Un medidor de unidad de volumen ( VU ) o indicador de volumen estándar ( SVI ) es un dispositivo que muestra una representación del nivel de señal en un equipo de audio .
El diseño original fue propuesto en el documento IRE de 1940 , A New Standard Volume Indicator and Reference Level , escrito por expertos de CBS , NBC y Bell Telephone Laboratories . [1] La Acústica Society of America lo estandarizó en 1942 (ANSI C16.5-1942) [2] [3] para su uso en instalaciones telefónicas y estaciones de transmisión de radio.
Los equipos de audio de consumo a menudo incorporan medidores VU, tanto por motivos de utilidad (por ejemplo, en equipos de grabación) como por motivos estéticos (en dispositivos de reproducción).
El medidor VU original es un dispositivo electromecánico pasivo, es decir, un amperímetro de movimiento d'Arsonval de 200 μA CC alimentado por un rectificador de óxido de cobre de onda completa montado dentro de la caja del medidor. La masa de la aguja provoca una respuesta relativamente lenta, que en efecto integra o suaviza la señal, con un tiempo de subida de 300 ms. Esto tiene el efecto de promediar los picos y valles de corta duración y refleja la sonoridad percibida del material con mayor precisión que los medidores PPM más modernos e inicialmente más caros . Por esta razón, muchos profesionales del audio prefieren el medidor VU a sus alternativas, aunque la indicación del medidor no refleja algunas de las características clave de la señal, en particular su nivel de pico, que en muchos casos no debe superar un límite definido.
0 VU es igual a +4 dBu , o 1,228 voltios RMS , una potencia de aproximadamente 2,5 milivatios cuando se aplica a través de una carga de 600 ohmios . 0 VU a menudo se denomina "0 dB". [4] El medidor no fue diseñado para medir la señal, sino para permitir a los usuarios apuntar el nivel de señal a un nivel objetivo de 0 VU (a veces etiquetado como 100%), por lo que no es importante que el dispositivo no sea lineal e impreciso para niveles bajos [ ¿según quién? ] . En efecto, la escala varía de −20 VU a +3 VU, con −3 VU justo en el medio (la mitad de la potencia de 0 VU). Los dispositivos puramente electrónicos pueden emular la respuesta de la aguja; son medidores VU en la medida en que respetan el estándar.
En la industria de la radiodifusión, el monitoreo de sonoridad fue estandarizado en 2009 en los Estados Unidos por el ATSC A/85, en 2010 en Europa por el EBU R-128, en 2011 en Japón por el TR-B32 y en 2010 en Australia por el OP-59.
Los diseñadores originales del medidor VU tenían la tarea de encontrar una manera de medir señales de audio complejas con una tecnología simple.
Dado que un medidor VU es un dispositivo mecánico, nunca puede reflejar los picos de señal instantáneos de señales de audio complejas. Por lo tanto, los diseñadores del medidor VU adoptaron un enfoque diferente. Crearon un medidor que no mide los picos, sino que simplemente los infiere. Un medidor VU real tiene una "característica balística" muy específica. Esto significa que responde a las señales de audio cambiantes a una velocidad muy precisa, pasando de la ausencia de señal al 99% de "0 VU" cuando se aplica un tono de onda sinusoidal de 1 kHz durante 300 milisegundos.
Cuando se utiliza un medidor VU, el sistema de audio se calibra con un tono de onda sinusoidal en un "nivel de referencia" para el sistema. En el nivel de referencia, el medidor VU muestra "0" para un tono de onda sinusoidal, pero el ingeniero debe saber que, con música o voz, siempre debe inferir que los niveles de pico están siempre entre 6 dB y 10 dB más altos que el nivel de referencia. La utilidad del medidor VU proviene del hecho de que para la mayoría de los tipos de fuentes de audio, el ingeniero de sistemas puede contar con que estos picos estén dentro de este rango y puede diseñar el sistema de audio con confianza. Una buena práctica de ingeniería es siempre incorporar un pequeño "margen de maniobra" adicional, como se lo llama, para cubrir las condiciones extrañas en las que una señal de audio puede exceder los niveles de pico normales o el operador del equipo no ajusta los niveles correctamente. Por lo general, los niveles que se consideran al diseñar sistemas que utilizan un medidor VU son:
El comportamiento de los medidores VU está definido en ANSI C16.5-1942, la norma británica BS 6840 y IEC 60268-17.
