Il misuratore o misuratore VU è uno strumento che mostra il livello del segnale audio (un modulometro ). Si trova su apparecchiature audio professionali e su molti dispositivi di consumo, sia per la sua praticità che come elemento decorativo.
In un contesto professionale, il VU-meter, che significa misuratore di unità di volume , chiamato anche ufficialmente SVI , che significa Indicatore di volume standard , è definito dagli standard dal 1939, prima negli Stati Uniti e poi a livello internazionale.
I dispositivi destinati al grande pubblico spesso includono indicatori ispirati al VU-meter, ma che non sempre soddisfano le specifiche.
Il VU-meter è un passivo elettromeccanico dispositivo comprendente un pieno - onda ossido rameico raddrizzatore e 200 uA galvanometro balistico nello stesso involucro. Il tempo di salita dalla posizione di riposo alla posizione 100% è di 300 ms.
La scala, che può essere graduata in percentuale o in decibel, va da −20 a +3 dB , con −3 dB praticamente al centro del quadrante.
Lo strumento è stato progettato non per misurare il segnale, ma per indicare che si sta avvicinando al valore normale, indicato come 0 dB o 100%, in modo da consentire agli operatori di regolare il livello. Ecco perché è ufficialmente chiamato Indicatore di volume standard .
I dispositivi completamente elettronici e le applicazioni informatiche possono imitare la risposta della versione elettromeccanica, sono misuratori VU fintanto che soddisfano lo standard che lo definisce.
La standardizzazione del VU-meter è nata dalla necessità per molti operatori di telecomunicazioni e radiodiffusione , principalmente Bell Laboratories e le stazioni radio americane CBS e NBC , di coordinare la loro azione. Si decise che un unico strumento, di semplice fabbricazione, avrebbe soddisfatto cinque utilizzi:
Tra questi usi, due sono contraddittori: per evitare la distorsione, è necessario seguire il più fedelmente possibile il livello di picco del segnale, mentre per un'indicazione affidabile del volume è necessario fornire una media del valore rms su un periodo più lungo. Il rapporto tra i due risultati, chiamato fattore di cresta , varia notevolmente a seconda del segnale.
Esempi di fattore di cresta senza compressione :Si è quindi cercato un compromesso, con numerosi test psicoacustici che raccoglievano le opinioni degli ascoltatori sui difetti udibili ( distorsione ) e sul volume sonoro percepito al momento delle regolazioni affidandosi a differenti tipologie di strumenti.
Il sistema doveva anche essere semplice ed economico in modo da poter essere adottato ovunque. Quest'ultimo fattore è stato decisivo. Il sistema di rilevamento dei picchi di modulazione, che richiedeva circuiti elettronici, era più costoso da acquistare e mantenere; ma non aveva dato risultati molto superiori nei test psicoacustici.
Si è quindi deciso di adottare un circuito di rilevamento quadratico passivo, rappresentativo approssimativamente del valore rms del segnale nel range del normale livello di funzionamento grazie alla non linearità del ponte raddrizzatore, affidando una riserva di modulazione ( headroom ) ed esperienza dell'operatore protezione da sovraccarico.
Dopo dieci anni di pratica, i tecnici hanno concluso dalla "quasi totale assenza di lamentele da parte degli ascoltatori sulla forza relativa della parola e della musica [nei programmi CBS ]" che il sistema funzionava.
Le specifiche per i misuratori VU sono regolate da ANSI C16.5-1942, British Standard BS 6840 e IEC 60268-17.
“Il misuratore di volume segnerà 0 VU quando è collegato a un resistore da 600 ohm che fornisce 1 mW di potenza sotto un segnale sinusoidale di 1000 Hz . "
Il misuratore è normalmente collegato al circuito da un attenuatore, in modo tale che il circuito sia caricato con un'impedenza di 7.500 ohm e lo strumento visualizzi 0 dB per un'onda sinusoidale a 1,23 V (+ 4 dBu) .
La scala del misuratore VU si concentra sulla parte utile, sia per regolare il livello su 0 VU, sia per avere un'idea del volume del programma (o della musica).
Il livello 0 VU tiene conto della normale dinamica del suono e del fattore di cresta del segnale. Per un ingresso analogico, è −8 dB del livello nominale. Secondo lo standard, il livello nominale è di 12 dBu ( dB ri 0,775 V ), e il livello di 0 VU è quindi a +4 dB ri 0,775 V .
Per la conversione digitale, gli standard europei prevedono che il livello di riferimento di 0 VU diventi −18 decibel full scale (dBFS) . In Nord America, il livello di riferimento di 0 VU diventa −20 dBFS .
Il tempo di salita, definito dal tempo necessario affinché la lancetta raggiunga 0 dB dalla posizione di riposo quando sottoposta ad un passo di segnale che la porta a questo livello quando è stabile, è di 300ms.
Il superamento momentaneo di 0 deve essere compreso tra l'1% e l'1,5%.
La risposta dinamica del VU meter è stata scelta per fornire un'indicazione visiva insieme a una valutazione del volume soggettivo. In particolare, il movimento delle lancette facilita l'identificazione di una voce parlata che si sente, su una batteria di VU-meter corrispondenti a più canali.
L'operatore valuta la dinamica dei suoni a orecchio, per decidere di quanto deve deviare l'ago.
Lo standard richiede una risposta simile solo per i segnali a onda sinusoidale pura nello spettro audio.
L'indicazione dell'ago non deve deviare di oltre 0,2 dB da 35 Hz a 10 kHz e rimanere entro 0,5 dB da 25 Hz a 16 kHz .
Lo stesso Vu-meter (galvanometro e raddrizzatore) ha un'impedenza di 3.900 Ohm. Con la rete di attenuazione, il circuito deve essere caricato di 7.500 Ohm. Il collegamento del VU-meter non deve causare distorsioni superiori allo 0,3%.
Un VU-meter deve essere in grado di sopportare senza danni un sovraccarico pari a 10 volte la tensione dando 0 dB per 0,5 se un sovraccarico permanente della metà di questo valore.
Il colore crema e la graduazione del display elettromeccanico sono fissati dallo standard.