Decibel e Meter – V

Dove troviamo i meter nelle apparecchiature audio più comunemente utilizzate ?

Seguendo il percorso che generalmente percorre il segnale audio vediamo quali apparecchiature comuni ( moderne ) utilizzano le scale in decibel e come.

Premessa

Non esiste un numero di meter definito, il numero di meter dipende da quanti canali/segnali vogliamo controllare, esempio per un segnale mono ci sarà 1 meter, per un segnale stereo 2 meter, per un segnale surround o multicanale i corrispondenti meter ( 6 – 7 – 8 ecc.. ).

Microfoni

Generalmente nei microfoni non esistono meter, esistono solo in alcuni dei ricevitori radio per i radiomicrofoni ( quelli professionali ) ( fig. 1 ), radio jack, ricevitori di segnale.

fig. 1 2016-01-08_14-34-50

Come si vede dalla figura 1 è necessario avere un meter che identifichi il livello del segnale audio in uscita dal ricevitore cosi da poterlo attenuare se va in distorsione o amplificarlo se troppo basso.

I meter dei radiomicrofoni moderni sono per lo più digital meter in cui il led rosso è quello più in alto e rappresenta lo 0 dBFS, 12,28 V ( + 24 dBu ) per lo standard SMTPE o 6,16 V ( + 18 dBu ) per lo standard EBU.

L’uscita del segnale a livello analogico è convertita generalmente sia per un uscita a livello di linea ( + 4 dBu ) che per un livello microfonico ( – 50 dBV ).

Stage Box – Splitter

Stage BoxSplitter passivi non presentano meter, mentre Stage BoxSplitter attivi ( fig. 2 e fig. 3 ) presentano generalmente due led, uno verde ( signal ) che si illumina quando passa il segnale ed uno rosso ( clip ) che si accende quando il segnale è troppo elevato e manda in distorsione il circuito attivo, sono generalmente True Peak Meter.

fig. 2 2016-01-08_14-51-15.png fig. 3 2016-02-12_17-31-30.jpg

Il livello di segnale mostrato dai led nelle Stage BoxSplitter attivi è un livello di segnale microfonico che generalmente va da – 65 dBV, – 50 dBV in alcuni casi qualche dB in più e qualche dB in meno dipendente dal tipo di microfono e dalle scelte di costruzione, fino allo 0 dB che rappresenta un valori a livello di linea ( o,775 V o 1,224 V ).

In Stage BoxSplitter digitali ( fig. 4 ) c’è quasi sempre un unico meter a cui può essere associata la visualizzazione del segnale per il canale scelto, è un Digital Meter con scala generalmente di media ampiezza.

fig. 4 2016-01-08_15-00-44.png

Il livello di segnale rappresentato dai meter digitali in caso di connessioni analogiche è sempre quello dopo il convertitore A/D ( per gli ingressi ) e prima del convertitore D/A ( per le uscite ) per cui in dominio digitale, il Clip a 0 dBFS è 12,28 V ( + 24 dBu ) per lo standard SMTPE o 6,16 V ( + 18 dBu ) per lo standard EBU ( è quindi di fondamentale importanza conoscere lo standard utilizzato per interfacciare correttamente varie apparecchiature digitali ).

Gli ingressi di questi dispositivi accettano sempre segnali con livelli di tensione microfonica, e tanto più di qualità saranno ( parliamo di ingressi nelle Stage BoxSplitter Attivi e Digitali ) e tanta più tensione riusciranno a prelevare senza creare distorsioni.

Le uscite hanno sempre un livello di tensione di linea con riferimento a 0 dBu o + 4 dBu.

Processori Outboard

Gli Outboard come Pre-Amplificatori Microfonici, Compressori, Gate ed Equalizzatori presentano generalmente un meter di segnale ( True Peak meter se analogici, Digital Meter se digitali ) ( fig. 5 ) che identifica il livello del segnale di ingresso ed uscita selezionabile dall’utente tra in ed out per decidere quale visualizzazione avere, oppure con due meter separati uno per l’input ed uno per l’output. E nel caso di Compressori, Gate e altri processori di dinamica anche un meter che visualizza il livello di GR ( Gain Reduction ), vedremo la spiegazione del GR quando parleremo di processori di dinamica.

fig. 5 2016-01-08_15-10-38.png

Il meter di input ed output di processori outboard rappresenta sempre il segnale a livello di linea, per cui lo 0 dB è generalmente a 0,775 V ( 0 dBu ) o 1,224 V ( + 4 dBu ).

