Пиковые измерители уровня звукового сигнала: типы и стандарты.

Введение

Квазипиковый звукоизмеритель, первоначально разработанный в 1930-х годах.

Пиковый программный измеритель (PPM) – это прибор, используемый в профессиональной аудиозаписи для индикации уровня аудиосигнала. Различные типы PPM делятся на широкие категории:
Истинный пиковый программный измеритель. Он показывает пиковый уровень сигнала независимо от его длительности. Квазипиковый программный измеритель (QPPM). Он показывает истинный пиковый уровень только в том случае, если его длительность превышает определенное значение, обычно несколько миллисекунд. Для пиков меньшей длительности он показывает значение ниже истинного пикового уровня. Степень отклонения определяется "временем интегрирования". Пиковый программный измеритель выборочных значений (SPPM). Это PPM для цифрового аудио. Он показывает только пиковые значения выборок, а не истинные пики формы сигнала (которые могут находиться между выборками и иметь большую амплитуду). Он может иметь как "истинную", так и "квази" характеристику интегрирования. Пиковый программный измеритель с передискретизацией. Это SPPM, который сначала передискретизирует сигнал, обычно в четыре раза, для уменьшения проблем, присущих базовому SPPM. В профессиональном использовании, где требуется согласованность измерений уровня в отрасли, звуковые измерители часто соответствуют формальному стандарту. Это гарантирует, что все соответствующие измерители показывают один и тот же уровень для заданного аудиосигнала. Основным стандартом для PPM является IEC. Он описывает два различных типа QPPM, корни которых лежат в измерителях, первоначально разработанных в 1930-х годах для AM-радиовещательных сетей Германии (Тип I) и Великобритании (Тип II). Термин "пиковый программный измеритель" обычно относится к этим типам, определенным IEC, и аналогичным конструкциям. Хотя изначально они были разработаны для мониторинга аналоговых аудиосигналов, эти PPM теперь также используются с цифровым аудио. PPM не обеспечивают эффективный мониторинг громкости. Новые типы измерителей обеспечивают такую возможность, и в настоящее время в вещательной индустрии наблюдается тенденция к переходу от традиционных измерителей уровня, описанных в этой статье, к двум новым типам: измерителям громкости на основе EBU Tech. 3341 и передискретизированным истинным PPM. Первые будут использоваться для стандартизации громкости вещания до -23 LUFS, а вторые – для предотвращения цифрового клиппинга.

A peak programme meter (PPM) is an instrument used in professional audio that indicates the level of an audio signal. Different kinds of PPM fall into broad categories:
True peak programme meter. This shows the peak level of the waveform no matter how brief its duration. Quasi peak programme meter (QPPM). This only shows the true level of the peak if it exceeds a certain duration, typically a few milliseconds. On peaks of shorter duration, it indicates less than the true peak level. The extent of the shortfall is determined by the 'integration time'. Sample peak programme meter (SPPM). This is a PPM for digital audio. It shows only peak sample values, not true waveform peaks (which may fall between samples and may be higher in amplitude). It may have either a 'true' or a 'quasi' integration characteristic. Over sampling peak programme meter. This is a sample PPM that first oversamples the signal, typically by a factor of four, to alleviate the problems of a basic sample PPM. In professional use, which requires consistent level measurements across an industry, audio level meters often comply with a formal standard. This ensures that all compliant meters indicate the same level for a given audio signal. The principal standard for PPMs is IEC It describes two different quasi PPM designs that have roots in meters originally developed in the 1930s for the AM radio broadcasting networks of Germany (Type I) and the United Kingdom (Type II). The term Peak Programme Meter usually refers to these IEC specified types and similar designs. Though originally designed for monitoring analogue audio signals, these PPMs are now also used with digital audio. PPMs do not provide effective loudness monitoring. Newer types of meter do, and there is now a push within the broadcasting industry to move away from the traditional level meters in this article to two new types: loudness meters based on EBU Tech. 3341 and oversampling true PPMs. The former would be used to standardise broadcast loudness to −23 LUFS and the latter to prevent digital clipping.

