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VU表和PPM表

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VU表和PPM表_第1页
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VU 表和 PPM 表音量表是电台节目监测的专用仪表,它的技术性能与质量好坏,都会直接影响播出质量.目前使用最广的音量表是VU 表和 PPM 表VU 表的特点目前直播室使用最广的一种音量表是“ 音量单位表 ,又称 VU 表(最英文Volume Unit 的缩写)它是采用平均值检波器(二级和桥式整流器)并按简谐信号的有效值确定的,因此是一种准平均值表 .它的刻度用对数和百分数表示,并将参考电平 (0VU ,100)定在满刻度以下的3dB 处标准 VU 表的 0VU( 100%)相当于信号的准平均值1.228V 但在具体使用时也可插入所需的衰减器或放大器.因此 0VU(100% )的参考值实际上是可以任意决定的VU 表的时间特性VU 表的指示动作特性(即时间特性)是这样规定的:当以稳态时达0VU(100 )的 1kHz 简谐信号突然加入VU 表时,指针达到刻度上99%处所需的时间应为300 30ms,指针的过冲不得超过稳态值的15%,过冲的摆动不应超过一次;当信号突然消失后,指针从 100%降到1%所需的时间也应是300 30msVU 表对声音信号的指示值读作“ 音量单位值 ” ,又叫 “ VU值” 。

虽然 VU 表也是用对数表示信号准平均值 (电平) ,但是由于300ms 这样一个不短的积分时间,表的指示值(VU 值)有时还是跟不上信号的实际准平均值电平(dB 值)的变化,因此不能将VU 值与 dB 值相混淆同时它也不能完全反映出声音信号的听感响度(因为后者需要更短的积分时间),更不能反映了声音信号的幅摆峰尖情况(因为声音信号峰平比随其波形的不同而异),这是VU 表的缺点PPM 表针对 VU 表的缺点,又在逐渐推广另一种音量表,叫“ 峰值节目表 ” ,又叫 PPM 表(是英文Peak Programme Meter 的缩写 ),PPM 表实际上是准峰值电平表,因为它是采用峰值检波器而按简谐信号的有效值确定刻度的(也用电平值标示) PPM 表的最大特点是指针上升快,恢复慢, 比较真实地反映出声音信号的准峰值变化,从而可避免设备过载,便于有效地控制和利用好传输入系统的最大动态另一个特点是量程宽,PPM 表有 50dB 的有效刻度, 其额定电平( 0dB)到满刻度一般留有5dB 的余量VU 表与 PPM 表的计量换算标准 PPM 表的 0dB 相当于信号峰值为155V,但实际使用时0dB 对应的电压值可根据具体情况来确定。

为了便于PPM 表与 VU 表在使用中的计量换算,特别是为了方便电声设备校准额定工作电平,PPM 表还在刻度上注明这个电平值.一般 PPM 表在它的 -9dB 附近(通常是 6dB12dB 这个区间 )标注这个对应的电平这是因为从声音信号准峰平比(准峰值与准平均值之比)范围来看,一般的声音信号的准峰平最大可达2.8 倍(9dB) 若要照顾这些高峰尖的信号,可见信号的额定准平均值电平应比额定准峰值电平(即 PPM 表上的0dB)低9dB 才成因此若用准峰平比为1(0dB)的简谐信号来校准额定电平,它在 VU 表上指示值为 0VU, 在 PPM 表上那些高峰尖的信号也就会接近0dB 了VU 表与 PPM 表的比较将这两种音量表进行比较时还要考虑二者时间特性的差异,PPM 表的时间特性是这样规定的:它的指示值上升时间非常短,一般为110ms;而它的下降时间却相当长,一般为15s 左右 . 可见, PPM 表可以准确地反映出那些突来的强信号包络变化(上升快),而且又便于眼睛的观察 (下降慢)相比之下, VU 表就迟纯多了VU 表指示值( VU 值)还跟不上信号实际的准平均电平(dB 值) ,这两种表的指示差异就会超过信号的准峰平比,特别是那些突来的强信号,这一点在使用中应该加以注意。