Alcuni produttori di outboard che utilizzano ancora circuiti valvolari propongono meter come VU Meter ( fig. 6 ) sia per il segnale che per l’eventuale GR. Questo perchè il VU Meter è ritenuto più idoneo e rispecchia maggiormente l’andamento del segnale in input ed ouput dalle valvole.

fig. 62016-01-08_17-06-27.png

L’ingresso di questi outboard è a livello microfonico per i pre-amplificatori ( in alcuni casi anche di linea ) e a livello di linea ( in alcuni casi anche microfonico ) per i processori outboard e frequenza. Le uscite sono sempre a livello di linea.

Mixer Audio

Nei mixer audio analogici il meter che mostra il livello del segnale degli ingressi ( pre-amplificatori microfonici e di linea ) o uscite ( uscite a livello di linea ) è un True Peak Meter, in mixer di piccola taglia può essere anche solo composto da un led verde per il segnale ed uno rosso per la segnalazione del livello di distorsione ( fig. 7 ). In quelli professionali invece sono utilizzate scale di più grandi dimensioni ( fig. 8 ).

fig. 7 ZED436_front_on_WhiteBG.jpg fig. 8 325_6

Il livello segnato dai meter di ingresso ed uscita è sempre con lo 0 dB indicante 0 dBu o + 4 dBu di tensione secondo lo standard utilizzato.

n.b. Considerato che generalmente i mixer audio hanno un minimo di 2 canali fino ad un massimo teorico di infinito è facile pensare che se pongo il segnale di ogni singolo livello di ogni singolo canale a 0 dB la somma di tutte queste tensioni porti un valore di segnale all’uscita pari a + infinito ( 6 dB ogni raddoppio della tensione ), impossibile da valutare e da mettere in pratica per l’interfacciamento dei segnali di uscita con dispositivi di ingresso. In realtà i circuiti matrice che compongono la struttura interna dei mixer sono costruiti per compensare questi fattori ed avere all’uscita un livello di segnale a 0 dB di 0,775 V o + 4 dBu di 1,224 V a seconda dello standard, indipendente dal numero di canali che si vanno a sommare. Tanto più di qualità sarà il circuito compensativo e tanto più questa regola verrà rispettata, al contrario avremo un mixer che tende a sbilanciare e a creare oscillazioni sui segnali di uscita a seconda del numero di segnali all’ingresso inviati.

Generalmente i meter che segnalano i valori di uscita hanno scale maggiori rispetto a quelle degli ingressi a meno di non avere Bar Meter ( fig. 9 ) esterni che hanno il compito di mostrare in modo dettagliato il livello del segnale di input ed output sia per i mixer analogici che digitali.

fig. 9yamahameterbridge.l.jpg

Generalmente i Bar Meter digitali consentono di agire con diverse impostazioni di visualizzazione come vedere il livello del segnale pre o post equalizzazione, pre o post fader, Peak Hold ed altro.

Nei mixer audio digitali i meter sono Digital Meter in quanto analizzano il segnale a livello digitale sia per gli ingressi dopo il convertitore A/D che per le uscite prima del convertitore D/A o per gli ingressi ed uscite in dominio digitale.

Alcuni produttori ( soprattutto a livello studio e per mixer di alto livello ) propongono meter con display a cristalli liquidi e senza gradazioni di colore ritenendoli più prestanti nel rappresentare i valori di picco del segnale ( fig. 10 ).

fig. 10 2016-01-09_14-46-31.png

I primi mixer digitali avevano l’ingresso e meter analogico quindi con la presenza di un pre-amplificatore all’ingresso, il quale segnale veniva controllato e gestito da un True Peak Meter analogico e poi successivamente convertito e controllato in dominio digitale.

