节目音量表与峰值表

1、节目音量【VU】表和节目峰值【PPM】表中国国际广播电台教授级高工王泽祥对节目声信号强度计量的专门仪表称为音量表（也称节目 表）和节目峰值【PPM】表，为了统一各环节对同一个声音 信号的计量，以便在录音、制作、传输和交换节目时有一个 共同的电平标准，所以节目音量【VU】表和节目峰值【PPM】 表，除了采用相同的计量值外，还必须统一它们的时间特性， 同频特性、阻抗、刻度方式、指针偏差以及音量表对电路引 入的附加畸变等诸多方面也应该有统一的规定，它的技术性 能与质量好坏，都会直接影节目质量。目前最广使用的是节 目音量【VU】表和节目峰值【PPM】表。目前最广的一种音量表是“音量单位表”，又称VU表

2、（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，1%时所需的时 间也应是300 30ms。图1音量表电路图1准平均值音量表（VU表）电路如图1所示，为音量 表（VU）电路，它是由一个合乎瞬态要求的直流表头，四只 二极管组成的全波整流器再加一个可调电阻为刻度校准和 量程（0dB，+17dB）转换量程器组。采用平均值检波器，直 流表头对信号的平均值起反映，而其刻度定标是用简谐信号 的有效值确定的。（例如标准音量表的0VU对应差简谐信号 的有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

3、的3dB 处，红色VU红色VU表两种度盘刻度标准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。节目音量【VU】表的时间特性，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30030ms，指针的过冲不得超过稳态值的1.5%， 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30030ms。图2绘出了它的指 示动作特性示意图。2.音量表技术条件性能

4、-GY/Z2-792.1灵敏度：当音量表加上1000Hz,1.228V简谐信号时, 指针指示为0VU.2.2 阻 抗;1000Hz 吐为 3900 欧-(200)2.3 幅频特性;31.5Hz-10kHz-+-0.2dB,20Hz31.5H z,和 10kHz20kHz-+_0.5dB2.4附加失真；【0. 1】指不信号加入时刻 信号消失时刻r300ms300ms图2 VU表时间特性VU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（d

5、B值）的 变化，因此不能将节目音量【VU】表的VU值与简谐信号的 有效值确定的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），这是节目音量【VU】表的缺点。节目峰值【PPM】表，针对节目音量【VU】表的缺点， 又在逐渐推广另一种音量表，叫“节目“峰值表”，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

6、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5 dB的余量，如图3所示。8-50-40-30-20-10十3 +1|J1J1 L 1 L 11士1r0313103050色图3 PPM表大动态阈值与对应准平均值标志标准PPM表的0dB相当于信号峰值为1.55V，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PP M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

7、的-9dB附近（通常是-6dB-12dB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

8、降时间却相当长，一般为1.5s左右，如图4所示。*1-1 Oms.信号消失时刻指示t*1-1 Oms.信号消失时刻指示t信号加入时刻OdB-匕4 PPM表时间特性示意可见，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

9、示值不能表示信号的响度，这是它的缺点录制系统中录音电平的正确选择和录制节目声音质量的 关系至关重要，准确地选择一个恰当的录音电平值，能够保 证录制节目声音质量的良好。一般的来说，一个录制系统应 包含：传声器、调音台及记录设备（如录音机、磁光盘记录 设备、音频工作站等）。当前，录制系统中又出现了数字录 制系统、数字和模拟混合录制系统及模拟录制系统。在这些 诸多系统中，节目声音信号最终都要记录在一个相应的载体 上（如磁带、磁光盘及硬盘等等）。这个记录载体上记录的 节目声音信号的质量，也就是这个录制系统的最终节目声音 信号的质量。录制系统中的录音电平将决定着节目声音信号 的质量，即准确地选择一个录音

10、电平，这个录制系统的节目 声音信号的质量才能有保障。这个录音电平在这里实际是指录音工作电平的简称，那 么在一个录制系统中录音工作电平是怎样确定下来的呢？ 这里首先要弄清楚一个录制系统的“动态阈”和“信号噪声 比”的概念，如图1所示，为某一个录制设备（如传声器、 调音台及记录设备）的动态阈和信号噪声比。如图1所示，对于一个电声设备或者是一个录制系统它 的动态阈和信噪比是有很大区别的，可是有很多人常把动态 阈和信噪比混为一谈，因此，对于正确选择录音工作电平是 有害的。也有人把节目声音信号的动态范围和电声设备的动 态阈相混淆。如图1所示，某电声设备的动态阈是该设备的 节目信号最高准峰值电平与该设备的

11、噪声准峰值电平之差（常用分贝表示）而此时的噪声准峰值电平应是该设备的噪 声准平均值电平减去约6dB即可。因为通常电声设备技术指 标给出的是噪声准平均值电平，而不是噪声准峰值电平，这 一点应加以注意。因为决定动态阈下限的噪声往往是“高斯 噪声”，这个噪声准峰值电平比噪声准平均值电平高约6dB。信号最高准峰值电平电平储备量信号最高准平均值电平 一j 动态阀信噪比三噪声准峰值电平噪声准平均值电平 约6dB噪声准平均值电平图1某设备的动态阈与信噪比的关系而这个电声设备的信噪比应是该设备的最大允许的不失 真电平，在这里是信号最高准峰值电平减去一个“电平储备 量”后即为该设备的信号最高准平均值电平，这个信

