468-1 ұсынысы осы есептен кейін көп ұзамай жарияланды және BBC жұмысына негізделген сияқты. CCIR 468-4-ке дейінгі кейінгі нұсқалар рұқсат етілген толеранстыққа қатысты шағын өзгерістермен ғана ерекшеленді. Бұл стандарт кейіннен көптеген ұлттық және халықаралық стандарттарға (IEC, BSI, JIS, ITU) енгізіліп, 1970 жылдары радио хабарларын тарату, кәсіби аудио және «Hi Fi» техникалық сипаттамаларында шуды өлшеудің стандартты әдісі ретінде кеңінен қабылданды. CCIR жойылғаннан кейін стандартты ресми түрде ITU R (Халықаралық телекоммуникация одағы) қабылдады. Қазіргі уақытта осы стандарт бойынша жұмыс негізінен дыбыс жүйелері үшін халықаралық стандарт IEC 60268 техникалық қызмет көрсетуде жүргізіледі. CCIR қисығы 5–8 кГц аймағында А салмағынан айтарлықтай ерекшеленеді, онда ол 6,3 кГц-те +12,2 дБ-ға дейін жетеді, бұл аймақта біз шуға өте сезімтал көрінеміз. (Дұрыс емес) айырмашылықтың себебі бағдарламалық материалдың қатысуында шудың мазалауын бағалау қажеттілігінен туындаған деген болжам бар, бірақ BBC есебі бұл тәжірибелердің негізі емес екенін нақты көрсетеді. Бұл айырмашылықтың нақты себебі біздің құлақтарымыздың дыбыстарды көкпекшенің бойымен спектрлік құрамы бойынша талдау тәсілімен байланысты болуы мүмкін. Бұл құлақтың ішіндегі шамамен тұрақты Q-факторымен, яғни орталық жиіліктеріне пропорционалды өткізу қабілетімен жабдықталған бірнеше тығыз орналасқан сүзгілер жиынтығына ұқсайды. Жоғары жиілікті шашты жасушалар төмен жиілікті шашты жасушаларға қарағанда шудың жалпы энергиясының үлкен бөлігіне сезімтал болады. Шаш жасушаларының жауаптары дәл тұрақты Q болмаса да, және мидың іргелес шаш жасушаларының сигналдарын біріктіруі мәселені одан әрі күрделендіреді, нәтижесінде пайда болатын әсер 1 кГц-қа центрленген еңіс ретінде көрінеді, ол А салмағына қосылады. Спектрлік құрамына байланысты 468 салмақталған шу өлшемдері әдетте А салмақталғаннан 11 дБ жоғары болады, және бұл кассеталық таспаны қолданудың азаюына байланысты жабдықтың техникалық сипаттамаларында 468 салмақтауын қолданудан бас тартудың себебі болуы мүмкін. 468 техникалық сипаттамасы салмақталған және «салмақталмаған» (22 Гц-тен 22 кГц-ке дейінгі 18 дБ/октавалық жолақты сүзгіні пайдаланатын) өлшеуді қамтитынын және екеуі де мұқият ойластырылған динамикасы бар ерекше квази-пик түзеткішін қолданатынын есте ұстаған жөн (А салмағы ешқандай нақты себепсіз RMS анықтауын қолданады). Бұл түзеткіште қарапайым «интеграция уақыты» болмайды, оның орнына, әртүрлі ұзақтықтағы бір және қайталанатын дыбыс импульстарына жауап беруді бақылау үшін мұқият таңдалған әртүрлі шабуыл уақыт тұрақтылары бар екі каскадты «пик ізбасар» арқылы іске асырылуы керек. Бұл импульстік шуды өлшеу кезінде қысқа импульстарға сезімталдығымыздың төмендеуін ескереді. Бұл квази-пик өлшеуі псофометриялық салмақ деп те аталады. Бұл бұрынғысынан да маңызды болды, өйткені сыртқы хабарлар телефон желілерін пайдаланатын «музыкалық тізбектер» арқылы берілді, онда Строугер және басқа электромеханикалық телефон станцияларының түйісулері болды. Бұл әдіс қазір компьютерлік «дыбыс карталарында» шуды өлшеуде жаңа маңызға ие, өйткені олар жиі дисктерді іске қосқанда және тоқтағанда түймелеп отырады.

468-тестілеудің қазіргі қолданылуы

468 салмақтауы 1 кГц жиілігінде салмақталған бұрмалау өлшемінде де қолданылады. Негізгі тонды алып тастағаннан кейін бұрмалау қалдықтарын салмақтау жоғары ретті гармоникаларды күшейтеді, бірақ құлақтың сезімталдығы төмендейтін 10 кГц-қа дейін ғана. Бұл бір өлшемге (кейде бұрмалау қалдықтарын өлшеу деп аталады) әкеледі, ол қуат күшейткіштерінде де субъективті әсерге жақын нәтижелер береді, мұнда кроссовер бұрмалануы әдеттегі THD (жалпы гармоникалық бұрмалау) өлшемдеріне қарағанда әлдеқайда анық естіледі. 468 салмақтауы BBC және көптеген басқа телерадиокомпаниялар тарапынан талап етіледі, оның қолданылуы туралы хабардарлық артып келеді және ол таза тонды емес, кездейсоқ шуда тиімдірек қолданылады. Көбінесе, әсіресе микрофон сипаттамаларында, шу деңгейін көрсету үшін А салмақтауымен және 468 салмақтауымен алынған мәндер келтіріледі. Бұл мақсатқа арналмаса да, 468 қисығы ISO 21727 сияқты стандарттарда киносаундтректерінің күшін немесе жағымсыз әсерін бағалау үшін «M салмағы» ретінде де қолданылды (0 дБ нүктесін 1 кГц емес, 2 кГц-қа жылдыру арқылы). Бұл салмақ қисығын қолдану ITU стандартында көрсетілген квази-пик детекторды қамтымайды.

Анықтамалардың қысқаша мазмұны

Ескерту: бұл толыққанды нақты стандарт емес.