I mixer digitali più moderni hanno un pre-amplificatore all’ingresso il cui guadagno e meter sono controllati a livello logico ( digitale ) ( fig. 11 ) ( fig. 12 ), in pratica l’amplificazione è fatta tramite un pulsante rotativo logico ( come si vede in figura 11 ) che invia impulsi all’amplificatore corrispondenti al livello di rotazione imposto e l’amplificatore risponde amplificando il segnale a seconda del livello di impulso ricevuto. Sempre questo controller logico viene utilizzato anche per la gestione di amplificatori remoti, quindi non solo quelli presenti nel mixer audio ma anche amplificatori di Stage Box Digitali.

fig.11 2016-01-09_13-56-58.png         fig. 12 2016-01-09_14-09-40

Anche i mixer digitali soprattutto di basso e medio livello hanno i meter di uscita ( fig. 13 ) con una scala più grande che quella dei meter di ingresso.

fig. 13 2016-01-09_14-14-01.png

Sempre i mixer digitali presentano molto spesso display no-touch o touch screen ( fig. 13 ) con il quale l’utente può vedere ed interagire con i vari parametri di controllo del mixer audio ( canali di input, output, routing, plugin e molto altro ), in cui sono presenti anche meter per la visualizzazione e gestione dei livelli di input ed output ( fig. 14 ).

fig. 14 DSC_0412

I meter presenti nel display dei mixer audio digitali sono Digital Meter su Software.

Alcuni mixer hanno un mix di tutti questi meter ( soprattutto quelli digitali professionali ), ed altri in stile vintage presentano per ogni canale di ingresso o generalmente solo per le uscite VU Meter.

n.b. E’ molto importante che il livello di segnale di linea in uscita dal mixer audio esempio main o aux out abbia un livello medio ( led sempre illuminati ) che arrivi al massimo a 0 dB questo per non sovraccaricare il circuito stesso di uscita soprattutto se attivo. Livelli oltre lo 0 dB sono accettati per lo più come picchi di segnale ( led che si accendono solo in presenza di tali picchi ) ( sempre che questo non porti in distorsione l’ingresso a cui questo segnale viene inviato ), ma se possibile evitare ( causa di calo di qualità e rischio di usura più veloce dei componenti stessi ). Ancor più evitare di inviare un livello di segnale che porti in “rosso” valori di sovraccarico, in quanto oltre che ha generarsi un segnale distorto c’è il facile rischio di rottura del circuito di uscita stesso.

Se si necessità di più “volume” è vivamente consigliato aumentare la potenza generale dell’impianto audio.

 

Finali di Potenza

A livello PRO il finale di potenza è l’amplificatore audio che ha il compito di elevare il segnale di linea a quello di potenza da trasmette al diffusore per la diffusione.

Lavora sempre in dominio analogico a parte alcuni con eventuale processamento di segnale ed amplificazione a livello digitale soprattutto negli amplificatori più moderni, ed i meter generalmente a piccola scala sono True Peak Meter per i sistemi analogici, Digital Meter per quelli digitali od un mix di entrambi ( fig. 15 ).

fig. 15 2016-01-08_17-19-53.png

Presentano un led verde per il segnale ed un’altro verde per visualizzare l’accensione, uno rosso per il clip, quindi quando il finale va in distorsione ed uno rosso o arancione quando va in protezione per prevenire eventuali rotture.

Il segnale di ingresso è a 0 dBu o + 4 dBu.

In quelli più moderni ( fig. 16 ) ci sono display grafici in cui è possibile decidere vari parametri di impostazione per la visualizzazione generalmente su Meter Software ( come vedremo più avanti in questo articolo ) e presentano quasi sempre anche True Peak Meter a più larga scala.

