Уровень и методика измерения цифровых сигналов

Уровень и методика измерения цифровых сигналов

Несмотря на то, что метод измерения уровня цифровых сигналов в принципе мало отличается от методики измерения аналоговых, в этой области существует множество заблуждений.

Для начала, следует рассмотреть принципиальную методику измерения уровня сигналов. Вне зависимости от того, о какого рода сигналах идет речь, если измерение ведется в децибелах, то это всегда будет

логорифмическое отношение одной величины к заданной величине

Как правило, за заданную величину принимается наименьшее значение, как например в случае с dB SPL , измеряющем уровень акустического давления по отношеникю к минимальному давлению, воспринимаемому человеческой слуховой системой (Pref = 0,00002 Pa).

20log(Pa/Pref)

Или же какое-то фиксированное значение, принятое за стандартное, как в случае с dBu, где таким значением является 0,775 V.

20log(V/Vref)

Хотя и в этом случае, это число появилось не случайно, а сложилось исторически - 0,775 V это напряжение, необходимое для получения 1 Ватта мощности при нагрузке в 600 Ом. Это пришло в аудиоиндустрию из времен зарождения телефонии и прижилось, оставшись стандартом вплоть до наших дней.

цифровое измерение

В цифровом мире метод измерения уровня сигнала принципиально ничем не отличается от вышеописанных. За фиксированную величину в данном случае принимается полное количество доступных значений (отсюда и название dBFS - Full Scale), обусловленных разрядностью данной системы.

Уровень сигнала определяется путем выражения отношения данного уровня, представленным определенным значением, к максимально возможному количеству значений. При этом полученные значения всегда будут в негативном диапазоне, так как числитель всегда будет меньше знаменателя, за исключением случая, когда они равны, то есть максимального уровеня, когда используются все доступные в системе значения (числитель и знаменатель в таком случае равны). В этом случае уровень сигнала будет составлять 0 dBFS.

 

0 dBFS является максимальным уровнем сигнала в цифровом мире и выше этого значения быть просто не может

Все аналоговые сигналы, уровень которых будет превышать максимальное количество доступных значений в цифровой системе, будут приравнены к максимальному значению. То есть их амплитуда будет обрезана, что является не чем иным как грубейшей ошибкой и выражается в массивном искажении сигнала (клипинг). Поэтому для того, чтобы такого не случилось, стоит приложить все усилия.

При работе в смешанной среде, то есть с аналоговыми и цифровыми сигналами одновременно, часто возникает вопрос как же их конвертировать между собой. К сожалению, а может быть и к счастью, тут нет четкого правила. Аналоговый сигнал с уровнем равным +4 dBu (0 VU) может быть равен как -20 dBFS, так и - 12 dBFS, в зависимости от различных факторов, среди которых можно отметить род материала, с которым вы рабоатете, имеющееся в вашем распоряжении оборудование, конечный медиум, на котором будет распространяться результат вашей работы и так далее.

Более подробно об измерительном и индикативном оборудовании вы можете узнать из статьи, специально посвященной этой теме - Уровень аудиосигнала - что это и с чем его едят?

Подпишись на E-mail рассылку

и получи эксклюзивную возможность прочесть краткое руководство на тему "Основы акустики, психоакустики и акустической оптимизации помещений" 

Я никогда и никому не передам и не продам адрес вашей электронной почты. Вы можете отписаться в любое время.

Похожие статьи

  • Аудио кодеки
    Кодеки сыграли в свое время если не ключевую, то очень существенную роль в дальнейщим развитии технологий в области цифрового звука....
  • Цифровое представление сигналов – общие сведения
    Я думаю не для кого не секрет, что цифровой звук уже давно вошел в нашу повседневную жизнь. Будь то MP3...
  • Бинарная система
    Аналоговый сигнал представляет собой непрерывный сигнал, который теоретически может принимать бесконечное количество значений, поскольку, как известно, на непрерывной линии можно...
  • Aлиасинг и теорема Найквиста (Котельникова)
    Теорема Найквиста (известная также как теорема Котельникова) утверждает, что для корректной передачи и последующего воспроизведения всего спектра частот, содержащегося в...


No Comments Yet.

Leave a comment