Технологии отображения

Как и многие другие типы измерителей уровня звука, PPM изначально использовали электромеханические индикаторы. Они представляли собой приборы с движущейся катушкой или зеркальные гальванометры с требовательной "баллистикой": ключевым требованием было максимально быстрое отображение уровня с минимальным перерегулированием. Эти индикаторы требуют активной электронной схемы управления. В настоящее время PPM часто реализуются в виде ступенчатых дисплеев типа "барграф", использующих твердотельные подсвеченные сегменты в вертикальном или горизонтальном массиве. Для них стандарт IEC 60268-10 требует минимум 100 сегментов и разрешение лучше 0,5 дБ на высоких уровнях. Многие операторы предпочитают индикаторы с движущейся катушкой, в которых стрелка перемещается по дуге, поскольку считают, что угловое движение легче воспринимается человеческим глазом, чем линейное движение "барграфа". Уровень настройки – это уровень стабильного тона синусоидальной волны, используемого для настройки. Допустимый максимальный уровень – это максимальное показание, которое операторы должны стремиться достичь при работе с речью, музыкой и т.п., а не с тестовым тоном.

Время интеграции

Продолжительность разрыва тона (мс) При индикации Тип I Тип II 100 0 дБ 10 −1 дБ −2 дБ 5 −2 дБ −4 дБ 3 −4 дБ 1,5 −9 дБ 0,5 −17 дБ 0,4 −15 дБ Квази-ППМ используют короткое время интегрирования, чтобы регистрировать пики длительностью более нескольких миллисекунд. В первоначальном контексте AM-радиовещания в 1930-х годах перегрузки, вызванные короткими пиками, считались несущественными, поскольку считалось, что человеческое ухо не способно обнаружить искажения, вызванные кратковременным отсечением. Игнорирование кратковременного отсечения позволило увеличить средние уровни модуляции. В современной цифровой аудиопрактике, где стандарты качества, как правило, значительно выше, чем в AM-радиовещании 1930-х годов, отсечение даже коротких пиков обычно считается нежелательным. На типичных, реальных аудиосигналах квази-ППМ занижает истинный пик на 6–8 дБ. Тем не менее, квази-ППМ по-прежнему широко используются в цифровую эпоху благодаря их полезности в достижении баланса программы. Перегрузки предотвращаются за счет обеспечения, как правило, 9 дБ запаса по уровню при контроле цифровых уровней с помощью квази-ППМ. Степень, в которой квази-ППМ отображают значение ниже истинной амплитуды кратковременных пиков, определяется «временем интегрирования». МЭК определяет его как «длительность всплеска синусоидального напряжения частотой 5000 Гц на опорном уровне, приводящую к показанию на 2 дБ ниже опорного». Этот стандарт также содержит таблицы, показывающие разницу между индикаторным и истинным пиковым значениями для тональных всплесков различной продолжительности. Чем больше время интегрирования, тем больше разница между истинным и индикаторным пиками. В более ранних стандартах использовались различные методы измерения и критерии, такие как 0,2 Непера или 80% напряжения вместо 2 дБ, но практическая разница между ними была незначительной. Стереоверсия, известная как «Doppel Lichtzeigerinstrument», содержала два зеркальных гальванометрических дисплея в одном корпусе. Такие дисплеи использовались до 1970-х годов, когда нормой стали твердотельные дисплеи с графической шкалой. Конструкция была стандартизирована как DIN 45406. Она эволюционировала в измеритель типа I в IEC 60268-10 и до сих пор в разговорной речи известна как DIN PPM. По сравнению с конструкциями типа II она имеет более быстрое время интегрирования и возврата, гораздо более широкий динамический диапазон и полулогарифмическую шкалу, а также калибруется в дБ относительно допустимого максимального уровня. Она по-прежнему используется в большей части Северной Европы. По сравнению со шкалой DIN, скандинавская шкала более логарифмична и охватывает несколько меньший динамический диапазон.

Tone burstduration (ms) Under indication Type I Type II 100 0 dB 10 −1 dB −2 dB 5 −2 dB −4 dB 3 −4 dB 1.5 −9 dB 0.5 −17 dB 0.4 −15 dB