n.b. Il livello da inviare agli ingressi di finali di potenza ( che generalmente è il segnale in uscita a livello di linea da mixer audio ) è quello da standard operativo richiesto, generalmente 0 dBu ( 0,775 V ) o + 4 dBu ( 1,223 V ) e per questo come dicevamo prima è importante che il livello di segnale in uscita dal mixer abbia quanto meno un valore massimo rms a 0 dB, questo per non creare eventuali valori di distorsione sia per il troppo segnale inviato che per la generazione di diversi valori di impedenza tra circuito di ingresso del finale e circuito di uscita del mixer che portano ad instabilità e alterazioni della risposta in frequenza con perdite di qualità ( soprattutto se il circuito è servobilanciato o attivo ). E’ possibile inviare picchi di segnale oltre lo 0 dB ma stando attenti che il meter del finale non arrivi a valori di distorsione ( led rosso ), in quanto in caso di surriscaldamento dei componenti che lo compongono potrebbe facilmente andare in protezione ( spegnersi per precauzione al fine di consentirne il raffreddamento per non danneggiare i componenti amplificatori ), oppure a lungo andare potrebbe verificarsi la rottura dei componenti stessi, oltre al fatto di richiedere al finale di potenza l’invio alla sua uscita di un valore di tensione molto elevato che potrebbe portare anche il diffusore audio alla rottura.

fig. 16 2016-01-08_17-50-12.png

Diffusori Audio

I diffusori audio passivi non presentano meter, mentre quelli attivi ( fig. 17 ) presentano meter o led che mostrano il segnale di input nel finale di potenza come visto prima.

fig. 17 2016-01-08_17-54-49.png

Altro

Anche registratori multitraccia ( fig. 18 – 19 ), convertitori A/D – D/A, generatori di World Clock ( fig. 20 ), Patchbay Digitali ( fig. 21 ), presentano meter per lo più Digital Meter o barre a led che identificano la presenza e circolazione del segnale, eventuali informazioni sul campionamento attuale ed eventuali informazioni sul routing del segnale.

fig. 18 avid_hd_io_front_1.jpg

fig. 19 61517.jpg

fig. 20Brainstorm-DCD-8-front

fig. 21 products_madi_router_3b

Nel caso di utilizzo di plugin ( fig. 22 ) o DAW ( fig. 23 ) o Applicazioni per il controllo remoto esempio di mixer audio digitali ( fig. 24 ), quindi parliamo di software, questi presentano sempre Digital Meter su software.

fig. 22  2016-01-08_17-57-13.png

fig. 23 2016-01-08_18-01-01.png

fig. 24  screen480x480

n.b. Alcuni meter nei software digitali hanno il valore 0 dBFS non ha fondo scala ma presentano anche valori positivi ( fig. 25 ), a volte fino anche a + 6 dBFS. Il valore massimo del segnale digitale rimane comunque 0 dBFS oltre il quale comincia a distorcere, solo che a livello software è possibile controllare questi livelli di distorsione, per cui se la distorsione che si va a generare non è fastidiosa o rimane con un rumore di fondo molto basso, in caso di necessità è possibile amplificare digitalmente il valore del segnale alzando ulteriormente il fader di controllo ( questo ancor più se il processamento del segnale è floating point come vedremo quando parleremo di audio digitale ). Mentre altri software se sono stati costruiti per essere interfacciati con dispositivi analogici ( esempio daw per la registrazione ) pongono una scala con numerazione da meter analogico ( fig. 23 ) ma con scala e risposta da Digital Meter.

fig. 25  2016-01-08_18-09-59

 

Conclusioni

Oltre ai meter come vedremo in future argomentazioni, esistono altri sistemi per lo più software che consentono di analizzare i decibel e lo spettro sonoro, come i Fonometri, Grafici FFT ed RTA, Risposta all’Impulso, Spettrogramma, Funzione di Trasferimento e molto altro.

Altri dettagli potrete trovarli in questi due articoli sul web:

Loudness and Metering – I

Loudness and Metering – II

Alcuni standard per la misurazione di attrezzature audio digitali sono definiti dallo standard AES17.

 

Alcuni produttori di meter audio hardware, software e plugin:

 

Altro su Decibel e Meter:

Decibel e Meter – I ( Tipologie di Decibel e Standard )

Decibel e Meter – II ( Meter Analogici )

Decibel e Meter – III ( Meter Digitali e Software )

Decibel e Meter – IV ( Normalizzazione e LUFS Meter )

Decibel e Meter – VI ( Loudness Manager )

 

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