Измеритель уровня звука

Измери́тель у́ровня зву́ка — измерительный прибор, применяемый в звукотехнике для определения уровня звукового сигнала. Уровень звука измеряется в децибелах (дБ). Это логарифмические единицы, которые хорошо характеризуют характеристику слуха, поскольку слух человека ощущает только относительные изменения акустического давления.

Аналоговый VU-измеритель

Единицы измеренияПравить

Измерение уровня в децибелах означает сравнение данного измеряемого уровня с неким опорным «нулевым» уровнем, обозначенным как 0 дБ. Таким образом, обозначение «0 дБ» — это так называемый «относительный нулевой» уровень, указывающий лишь на то, что уровень данного сигнала точно равен некоему уровню, условно принятому для данной точки тракта в качестве опорного, номинального. Уровень, превышающий опорный, обозначается в децибелах со знаком «плюс» (например, +3 дБ), а меньший опорного — в децибелах со знаком «минус» (например, −6 дБ).

В студиях вещания и звукозаписи принято использовать величину дБu. В этом случае измеряемое напряжение сравнивается с так называемым абсолютным нулевым уровнем. Это напряжение принимается равным 0,775 В. Эта немного неудобная для запоминания цифра пришла в студийную практику из тех областей звукотехники, где для оценки уровня сигнала важнее измерять не его напряжение, а электрическую мощность. И тогда можно было бы уровень оценивать в единицах дБm, сравнивая данную мощность с опорной, за которую принимается 1 мВт на сопротивлении 600 Ом. (Такое сопротивление характерно, например, для медной телефонной линии связи).

В области акустических измерений пользуются теми же децибелами, но уже для обозначения уровня звукового давления (SPL). В этом случае за опорную величину 0 дБ SPL принимается звуковое давление, равное 2·10⁻⁵ Па, то есть звук, соответствующий порогу слухового ощущения. А уровень мощности акустического сигнала, соответствующий этому порогу, измеряют в дБ PWL по отношению к опорной величине, равной 10⁻¹² Вт.

Типы измерителей уровня звукаПравить

Выделяют три типа измерителей уровня звука:

измеритель средних значений (VU-meter, или «волюметр»^{[уточнить]}) — изначально аналоговый стрелочный прибор, динамические характеристики которого определяются инерционными параметрами стрелочного индикатора. Был разработан в 1939 году Bell Labs, CBS и NBC для измерения и стандартизации уровней в телефонных линиях. В последнее время такие измерители часто делаются не со стрелочными индикаторами, а со светодиодными или иными световыми указателями. Постоянная времени измерительной схемы для этого типа измерителей уровня составляет 300 миллисекунд, что наиболее приближенно отражает субъективно воспринимаемую человеком громкость.

измеритель действующих значений (RMS, среднеквадратичный) показывает величину напряжения, пропорциональную реальной долговременной мощности сигнала, его «тепловой эквивалент». Лучшие RMS-измерители построены с использованием термопреобразователей — исследуемое напряжение нагревает термоэлемент, по температуре которого и судят о величине напряжения. В связи с излишней инерционностью, применяют для измерения уровня шумов.

пиковый измеритель (PPM):

точный пиковый измеритель (True PPM) — отражает точные пиковые значения уровня независимо от длительности звукового сигнала.
квазипиковый измеритель (QPPM) — показывает пиковые значения уровней сигнала, превышающие заданную длительность времени интеграции. Значения меньшей длительности, чем время интеграции будут отображаться с меньшим уровнем, чем при измерении True PPM. Квазипиковый измеритель должен иметь время интеграции 5 миллисекунд.
выборочный пиковый измеритель (SPPM) — измеритель для цифровой звукозаписи, который показывает значения выборки цифрового сигнала. Может иметь одновременно характеристики точного и квазипикового измерителя.

Время интеграции — это величина, характеризующая быстродействие измерителя. Определяется длительностью такой одиночной тональной посылки, при которой указатель индикатора доходит до отметки в −2 дБ. Время возврата — это время, за которое указатель индикатора после отключения от его входа сигнала номинального уровня опускается до отметки в −20 дБ. В отличие от квазипиковых, у VU-измерителей нет двух разных времен интеграции и возврата, а есть только одно, одинаковое для обоих направлений перемещения указателя, оно называется постоянной времени. В механических (стрелочных) приборах это время определяется конструктивными особенностями их подвижной системы.

С появлением светодиодных индикаторов появилась возможность совмещать VU или RMS и пиковые измерители на одной шкале. Также применение светодиодов позволило удерживать индикацию максимального значения «точкой», называемой Peak Hold. Из-за достаточно большого времени её зависания (1—3 с) нет необходимости постоянно следить за индикатором.

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

Михаил Чернецкий. Контрольно-измерительное оборудование // Звукорежиссер : журнал. — 2000. — № 3. Архивировано 16 марта 2012 года.
Михаил Чернецкий. Что мы измеряем? // Звукорежиссер : журнал. — 1998. — № 0. Архивировано 16 марта 2012 года.
Владимир Островский. Регулирование уровней // Звукорежиссер : журнал. — 1999. — № 3. Архивировано 16 марта 2012 года.
Борис Меерзон. Регулировка уровня сигнала в записи и вещании // Звукорежиссер : журнал. — 2005. — № 8. Архивировано 16 марта 2012 года.