Quasi PPMs use a short integration time so they can register peaks longer than a few milliseconds in duration. In the original context of AM radio broadcasting in the 1930s, overloads due to shorter peaks were considered unimportant on the grounds that the human ear could not detect distortion due to momentary clipping. Ignoring momentary clipping made it possible to increase average modulation levels. In modern digital audio practice, where quality standards are hopefully much higher than AM radio in the 1930s, clipping of even short peaks is usually regarded as something to avoid. On typical, real world audio signals, a quasi PPM under reads the true peak by 6 to 8 dB. Nevertheless, quasi PPMs are still widely used in the digital age because of their usefulness in achieving programme balance. Overloads are avoided by allowing, typically, 9 dB of headroom when controlling digital levels with a quasi PPM. The extent to which quasi PPMs show less than the true amplitude of momentary peaks is determined by the 'integration time'. This is defined by IEC as, " the duration of a burst of sinusoidal voltage of 5000 Hz at reference level that results in an indication 2 dB below reference indication." This standard also contains tables showing the difference between indicated and true peaks for tone bursts of other durations. The longer the integration time, the greater the difference between the true and indicated peaks. In earlier standards, different methods of measurement and criteria were used, such as 0.2 Neper or 80% voltage instead of 2 dB, but the practical difference between them was small. A stereo version, known as a "Doppel Lichtzeigerinstrument" contained two mirror galvanometer displays in a single housing. Such displays were still used until the 1970s, when solid state bargraph displays became the norm. The design became standardised as DIN 45406. It evolved into the Type I meter in IEC 60268 10 and it is still known colloquially as a DIN PPM. Compared to the Type II designs it has faster integration and return times, a much wider dynamic range and a semi logarithmic scale, and is calibrated in dB relative to Permitted Maximum Level. It remains in use in much of northern Europe. Compared to the DIN scale, the Nordic scale is more logarithmic and covers a somewhat smaller dynamic range.

Великобритания

В первые годы своего существования BBC использовала ряд методов измерения громкости программ, включая «индикатор громкости» и «слайд-ретровольтметр». К 1932 году, когда BBC переехала в специально построенные помещения в Broadcasting House, был представлен первый аудиометр, названный «программным измерителем». Он был разработан Чарльзом Холтом Смитом из научно-исследовательского отдела и стал известен как «измеритель Смита». Это был первый прибор с белыми отметками на черном фоне. Он приводился в действие схемой, обеспечивающей приблизительно логарифмическую передаточную характеристику, что позволяло калибровать его в децибелах. Общие характеристики определялись схемой управления и баллистикой механизма. Первый из PPM (Programme Level Meter) был разработан К. Г. Майо, также из научно-исследовательского отдела BBC. Он был введен в эксплуатацию в 1938 году. Он сохранил логарифмический дисплей Смита, белый на черном, и включал все ключевые конструктивные особенности, которые используются до сих пор с незначительными модификациями: полноволновая ректификация, быстрая интеграция и медленное время возврата, а также простая шкала, калиброванная от 1 до 7. Майо и другие определили времена интеграции и возврата в результате серии экспериментов. Изначально они планировали создать истинный пиковый измеритель, чтобы предотвратить превышение 100% модуляции передатчиками. Они создали прототип измерителя с временем интеграции около 1 мс. Они обнаружили, что ухо переносит искажения всего в течение нескольких миллисекунд, и что «время регистрации» в 4 мс достаточно. Время возврата было выбрано как компромисс между быстрым возвратом, который утомлял глаза, и медленным возвратом, который затруднял управление. Инженеры решили, что прибор должен снижать уровень на 26 дБ в течение 2–3 секунд. BBC PPM стал предметом нескольких официальных стандартов: BS 4297:1968 (отменен); BS5428: Часть 9:1981 (отменен), а затем BS 6840 10:1991. Текст последнего идентичен PPM типа IIa в IEC 60268 10:1991. Уровень выравнивания (0 dBu) и максимально допустимый уровень (+8 dBu) соответствуют отметкам шкалы «4» и «6» соответственно. BBC PPM был принят коммерческими вещателями в Великобритании. Другие организации по всему миру, включая EBU, CBC и ABC, использовали ту же динамику, но с немного отличающимися шкалами.