Definición de VU:
“La lectura del indicador de volumen será 0 VU cuando esté conectado a un voltaje de CA igual a 1,228 voltios RMS a través de una resistencia de 600 ohmios (igual a +4 [dBu]) a 1000 ciclos por segundo ”. [7] [8]
Nota: La referencia anterior es generalmente cierta ahora y siempre lo fue en la industria de la grabación. Sin embargo, en algunas instalaciones de transmisión de América del Norte hasta fines del siglo XX, el nivel de referencia ("0VU") era +8dBm en grandes instalaciones de estudio y algunas usaban una impedancia de 150 ohmios en todo el estudio. (CFRB Toronto y CFPL London Canada) Este fue otro "estándar" establecido en los primeros años del audio y el medidor VU se modificó cambiando las resistencias en serie para ajustar su sensibilidad. Esto no tuvo ningún efecto en la balística. [9]
El tiempo de subida , definido como el tiempo que tarda la aguja en alcanzar el 99% de la distancia a 0 VU cuando el VU-metro se somete a una señal que pasa de 0 a un nivel que indica 0 VU, es de 300 ms.
El sobreimpulso debe estar entre el 1 y el 1,5%.
El tiempo de caída es el mismo que el tiempo de subida, 300 ms.
La especificación de nivel se refiere a 1000 Hz . La lectura no debe desviarse de la lectura a 1000 Hz en más de 0,2 dB entre 35 Hz y 10 kHz o en más de 0,5 dB entre 25 Hz y 16 kHz.
Obsérvese que la especificación menciona únicamente formas de onda sinusoidales. Dado el principio electromecánico del medidor, la desviación de la aguja es en realidad aproximadamente proporcional al promedio de la parte de la señal con más de aproximadamente 0,4 V instantáneamente debido a los dos rectificadores de óxido de cobre siempre en serie, cuya curva de función de transferencia tiene un punto de inflexión alrededor de 0,2 V. Las señales generalmente no tienen una forma de onda sinusoidal ni mucho menos, incluso si todas caen dentro de la banda de paso del medidor VU. La lectura es el promedio del voltaje, [10] y no es una indicación de la potencia de la señal, que es proporcional al promedio del cuadrado del voltaje, o al valor de la raíz cuadrada media (RMS). Sin embargo, como lectura VU convencional , sirvió a su propósito como una indicación a) del nivel general y la dinámica de la señal y b) de la proximidad al nivel máximo admitido, para los operadores de equipos de grabación y transmisión. El personal de mantenimiento también podría utilizarlo como aparato de medición, para comprobar pérdidas en las transmisiones y alineación de niveles, siempre que utilicen exclusivamente ondas sinusoidales como señales de prueba.
El medidor VU y su atenuador deben presentar una impedancia de 7.500 ohmios al circuito al que está aplicado, medida con una señal sinusoide que fija el indicador a 0 dB.
El VU-metro fue desarrollado originalmente en 1939 por el esfuerzo combinado de Bell Labs y las emisoras CBS y NBC . [11] En las décadas de 1970 y 1980 , las pantallas duales planas llenas de neón con hasta 201 segmentos por canal estéreo [12] eran populares entre las emisoras como medidores VU de gráfico de barras rápidos.
La industria del audio de consumo a menudo utiliza indicadores de volumen que no cumplen ningún estándar. [13]
Los ingenieros de sonido de la BBC se referirían al medidor VU como el medidor "prácticamente inútil", [14] prefiriendo el PPM .
La investigación académica ha demostrado que un medidor SVI o VU se comporta de manera diferente a los medidores de valor promedio y RMS. La balística que muestra este instrumento, en respuesta a señales con un factor de cresta grande, coloca sus lecturas a medio camino entre ambos. Por ejemplo, un incremento de 3 dB en el factor de cresta de una señal de audio da aproximadamente una caída de −3 dB en un medidor RMS, −6 dB en un medidor de promedio y −4 dB en un medidor VU. [15]