12、号最高 准平均值电平与噪声准平均值电平之差，即为该电声设备的 信噪比。显见，动态阈是用准峰值电平表示，而信噪比则是 用准平均值电平表示的，两者的区别是显而易见的了。而对于一个节目声音信号应称作为节目信号的“动态范 围”。而又不能称其为节目信号“动态阈”，这也是不能混淆 的。说到底，录制工作就是将节目信号（实际是节目信号的 动态范围）恰当地放置到这个电声设备的“动态阈”之中， 即节目大信号时，不产生削顶失真，而节目小信号时，又不 被该设备的噪声所淹没。录音工作电平的确定，就是录音师在录音时选择的一个 电平值，确定这个录音工作电平的依据是，一是要了解、掌 握所使用的录音设备动态阈，二是要了解、掌握

13、所录制的节 目信号动态范围，三是选择一个恰当的电平储备量，即是当 节目信号高潮来时，也不会产生削顶失真，节目低潮时，也 不会被设备的噪声所淹没。这个由信号最高准确值电平减去 电平储备量后的信号最高准平均值电平就是要选择的录音 工作电平。一、模拟录制系统中录音工作电平值的确定如图2所示，为一个模拟录制系统的示意图，它是由传 声器、调音台及录音机组成。如图3所示，为这个录制系统的电平图，它是由传声器、 调音台及录音机所组成，而信号最高准峰值电平和它们的噪 声准平值电平，又组成了该系统的电平图，这两个电平值在 相应设备的技术指标中可以查到。VU VU PPM PPM2传声器调音台录音机图2 一个模拟

14、录制系统的示意图传声器n |调音台录音机录音工作准平均值电平3=三9二信号最高准峰值电平 噪声准平均值电平 图3 一个模拟录制系统的录音电平示意图在这张录制系统电平图中恰当的选择各种设备的电平储 备量，如传声器调音台、录音机电平储备选取均为9dB，再 把传声器、调音台及录音机的录音电平曲线连接起来，即为 该系统的录音工作电平图。这个电平储备量（9 dB）的选取 是应考虑到所录制的节目峰值因数的大小而定的，若所录制 的节目声音信号的峰值因数很高（如经常是大于9 dB，而是 1012dB时），就应把电平储量选取的大一些如12dB，若是 所录制的节目声音信号的峰值因数较低，如峰值因数经常处 在6dB

15、左右，那么也可将这个“电平储备量”选取为6dB。 电平储备量的选取，应当视录制的节目信号的峰值因数而 定。电平储备量选择的过小时，节目峰值因数大时，则可出 现削顶失真，反之电平储备量选取的过大时，节目信号低潮 时，又可能被噪声所淹没。在录音时，是通过录制系统中的监视表即用音量单位表 （VU）和节目峰值表（PPM）来观察录音工作电平的。如图2所示，这个录制系统中音量单位表（VU）的主要作用是用 表来监视录音工作电平的，这种音量单位表（VU）是专门对 录音节目信号的强度进行计量的，用这种音量表（VU表） 作为节目信号传输和交换及录音时有一个共同的电平标准， 这种音量表（VU表）除了必须采用相同的计

16、算值以外，还 必须统一它们的时间特性、幅频特性、阻抗特性、刻度方式、 指示偏差以及这种音量表（VU表）对录制系统中电路引入 的附加畸变等等。另外，其他方面还有许多要求，我国制定 了关于音量表的标准，称之为音量表的技术条件”，因此 看来音量表不是普通的电流表，它是有严格的技术要求的， 据我所知，到目前为止，我国还不能制造出合格的音量表， 在国际上，也是只有那么很少的几家工厂，才能生产这种符 合要求的音量表。音量表的全称为“音量单位表”又称VU表，它是采用 平均值检波器并按简谐信号的有效值确定刻度的，因此，它 是一种准平均值表。而它的刻度用对数和百分数表示，并将 参考电平（OVU，100%）定在满

17、度以下（3VU处），标准音 量单位（VU）表的OVU（100%）相当于节目信号的准平均 值为1.228伏。（+4dBm）在录音时，这种音量表常作为听觉 强度感（即“音量”）的代表，换言之，音量表指示大时， 录音师对节目信号听觉强度感也就会强些。因此，音量表基 本反映出录音师的听觉强度感与节目信号成正比的关系。由于这种音量表的特性所限定它，不能“完全”反映出 节目信号的听感响度，更不能反映出节目信号的峰尖幅摆情 况，这是音量表的缺点。针对音量表（VU）的不是，在20世纪60年代又逐渐推 广另一种音量表一即峰值节目表又称PPM表，这种峰 值节目表（PPM）实际上是准峰值电平表，因为它是采用峰 值控波器而按简谐信号的有效值确定刻度的，并用电平值标 示。为扩大观察动态阈，峰值节目表（PPM）一般有50分 贝的有效刻度，其额定电平（OdB）至。满刻度一般留有5分 贝的余量。标准峰值表的OdB相当于信号准峰值为1.55伏。 但实际使用时OdB对应电压值也可根据具体情况来确定。如果在同一设备上同时使用音量单位表（VU）和峰值节 目表（PPM）时，VU表上OVU和PPM表指到OdB，两者 关系是怎样确定呢？ 一般是选用准峰平比为1 （OdB）的简 谐信号（如1KHZ）来校准额定电平时，它在音量单位表（VU） 表上指示值为OVU （即额定电平）时，在峰值节目表（PPM） 上即