The BBC used a number of methods of measuring programme volume in its early years, including the 'volume indicator' and 'slide back voltmeter'. By 1932, when the BBC moved to purpose built facilities in Broadcasting House, the first audio meter called a 'programme meter' was introduced. It was developed by Charles Holt Smith of the Research Department and became known as the 'Smith meter'. This was the first meter with white markings on a black background. It was driven by a circuit that gave a roughly logarithmic transfer characteristic, so it could be calibrated in decibels. The overall characteristics were the product of the driver circuit and the movement's ballistics. The first of the PPMs was designed by C. G. Mayo, also of the BBC's Research Department. It came into service in 1938. It kept the Smith meter's logarithmic, white on black display, and included all the key design features that are still used to this day with only slight modification: full wave rectification, fast integration and slow return times, and a simple scale calibrated from 1 to 7. Mayo and others determined the integration and return times by a series of experiments. At first, they intended to create a true peak meter to prevent transmitters from exceeding 100% modulation. They created a prototype meter with an integration time of about 1 ms. They found that the ear tolerates distortion of only a few ms, and that a 'registration time' of 4 ms is sufficient. They made the return time a compromise between a rapid return, which was tiring to the eye—and a slow return, which made control difficult. Engineers decided that the meter should take between 2s and 3s to drop back 26 dB. The BBC PPM became the subject of several formal standards: BS 4297:1968 (superseded); BS5428:Part 9:1981 (superseded) and then BS 6840 10:1991. The text of the latter is identical to the Type IIa PPM in IEC 60268 10:1991. Alignment level (0 dBu) and Permitted Maximum Level (+8 dBu) correspond to scale marks '4' and '6' respectively. The BBC PPM was adopted by commercial broadcasters in the UK. Other organisations around the world, including the EBU, CBC and ABC used the same dynamics but with slightly different scales.

Стерео британские PPM

В Великобритании для стерео иногда используются PPM с двумя стрелками. Красная и зеленая стрелки используются для левого и правого каналов соответственно. Эта цветовая схема восходит к навигационным огням левого и правого бортов судов, что связано со старой шуткой BBC о том, что здание Broadcasting House напоминает линкор. Белые и желтые стрелки используются для индикации суммы и разности (M и S). Более современный вариант – использование черной стрелки с ярко-оранжевым наконечником для индикации S вместо желтой. На некоторых измерительных установках чувствительность индикации S можно увеличить на 20 дБ, чтобы облегчить процедуры настройки, например, стереопар микрофонов или азимута головок аналоговых магнитофонов, которые основаны на подавлении сигнала S.

M3 и M6

М и S-измерители обычно настроены на стандарт "M6", при котором M = (L + R) − 6 дБ и S = (L − R) − 6 дБ. Иными словами, сигналы суммы и разности ослабляются на 6 дБ перед отображением на измерителях. В результате, сигналы одинаковой амплитуды и фазы в левом и правом каналах вызывают на M-измерителе такое же отклонение, как и на отдельных L- и R-измерителях. Это происходит потому, что суммирование двух идентичных сигналов дает результат на 6 дБ выше, чем каждый из исходных сигналов, но M- и S-измерители показывают ослабленные на 6 дБ суммированные сигналы для компенсации. Стандарт M6 означает, что источники двойного моно (например, ведущий, расположенный в центре стереопанорамы) можно поднять до уровня 6 в обоих каналах, при этом M-измеритель также покажет 6. Формат M6 во многом заменил более ранний стандарт "M3", в котором ослабление суммы и разности составляет всего 3 дБ. Стандарт M3 разработан для более точного отображения уровня суммированного моносигнала при работе с обычным стереоматериалом. Логика заключается в том, что при суммировании двух сигналов схожего уровня, но содержащих несвязанные по фазе звуки (то есть типичный стереоматериал), результирующий сигнал в среднем на 3 дБ выше, чем каждый из исходных каналов (а не на 6 дБ). Стандарт M3 означает, что истинный стереоматериал можно поднять до уровня 6 в обоих каналах, при этом M-измеритель также покажет 6. Однако источники двойного моно можно поднять только до уровня 5,25 в каждом канале, чтобы M-измеритель оставался на уровне 6. Важно отметить, что выбранный стандарт измерения M6/M3 не влияет на относительный слышимый баланс звуков, направленных в одну сторону по сравнению с центром – он определяется исключительно законом панорамирования на микшерном пульте. Стандарт M6 считается более простой формой измерения для неопытных вещателей, поскольку он удерживает M-измеритель на уровне "4" для уровня настройки и "6" для пиков, избавляя оператора от необходимости помнить о вычитании 3 дБ. Коммерческое вещание в Великобритании изначально использовало M3, но к 1980 году перешло на M6. Это было предписано Инженерным кодексом практики IBA. Установки BBC использовали M3 до 1999 года. В настоящее время BBC использует M6 как в радио-, так и в телевизионном вещании, хотя значительная часть устаревшего оборудования все еще настроена на "традиционный" стандарт M3.