PPM 表指示的信号峰尖的大小,因此它是用来监测信号幅摆的实际情况;但是信号的峰尖大小并不能直接反映出信号给人的听觉强弱感,因此PPM 表的指示值不能表示信号的响度,这是它的缺点电平的基本概念1、电平的基本概念(1)dB 是国标符号, dB 是英文 decibel 或 decimal Bel 的缩写,意思是分贝由于功率P=I2R=U2/R, 所以电路中电压或电流的增减量,同样可以用分贝表示,在电路的同一点或电路阻抗相同的情况下测量分贝值,则有:分贝值 =20lg U2/U1=20lg I2/I1 (2)相对电平与绝对电平由于分贝是比值的对数,只表示倍率,所以称为相对电平.如果要使每一个分贝值都能明确的表示出与之对应的功率或电压的具体数值,须规定一个基准,即零分贝的电压或功率的基准值,这样,某个功率值和基准值之比的对数值称为绝对电平3)功率电平LP 功率电平 (power level) 的定义是:某一功率P与一基准功率Pr 相比求常用对数乘以10 表示的值为功率P 的功率电平,即LP=10lg P/ Pr (dB)在电声工程领域内, 基准功率Pr 通常取为10-3W (1mW ) , 这时功率电平的单位可记为dBm。

从该式我们可以看出,若P=2Pr,那么 P 和 Pr 的功率比就是3dB,这就是平常所说的,电声系统的功率增加一倍,换来的声压增加是3dB4)电压电平Lv 我们平时表示一个电压可直接用它的电压值,即多少伏特来表示,还可以用电压电平( Lv)来表示 .电压电平 (voltage level)的定义是:某一电压U 与一基准电压Ur相比求常用对数乘以20 表示的值为电压U 的电压电平,即Lv=20lg U/Ur (dB)由于基准电压Ur 的取值不同,电压电平的常用单位有下列三种:dBm: 在一些音频传输、 测试中,要求负载阻抗是600以实现阻抗匹配.在这种特定的600阻抗条件下 ,由于 1mW 电功率在600阻抗上的电压可算得为0.775V , 所以 Ur 等于 0 775V为基准电压所求得的电压电平值,单位为dBmdBu:不考虑阻抗是否为600 ,以 Ur 等于 0.775V 为基准电压时所求得的电压电平值,单位为 dBudBv:以 Ur 等于 1V 为基准电压时所求得的电压电平值,单位为dBv. (5)电流电平LI 电流电平 (current level)的定义是:某一电流I 与一基准电流Ir 相比求常用对数乘以20 表示的值为电流I 的电流电平。

即LI=20lg I/Ir(dB) 由于 1mW 电功率在600阻抗中流过的电流可算得为1.29mA 所以以 Ir=1.29mA 所求得的电流单位也可写为dBm6)满刻度电平0dBFS 满刻度电平0dBFS 就是设备在正常设置下达到数字削波时所对应的模拟信号电平值, 各个数字设备厂家的产品满刻度电平值不一致,该电平值通常是由生产设备厂家给出, 在广播电台中对于由不同满刻度电平值的设备所组成的数字音频系统,在选择系统的工作电平值时,要考虑到应留有足够的峰值储备量2、采用 dB(分贝 )的目的因为人耳对声音强弱的感觉,不是和声音功率的变化成正比,而是和这种变化的对数成正比因此用分贝表示是从计算方面考虑的系统电平的选择1、模拟接口的连接方式随着电子器件的迅速发展,已不需要用阻抗匹配方式来连接声频线路,以现代调音台为例,要求各输入口的输入阻抗,远大于对应信号源的输出阻抗,一般至少应大5 倍同样,调音台的输出阻抗也为低阻抗,一般等于或小于60,它与负载的连接方式也是跨接,要求调音台的输出阻抗远小于 (至少 5 倍)额定负载阻抗.采用跨接方式连接,这时信号源在轻负载状态下工作,信号源设备驱动功率较低,因而发热少;输出级失真小。

