dBr_dBu

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浅谈音频信号测量中应注意的问题
整流桥堆
田晓风
(吉林市广播发射台,吉林 吉林 132000)
音频测试是广播电视节目传输中经常遇到的问题,每一部音频设备或高频发射机对输入的音频信号电平都有着一定的要求,以我台使用的意大利产RVR的调频激励器为例:它的输入电平是-13db~+13db,随着广播技术的发展和数字音频广播的广泛使用,音频测试方法和测试仪器都发生了很大的变化,本文只是从实际应用中简要的谈一谈音频测量中遇到的几个问题。
一、    dbm和dbu的区别     
音频广播中我们经常对音频节目源的电平进行测量,我们也经常听到电平值是0dbm或+4dbm,而且许多设备的音频指标也用dbm来表示,但是我们知道dbm是一个表示功率的单位,而我们测量的音频电平是一个电压值,它的正确表示应该是dbu。为什么会出现用dbm来表示音频信号的大小呢?早期的广播系统和专业音频领域中很多设备都是按最大功率传输方式来互相连接的,这就要求上一级设备的输出阻抗与下一级设备的输入阻抗相匹配。根据当时变压器和真空管的技术,标准输入和输出阻抗是600Ω。单位dbm就是相对于1mW的测量功率,是用于测量功率传输。既dbm=10lg(V2/600Pr);Pr是1mW,V是测得的电压。
功率测量在音频系统中是很少使用的,大多数测量都是使用电压表。得到的数值可以用dbu表示。既dbu=20lg(V/0.775)在负载是600Ω电阻时,消耗1mW功率的电压值是0.775V当提供此电压时,仪器都计算并读出0dbm。由于早期的技术限制,几乎总是使用600Ω阻抗,早期的测量仪器就假定了这一阻抗,尽管他们不测量功率,只要假设电压表跨接了一个600Ω负载就可以正确计算出用dbm表示的功率。因此,在600Ω系统中dbm和dbu读数是相同的,只要出现dbm就意味着设备采用的是功率匹配接法。音频输出设备中,一般使用XLR,接口多均为600Ω平衡式输出信号,此种方法可进行长为100米的长线输出。
但是在现代音频设备由于采用了半导体,一般都有很低的输出阻抗和很高的输入阻抗,这种传输方式是追求最大电压而忽略了功率。dbm作为一个功率单位,是不适合这种测量方式的,更恰当的单位是
dBu。由于它测量电压,不论电路阻抗如何,它总能准确读出dbm值。
当电路阻抗远大于600Ω时,如果还在错误地使用单位dBm,就会得到非常错误的结果。例如,现代设备制造商要求提供一个+4dBm的信号给一个设备,电路的输入阻抗是10KΩ,根据功率的计算公式:4=10lg(v2/10k),计算信号幅度为5V。对于输入电路,这个值肯定会大得过载,导致钳位。它真正想要的是+4dBu信号,也就是1.22V,这是现代音频设备比较合理的电平。那
么怎样判断出哪个指标是真正的dBm,哪个是dBu?在音频测量中,一般的原则是:应该将dBm读作d
Bu,除非你知道你的设备终接电阻不是600Ω。使用音频测量仪的信号发生器加载功能可以方便地测量设备的输入阻抗。如果在高阻状态测量设备,或者不确定设备的输入阻抗,最好选择信号发生器的最小阻抗并使用dBu作单位,在大多数情况下这都是正确的。即使是最坏的情况,根据分压公式V=VsR1/R1+Rs测量结果也仅仅有零点几分贝的误差。
二、    模拟信号的幅度单位
(1)V—伏特,基本的幅度单位。
递进式分配器(2)Vp—峰值电压。
(3)db—两个测量电压之间的相对分贝值。
(4)dbv—相对与1V的分贝值。
(5)dbu—相对与0.775的分贝值。
dBr 是一個在當下量測時,付予電子電路內,一量測的參考電壓.製造商會在手冊上說明某一環節的電路
所求出的值.是以多少量測的參考電壓dBr 來測得的.淺說也就是參考電壓從單一訊號到全頻20~20k.
其量測的校準刻度是在0 dBr .又一般 0 dBr = 1.23 Vrms = + 4dBv 除非是使用不同的量測的參考電壓.
那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.
以上是我们在实际应用中经常使用到的单位。