M and S meters are normally aligned to the 'M6' standard in which M = (L + R) − 6 dB and S = (L − R) − 6 dB. In other words, the sum and difference signals are each attenuated by 6 dB before being displayed on the meter. As a result, signals of identical amplitude and phase in the left and right channels make the M meter show exactly the same deflection as for the individual L and R meters. This is because summing two identical signals produces a result 6 dB louder than either source, but the M and S meters show summed signals attenuated by 6 dB to compensate. The M6 standard means that dual mono sources (e. g. a presenter panned to the centre of a stereo sound stage) can be peaked to 6 in both channels, with the M meter also showing 6. The M6 format has largely replaced the earlier 'M3' standard in which the sum and difference attenuation is only 3 dB. This M3 format is designed to give a more accurate indication of the level of the summed mono signal when working with conventional stereo material. The premise is that in summing two signals of similar level but carrying non phase coherent sounds (i. e. typical stereo material), the result averages 3 dB more than either source channel (rather than 6 dB more). The M3 standard means that true stereo material can be peaked to 6 in both channels, with the M meter also showing 6. However, dual mono sources can only be peaked to 5.25 in each channel to keep the M meter at 6. Note: the chosen M6/M3 metering standard does not affect the relative audible balance of sounds panned to one side versus the centre – that is determined solely by the panning law of the mixing console's pan pot. The M6 standard is deemed a simpler form of metering for untrained broadcasters to use as it keeps the M meter at '4' for Alignment Level and '6' for peaks, without the operator having to remember to subtract 3 dB. Commercial broadcasting in the UK initially used M3 but had switched to M6 by 1980. This was mandated by the IBA's Engineering Code of Practice. BBC installations used M3 until 1999. The BBC now uses M6 in both radio and TV, although much legacy equipment is still configured for the 'traditional' M3 standard.

Европейский вещательный союз

PPM EBU является вариантом британского PPM, разработанным для контроля уровней сигнала при международном обмене программами. Он формализован как PPM типа IIb в IEC 60268-10. Он идентичен британскому PPM, за исключением шкалы, которая откалибрована в дБ относительно уровня настройки, обозначенного как "TEST". На шкале также имеются отметки через каждые 2 дБ и на уровне +9 дБ, соответствующие максимально допустимому уровню сигнала.

Соединенные Штаты

В конце 1930-х годов приборы PPM рассматривались для использования в США, но были отклонены в пользу "стандартного индикатора уровня" (VU-метр) из-за их стоимости. Совместное исследование CBS, NBC и Bell Labs показало, что использование экспериментальной конструкции PPM (с относительно длительным временем интегрирования 25 мс) для контроля уровней сигнала давало лишь преимущество в 1 дБ по сравнению с VU-метром с точки зрения среднего выходного уровня при заданном уровне искажений. Считалось, что этого недостаточно для оправдания значительно более высоких затрат. Также было установлено, что VU-метры обеспечивали более стабильные показания, чем PPM, при сравнении уровней сигнала на передающем и принимающем концах длинных линий, подверженных групповой задержке, которая искажала форму сигнала. Этот вывод оспаривался другими исследователями. Внешний вид шкалы схож с EBU, но числовые значения на 8 дБ ниже. Для облегчения настройки как VU-метров, так и PPM, ABC в Нью-Йорке использовал специальный тестовый сигнал, известный как ATS. Сигнал на частоте 440 Гц чередовался между непрерывным тоном на уровне +8 dBu (отображалось как 0 VU и -8 PPM) и тоновыми импульсами на уровне +16 dBu (отображалось как 0 VU и 0 PPM).

Таблица характеристик

IEC 60268 10 определяет три варианта: типы I, IIa и IIb, известные в разговорной речи как типы DIN, British и EBU соответственно. Типы IIa и IIb отличаются только шкалой делений. Нордические, ABC, CBC и SABC варианты не специфицированы в IEC 60268 10. Нордический PPM использует баллистику типа I с другим масштабом. Варианты ABC, CBC и SABC используют баллистику типа II с различными масштабами. Параметры для VU-метра и модулометра Nagra приведены в таблице ниже для сравнения. Часть информации получена из ITU T Rec. J.15.

