VU-Meter - VU meter

Ein analoges VU-Meter mit Peak-LED

Ein Volume Unit ( VU ) Meter oder Standard Volume Indicator ( SVI ) ist ein Gerät, das eine Darstellung des Signalpegels in Audiogeräten anzeigt . Das ursprüngliche Design wurde im IRE- Papier von 1940 , A New Standard Volume Indicator and Reference Level , vorgeschlagen, das von Experten von CBS , NBC und Bell Telephone Laboratories verfasst wurde . Die Acoustical Society of America standardisierte es dann 1942 (ANSI C16.5-1942) für die Verwendung in Telefonanlagen und Rundfunkstationen. Consumer-Audiogeräte verfügen oft über VU-Meter, sowohl für Gebrauchszwecke (zB in Aufnahmegeräten) als auch aus ästhetischen Gründen (in Wiedergabegeräten).

Surround-Audio VU-Meter-Grafik

Die ursprünglichen VU - Meter sind eine passive elektromechanische Vorrichtung, nämlich ein 200 & mgr; A DC d'Arsonval Bewegung ammeter von einer zugeführten Gleichrichter - Kupfer-Oxid - Vollwellen innerhalb des Zählergehäuses angebracht ist . Die Masse der Nadel bewirkt eine relativ langsame Reaktion, die das Signal mit einer Anstiegszeit von 300 ms effektiv integriert oder glättet . Dies bewirkt eine Mittelung von Spitzen und Tälern von kurzer Dauer und spiegelt die wahrgenommene Lautstärke des Materials besser wider als die moderneren und zunächst teureren PPM- Meter. Aus diesem Grund bevorzugen viele Audiopraktiker das VU-Meter gegenüber seinen Alternativen, obwohl die Meteranzeige einige der wichtigsten Merkmale des Signals nicht widerspiegelt, insbesondere seinen Spitzenpegel, der in vielen Fällen eine definierte Grenze nicht überschreiten darf.

0 VU entspricht +4  dBu oder 1,228  Volt RMS , einer Leistung von etwa 2,5 Milliwatt, wenn sie an einer 600- Ohm- Last angelegt wird . 0 VU wird oft als "0 dB" bezeichnet. Das Messgerät wurde nicht entwickelt, um das Signal zu messen, sondern den Benutzern zu ermöglichen, den Signalpegel auf einen Zielpegel von 0 VU (manchmal mit 100 % gekennzeichnet) auszurichten, sodass es nicht wichtig ist, dass das Gerät bei niedrigen Pegeln nicht linear und ungenau ist. Tatsächlich reicht die Skala von -20 VU bis +3 VU, wobei -3 VU genau in der Mitte liegt (halbe Potenz von 0 VU). Rein elektronische Geräte können die Reaktion der Nadel emulieren; sie sind insofern VU-Meter, als sie den Standard respektieren.

In der Rundfunkbranche wurde das Loudness-Monitoring 2009 in den USA durch die ATSC A/85, 2010 in Europa durch die EBU R-128, 2011 in Japan durch die TR-B32 und 2010 in Australien durch das OP-59.

Das Blei

Die ursprünglichen Designer des VU-Meters hatten die Aufgabe, einen Weg zu finden, komplexe Audiosignale mit einer einfachen Technologie zu messen.

Da ein VU-Meter ein mechanisches Gerät ist, kann es niemals die momentanen Signalspitzen komplexer Audiosignale widerspiegeln. Die Designer des VU-Meters gingen daher einen anderen Weg. Sie haben ein Messgerät entwickelt, das keine Spitzen misst, sondern sie einfach ableitet. Ein echtes VU-Meter hat eine ganz bestimmte "ballistische Eigenschaft". Dies bedeutet, dass es auf wechselnde Audiosignale mit einer sehr präzisen Geschwindigkeit reagiert, die von keinem Signal auf 99% von "0 VU" ansteigt, wenn ein 1-kHz-Sinuswellenton für 300 Millisekunden angelegt wird.

Bei Verwendung eines VU-Meters wird das Audiosystem mit einem Sinuswellenton auf einem "Referenzpegel" für das System kalibriert. Beim Referenzpegel zeigt das VU-Meter "0" für einen Sinuston an, aber der Ingenieur muss wissen, dass bei Musik oder Sprache immer der Spitzenpegel zwischen 6 dB und 10 dB höher als der Referenzpegel liegt . Die Nützlichkeit des VU-Meters ergibt sich aus der Tatsache, dass sich der Systemingenieur bei den meisten Arten von Audioquellen darauf verlassen kann, dass diese Spitzen innerhalb dieses Bereichs liegen, und das Audiosystem mit Zuversicht entwickeln kann. Gute technische Praxis besteht darin, immer einen kleinen zusätzlichen "Headroom", wie es genannt wird, einzubauen, um die seltsamen Bedingungen abzudecken, bei denen ein Audiosignal normale Spitzenpegel überschreiten könnte oder der Anlagenbediener die Pegel nicht richtig einstellt. Typischerweise werden beim Entwerfen von Systemen mit einem VU-Meter folgende Ebenen berücksichtigt:

  • Referenzpegel (typischerweise +4 dBu, nur gültig mit Tönen);
  • Standard-Ausgangspegel (10 dB über Referenz, typische Spitzenpegel);
  • Clip-Pegel (6 dB über Standard-Ausgangspegel, "Headroom", um ungewöhnliche Bedingungen zu berücksichtigen)

Standardeigenschaften

Das Verhalten von VU-Metern ist in ANSI C16.5-1942, British Standard BS 6840 und IEC 60268-17 definiert.