氨基酸水解三、数字音频信号测量
随着数字技术的发展,数字输入,模拟输出的设备越来越多。数字电视接收的音频输出口主要是双声道、立体声和多声道的非平衡口,所以其音频输出口的电压、阻抗和连接器形式等必须满足指标要求,才能使声音达到满意的效果。
数字音频信号测量中经常使用到单位“dbFS”。0dbFS既是指满刻度的数字音频参考电平,即“数字满刻度电平”,它是指在数字域的音频系统中,A/D或D/A转换器可能达到的“数字过载”之前的最大可编码模拟信号电平。0dbFS为数字音频信号最高峰的绝对值,与16bit线性编码PCM信号对应的最高值为7FFF(16进制),最高负值电平为8000(16进制),十进制数为32767。
不同国家对数字设备满度电平值OdBFS所对应的电平模拟信号的电平值不尽相同,目前还没有这个标准数字码的国际标准,常见的是SMPTE。(美国电影电视工程师学会)和EBU(欧洲广播联盟)推荐的两个方案。SMPTE推荐的转换基准规定为对于16bit的PCM声音信号,频率为lkHz的模拟正弦波信号的
正、负峰值使A/D转换器分别产生OCCD,F333数字码时的幅度为参考电平。OCCD和F333对应的十进制数为3277,因20lg3277/32767≈-20dBFS,所以SMPTE推荐的参考电平为-20dBFS。
EBU推荐的转换基准规定对于l6bit的PCM 声音信号,频率为lkHz的模拟正弦波信号的正、负峰值使A/D转换器分别产生0FFF,F000数字码时的幅度为参考电平。0FFF,F000对应的十进制数为4095,因20lg4095/32767≈-18dBFS
,所以EBU推荐的参考电平为-18dBFS。
尼龙抛光轮针对不同的模拟基准电平,0dBFS所对应的模拟信号电压电平也不同。由于中国广播系统中采用+4dBu作为音频系统的校准电平,所以广播电影电视行业标准GY/T192规定数字设备的满度电平值0dBFS对应的模拟信号电平为24dBu,考虑到中国广播电台的实际情况,现阶段允许满度电平值0dBFS对应的模拟信号电压电平+22dBu的数字设备继续使用。
测试数字电视接收产品的音频输出电平时必须对测试码流中的音频信号电平进行规定。GY一192规定中国的数宇音频满刻度电平0dBFS对应的模拟信号电平为+24dBu,但国际上对这个对应关系并没有统一的标准。另外因应用场合不同,各种仪器设备的数字满引度所对应的模拟电平也不相同。目前中国生产企业和测试机构多选用国外生产的数宇测试信号发生器,主要产品有美国泰克公司生产的MTG系列和R&S公司生产的DVRG等。其中DVRG对音频信号有如下规定:感应门制作
古代建筑模型
0dBr=+6dBu=l.66V(DIN45406),
0dBFS=满刻度,16bit编码,对应信号峰一峰的十进制数为65536;
0dBr=- 6dBFS,16bit编码,对应信号峰一峰的十进制数为32768(土16384)。可以看出,DVRG的数宇满刻度电平OdBFS对应的模拟电平不是+24dBu,而是+l2dBu,其参考电平是-6dBFS(+6dBu)。《有线数字电视系统用户终端接收机入网技术条件和测量方法第一部分:透明传输电性能参数》(暂行)中规定:在测量数字有线电视接收机的音频输出电平时应采用-20dBFS(+4dBu)的信号,要求接收机的输出电平不小于-8dBu。但是如果使用DVRG作为信号源,其-20dBFS所对应的不是+4dBu,而是-8dBu,如果仍采用-20dBFS的信号进行测试,会造成测试结果的不正确。因此在使用数宇测试信号发生器前,应对其音频数字满刻度所对应的模拟信号电平进行确认,采用标准规定的信号电平进行测试,才能保证测试结果的准确性。
以上是我们对音频测试中的一些经验和心得,希望本文能给同行在维护运行中起到参考和借鉴的作用。

本文发布于:2023-05-25 06:30:09,感谢您对本站的认可!

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标签:电平   音频   信号   数字   测量   设备   测试
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