IEC 60268 10 specifies three variants: Types I, IIa and IIb, known colloquially as the DIN, British and EBU types respectively. Types IIa and IIb differ only in the scale marks. The Nordic, ABC, CBC and SABC variants are not specified in IEC 60268 10. The Nordic PPM uses Type I ballistics with a different scale. The ABC, CBC and SABC variants use Type II ballistics with different scales. Parameters for the VU meter and Nagra modulometer are included in the table below for comparison. Some information has been obtained from ITU T Rec. J.15. Type Standard Scale marks Typical gain structure Dynamic response Remarks Alignment Level (AL) (tone) Permitted Maximum Level (PML) (indicated programme peaks) Integration time (−2 dB) (ms) Return time Physical level Meter indication w. r. t. AL (dB) Physical level Meter indication DIN IEC 60268 10 Type I −50, −40, −30, −20, −10, −5, 0, +5, −3 dBu −9 +9 +6 dBu 0 5 20 dB in 1.7±0.3 s Nordic ditto (variant) −36, −30, −24, −18, −12, −6, TEST, +6, +9 0 dBu TEST +9 +9 dBu +9 British IEC 60268 10 Type IIa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0 dBu 4 +8 +8 dBu 6 10 24 dB in 2.8±0.3 s EBU IEC 60268 10 Type IIb −12, −8, −4, TEST, +4, +8, +12 0 dBu TEST +9 +9 dBu +9 ABC ditto (variant) −22, −16, −12, −8, −4, 0, +4 +8 dBu −8 CBC ditto (variant) −6, 0, +4, +8, +12, +16, +20 +8 dBu +8 SABC ditto (variant) −18, −12, −9, −6, 0, +6 0 dBu −6 +6 +6 dBu 0 Digital IEC 60268 18 −60, −50, −40, −35, −30, −25, −20, −15, −10, −5, 0 −18 dBFS −18 +9 −9 dBFS −9 <5 20 dB in 1.7±0.3 s EBU R.68 −20 dBFS −20 +11 −9 dBFS −9 SMPTE RP.0155 VU meter (N. America, Australia) IEC 60268 17 −20 to +3 dB 0 or +4 or +8 dBu 0 VU 165 (approx.) VU meter (France) −20 to +3 dB +2 VU 207±30 ITU R Rec. BS.645 Nagra modulometer (analogue) proprietary −30 to +5 dB −8 +8 0 7.5 e. g., Nagra 4.2

Тип | Стандарт | Шкала делений | Типичная структура усиления | Динамический отклик | Примечания | Уровень выравнивания (AL) (тон) | Допустимый максимальный уровень (PML) (индицированные пики программы) | Время интегрирования (−2 дБ) (мс) | Время возврата | Физический уровень | Показания прибора относительно AL (дБ) | Физический уровень | Показания прибора
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---
DIN | IEC 60268 10 Тип I | −50, −40, −30, −20, −10, −5, 0, +5, −3 dBu | −9 | +9 | +6 dBu | 0 | 5 | 20 дБ за 1.7±0.3 с |
Nordic | ditto (вариант) | −36, −30, −24, −18, −12, −6, TEST, +6, +9 | 0 dBu | TEST | +9 | +9 dBu | +9 | |
British | IEC 60268 10 Тип IIa | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 | 0 dBu | 4 | +8 | +8 dBu | 6 | 10 | 24 дБ за 2.8±0.3 с |
EBU | IEC 60268 10 Тип IIb | −12, −8, −4, TEST, +4, +8, +12 | 0 dBu | TEST | +9 | +9 dBu | +9 | |
ABC | ditto (вариант) | −22, −16, −12, −8, −4, 0, +4 | +8 dBu | −8 | | | |
CBC | ditto (вариант) | −6, 0, +4, +8, +12, +16, +20 | +8 dBu | +8 | | | |
SABC | ditto (вариант) | −18, −12, −9, −6, 0, +6 | 0 dBu | −6 | +6 | +6 dBu | 0 |
Digital | IEC 60268 18 | −60, −50, −40, −35, −30, −25, −20, −15, −10, −5, 0 | −18 дБFS | −18 | +9 | −9 дБFS | −9 | <5 | 20 дБ за 1.7±0.3 с |
EBU R.68 | | −20 дБFS | −20 | +11 | −9 дБFS | −9 | | |
SMPTE RP.0155 | VU-метр (Сев. Америка, Австралия) | IEC 60268 17 | −20 to +3 дБ | 0 или +4 или +8 dBu | 0 VU | | 165 (прибл.) | |
VU-метр (Франция) | | −20 to +3 дБ | | +2 VU | | 207±30 | | |
ITU R Rec. BS.645 | Nagra модулометр (аналоговый) | proprietary | −30 to +5 дБ | −8 | +8 | 0 | 7.5 | | например, Nagra 4.2 |