总之,可以保证各种信号源能具有较高的技术指标.所以, 接口电平的表示也由原来的600 接口匹配方式采用的dBm,改用了不考虑阻抗是否为600 的 dBu 表示2、电平的监测仪表在电声工程领域中对声音信号强度计量的专门仪表称为音量表目前在模拟电声系统中使用的音量表有 “ 音量单位表(又称VU 表)和 “ 峰值节目表 ” (又称 PPM 表) VU 表采用平均值检波器并按正弦波信号的有效值确定刻度,因此它是一种准平均值表,VU 表测量音量的单位叫作 VU VU 表取弦信号时,VU 表应指示为0VU,相当于 4dBuVU 表对信号的响应速度比较慢,它的指示值与信号峰值之间存在一个差值,此差值一般要取到20dB 才能保证节目的质量 ,不致引起信号的削波失真. PPM 表采用峰值检波器按正弦波信号的有效值确定刻度,因而它是一种准峰值,PPM表的表盘刻度单位为PPU,PPM 表取 0PPU 处的灵敏度为+6dBu (1.55Vrms ) ,即输入155Vrms 、1000Hz 的正弦信号时,PPM 指示为 0PPU(I 型 DIN 标准) .随着数字音频技术的发展,前两种仪表已不能完全满足要求,于是出现了专用的数字峰值表(又称数字PPM 表 )。

数字峰值有也采用峰值检波器一般为光柱式显示,按对数刻度基准点设在量化后数据所能表示的最大极限值,称为满刻度电平(0dBFS),这样所有的实际电平均为负值标准AES/EBU 数字式输入输出接口,具有峰值电平显示、采样频率显示、数字错误显示、 过载指示等功能这种数字峰值表的显示器件通常为阴极射线管、发光二极管气体等离子器件等,这些器件反应速度快,能紧跟峰值其实现今光柱式音量单位表、峰值节目表和数字峰值表在电路组成上大部分是相同的,只有检波器类型、灵敏度、积分时间和刻度等有所不同. 3、确定数字工作电平在广播模拟播出系统中,电平值选择为0VU=+4dBu ,即当音量单位表(VU 表)指示为 0VU值时 ,所对应的电平值为+4dBu(1228Vrms)音量单位表(VU 表)所指示的信号是准平均值电平 ,而不是信号的峰值电平(人的耳朵对声音的响度,更多的接近于VU 表指示,而不是峰值电平 ),不同的声音信号的峰平比不同,峰值因数一般在616dB 范围内 .从播出系统的组成来看工作电平选择为+4dB 范围内 .从播出系统的组成来看工作电平选择为+4dBu,再考虑到留有1016dB 的峰值因数,即使在最高声音信号峰值时也不会产生过载失真,这样确定系统电平值是合理的. 根据国家广电总局发布的数字音频设备的满度电平行业标准,满刻度电平0Dbfscf 应+24dBu,即峰值储备量选择为20dB。

考虑到音频工作站系统采用的声卡均为法国Digigram公司的 PCX 系列声卡 ,PCX11+、PCX924 和 PCX440np 等声卡最高输出电平为+22dBu,近期过渡采用满刻度电平0dBFS 对应 +22dBu 也可以,同时参照国外的做法取18dB 的峰值储备量是合适的,即0VU 对应 -18dBFS,峰值储备量为18dB这样既可以防止瞬间大振幅信号的过载失真 ,又可以充分发挥数字系统动态大的特点海峡之声广播电台使用的瑞士STUDER 公司 OnAir2000M2数字调音台, A/D 、D/A 转换器缺省值为: 0dBFS 对应 +15dBu,即当播出系统工作电平(模拟)选择为 +4dBu,此时所对应的数字工作电平为-11dBFS.换言这,此时数字系统的峰值储备量只有11dBu电平的调整方法通常在数字音频设备中,模拟输出是由数字输出经过数/模转换得到 ,因此在进行电平调整时应先对数字输出进行调整,然后再进行模拟输出的调节1、综合测试仪的设置将综合测试仪的输入阻抗选择为高阻,测试单位选择为dBu2、调音台推子校准将推子移动交校准到0dB 位置3、调音台模块参数设置及调整对模拟线路输入模块设置工作电平(LEVEL )为 +4dBu ,峰值储备量(HEADROOM )为+18dBu,这样0dBFS 对应 +22dBu;模拟线路输入1kHz+4dBu测试信号 ,调整数字输出为-18dBFS,模拟输出模块输出为+4dBu。

4、校准表头送 1kHz+4dBu 的测试信号 ,校准 VU 表指示为0VU ,数字 PPM 表指示 18dBFS5、矩阵模块参数设置及调整模拟。

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