Referenzniveau

VU definiert:

„Die Anzeige der Lautstärkeanzeige muss 0 VU betragen, wenn sie an eine Wechselspannung von 1,228 Volt RMS über einen 600-Ohm-Widerstand (entspricht +4 [dBu]) bei 1000 Zyklen pro Sekunde angeschlossen wird .“

Hinweis: Der obige Hinweis gilt heute im Allgemeinen und war in der Aufnahmebranche immer zutreffend. In einigen nordamerikanischen Rundfunkinstallationen bis Ende des 20. Jahrhunderts betrug der Referenzpegel ("0VU") jedoch bei großen Studioinstallationen +8 dBm und einige verwendeten im gesamten Studio eine Impedanz von 150 Ohm. (CFRB Toronto und CFPL London Canada) Dies war ein weiterer "Standard", der in den frühen Jahren des Audios etabliert wurde, und das VU-Meter wurde durch Ändern der Serienwiderstände geändert, um seine Empfindlichkeit anzupassen. Dies hatte keinen Einfluss auf die Ballistik.

Anstiegszeit

Die Reaktion eines VU-Meters (schwarze Linie) im Vergleich zum momentanen Eingangspegel (grauer Bereich) eines Schlagzeugschlags . Pegel in dB und Zeit in Sekunden

Die Anstiegszeit , definiert als die Zeit, die die Nadel benötigt, um 99% des Abstands von 0 VU zu erreichen, wenn das VU-Meter einem Signal ausgesetzt wird, das von 0 auf einen Wert von 0 VU springt, beträgt 300 ms.

Das Überschwingen muss innerhalb von 1 bis 1,5 % liegen.

Die Abfallzeit entspricht der Anstiegszeit, 300 ms.

Frequenzgang

Die Pegelangabe ist mit 1000 Hz gemeint . Der Messwert sollte von 35 Hz bis 10 kHz um nicht mehr als 0,2 dB oder zwischen 25 Hz und 16 kHz um nicht mehr als 0,5 dB vom Messwert bei 1000 Hz abweichen.

Beachten Sie, dass die Spezifikation nur sinusförmige Wellenformen erwähnt. Aufgrund des elektromechanischen Prinzips des Messgeräts ist die Abweichung der Nadel tatsächlich ungefähr proportional zum Mittelwert des Signalanteils mit mehr als ungefähr 0,4 V augenblicklich wegen der beiden Kupferoxid-Gleichrichter, die immer in Reihe geschaltet sind, deren Übertragungsfunktionskurve hat ein Knie bei 0,2 V. Signale haben im Allgemeinen bei weitem keine sinusförmige Wellenform, selbst wenn sie alle in den VU-Meter-Bandpass fallen. Der Messwert ist der Mittelwert der Spannung und kein Hinweis auf die Leistung des Signals, die proportional zum Mittelwert des Spannungsquadrats oder des Effektivwerts (RMS) ist. Als konventionelle VU-Messung diente sie jedoch als Hinweis a) auf den Gesamtpegel und die Dynamik des Signals und b) auf die Nähe zum maximal zulässigen Pegel, den Betreibern von Aufnahme- und Sendeanlagen. Das Wartungspersonal könnte es auch als Messgerät zur Überprüfung von Übertragungsverlusten und zum Pegelabgleich verwenden, sofern es als Testsignal ausschließlich Sinuswellen verwendet.

Impedanz

Das VU-Meter und sein Dämpfungsglied sollten dem Stromkreis, an den es angelegt wird, eine Impedanz von 7.500 Ohm aufweisen, gemessen mit einem Sinussignal, das die Anzeige auf 0 dB setzt.

Geschichte

Neon-Balkendiagramm VU-Meter

Das VU-Meter wurde ursprünglich 1939 von Bell Labs und den Sendern CBS und NBC entwickelt . In den 1970er Jahren der 80er Jahre Neon -gefüllten, planaren Dual - Display - Dekatrons mit bis zu 201 Segmenten pro Stereokanal zwischen Sendern wie schnell Bargraph VU - Meter populär waren.

Andere Pegelmesser

Die Consumer-Audio-Industrie verwendet oft Lautstärkeanzeigen, die keinem Standard entsprechen.

BBC-Toningenieure würden das VU-Meter als "virtuell nutzlos"-Meter bezeichnen und den PPM bevorzugen .

Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass sich ein SVI- oder VU-Meter anders verhält als Mittelwert- und RMS-Meter. Die Ballistik, die dieses Instrument als Reaktion auf Signale mit großem Scheitelfaktor anzeigt, positioniert seine Messwerte auf halbem Weg zwischen beiden. Zum Beispiel ergibt eine Erhöhung des Crest-Faktors eines Audiosignals um 3 dB ungefähr einen Abfall von –3 dB in einem RMS-Meter, –6 dB in einem Durchschnittsmeter und –4 dB in einem VU-Meter.

Ein weiteres magnetoelektrisches Miniaturmessgerät

Siehe auch

Verweise

Externe Links