Модулометр Награ

"Модулометр" – это запатентованный тип квази-ППМ, применяемый в продукции Nagra. Он имеет время интегрирования (−2 дБ) 7,5 мс и полулогарифмическую шкалу, по внешнему виду занимающую промежуточное положение между VU-метром и ППМ типа DIN. Стереоверсия ("двойной модулометр") использует механизм с двумя коаксиальными стрелками. В стандартной практике использования аналоговых магнитофонов Nagra, уровень настройки (Alignment Level) принимается за −8, а максимальный уровень – за 0. Таким образом, звукорежиссёры, работающие с полевыми микшерами, обычно подают тестовый тон на уровне 0 VU или PPM 4 (британский стандарт) и регулируют коэффициент усиления магнитофона Nagra так, чтобы на модулометре отображалось значение −8. Некоторые современные цифровые рекордеры, например Nagra VI, оснащены модулометрами, отображаемыми в виде столбчатых диаграмм, откалиброванных в dBFS. Для них уровень настройки соответствует любому другому цифровому ППМ, то есть −18 dBFS (EBU) или −20 dBFS (SMPTE).

Использование счетчиков звукобалансировщиками

Для эффективного использования PPM для контроля звуковых уровней необходимо понимать принципы его разработки и ограничения. Многие инженеры предпочитают PPM гораздо более медленному VU-метру, используемому в США, однако работа с ним требует определенной интерпретации. Хотя PPM дает полезное предупреждение о перегрузке, он не отображает ни истинный пиковый уровень, ни субъективную громкость. BBC располагает таблицами с рекомендованными настройками для различных типов программ, таких как речь, классическая музыка и т.п., которые учитывают субъективное восприятие громкости. Независимо от типа программы, обычно существует номинальный максимально допустимый уровень, отображаемый на PPM. Операторы должны стремиться поддерживать уровень сигнала ниже этого значения, насколько это возможно. Методики работы различаются в разных странах и организациях. В Великобритании максимально допустимый уровень на 8 дБ выше уровня настройки, что соответствует отметке "6" на британской шкале PPM. Стандарты ITU-T для международных звуковых каналов определяют максимально допустимый уровень на 9 дБ выше уровня настройки. Соответственно, +9 дБ обозначаются меткой на шкале PPM EBU.

Цифровые уровни звука

Поскольку квазипиковые значения PPM не отражают ни громкость, ни истинные пики, а находятся между ними, важно обеспечивать достаточный запас по уровню при использовании их для контроля цифровых аудиосигналов. Конвенция EBU (R68) учитывает это, определяя уровень настройки как −18 dBFS. Таким образом, пик, достигающий максимально допустимого уровня, отображаемого на квази-PPM, соответствует −9 или −10 dBFS. Этот запас в 9–10 дБ позволяет учесть возможные ошибки оператора, поскольку истинный пик обычно на несколько дБ выше показаний PPM, а также то, что последующая обработка сигнала (например, преобразование частоты дискретизации) может увеличить амплитуду. SMPTE RP 0155 рекомендует другой уровень настройки, соответствующий 0 VU, равный −20 dBFS. Эти две конвенции приводят к разнице в 2 дБ в уровнях сигналов настройки, но на практике уровень модуляции программы обычно оказывается схожим. SMPTE и EBU согласны с тем, что независимо от того, используется ли −18 или −20 dBFS в качестве уровня настройки, этот уровень должен быть указан, и что в обоих случаях программа должна достигать максимально допустимого уровня −9 dBFS при измерении на квази-PPM стандарта IEC 60268-10 с временем интегрирования 10 миллисекунд.

Потребительское использование

IEC 60268-10 в основном посвящен высокоточным ППМ типов I и II, используемым в вещании. Однако он также содержит краткий раздел о ППМ для "вторичных и потребительских" приложений. Требования включают в себя как минимум 12-сегментный дисплей в виде столбчатой диаграммы, охватывающий диапазон от −42 дБ до +6 дБ относительно номинального максимального уровня, а также те же времена интегрирования и возврата, что и у ППМ типа I.