ITU-R 468 (definido originalmente en la recomendación 468-4 del CCIR , por lo que anteriormente también se conocía como ponderación del CCIR ; a veces denominado CCIR-1k ) es un estándar relacionado con la medición del ruido , ampliamente utilizado al medir el ruido en sistemas de audio. El estándar, [1] ahora denominado ITU-R BS.468-4, define una curva de filtro de ponderación , junto con un rectificador de cuasi pico que tiene características especiales definidas por pruebas de ráfaga de tonos específicas. Actualmente lo mantiene la Unión Internacional de Telecomunicaciones , que lo reemplazó del CCIR.
Se utiliza especialmente en el Reino Unido, Europa y antiguos países del Imperio Británico como Australia y Sudáfrica. [ cita necesaria ] Es menos conocido en los EE. UU., donde siempre se ha utilizado la ponderación A. [2]
La ponderación M es un filtro estrechamente relacionado, una versión compensada de la misma curva, sin el detector de cuasi pico.
La curva de ponderación A se basó en el contorno de igual volumen de 40 fonios obtenido inicialmente por Fletcher y Munson (1933). Originalmente incorporada en un estándar ANSI para sonómetros , la ponderación A estaba destinada a medir la audibilidad de los sonidos por sí mismos. Nunca estuvo destinado específicamente a la medición del ruido más aleatorio (casi blanco o rosa ) en equipos electrónicos, aunque la mayoría de los fabricantes de micrófonos lo han utilizado para este propósito desde la década de 1970. El oído humano responde de manera muy diferente a los clics y ráfagas de ruido aleatorio, y es esta diferencia la que dio lugar a la curva de ponderación CCIR-468 (ahora admitida como estándar de la UIT ), que junto con la medición de cuasi pico (en lugar de la curva rms La medición utilizada con ponderación A) se volvió ampliamente utilizada por las emisoras de Gran Bretaña, Europa y los países de la antigua Commonwealth británica , donde los ingenieros estaban fuertemente influenciados por los métodos de prueba de la BBC . Las compañías telefónicas de todo el mundo también han utilizado métodos similares a la ponderación ITU-R 468 con medición de cuasi pico para describir la interferencia objetable inducida en un circuito telefónico al conmutar transitorios en otro.
Los avances de la década de 1960, en particular la difusión de la radiodifusión FM y el desarrollo del casete de audio compacto con reducción de ruido Dolby-B , alertaron a los ingenieros sobre la necesidad de una curva de ponderación que diera resultados subjetivamente significativos sobre el ruido aleatorio típico que limitaba el rendimiento. de circuitos de radiodifusión, equipos y circuitos de radio. La ponderación A no estaba dando resultados consistentes, especialmente en transmisiones de radio FM y grabaciones en casetes compactos donde el énfasis previo en las frecuencias altas daba como resultado lecturas de ruido aumentadas que no se correlacionaban con el efecto subjetivo. Los primeros esfuerzos por producir una mejor curva de ponderación condujeron a un estándar DIN que se adoptó durante un tiempo para la medición de equipos de alta fidelidad europeos.
Los experimentos en la BBC llevaron al Informe EL-17 del Departamento de Investigación de la BBC , The Assessment of Noise in Audio Frequency Circuits , [3] en el que se informaron experimentos en numerosos sujetos de prueba, utilizando una variedad de ruidos que van desde clics hasta ráfagas de tonos y tonos rosados. ruido . Se pidió a los sujetos que los compararan con un tono de 1 kHz, y luego las puntuaciones finales se compararon con los niveles de ruido medidos utilizando varias combinaciones de filtro de ponderación y detector de cuasi pico existentes en ese momento (como los definidos en un estándar DIN alemán ahora descontinuado ). Esto condujo al estándar CCIR-468 que definió una nueva curva de ponderación y un rectificador de cuasi pico.
El origen de la actual curva de ponderación ITU-R 468 se remonta a 1956. El informe BBC EL-17 de 1968 analiza varias curvas de ponderación, incluida una identificada como DPB que fue elegida como superior a las alternativas: ASA, CCIF y OIRT. El gráfico de la curva DPB es idéntico al de la curva ITU-R 468, excepto que esta última se extiende a frecuencias ligeramente más bajas y más altas. El informe de la BBC afirma que esta curva fue dada en una "contribución del DBP (La Administración Telefónica de la República Federal Alemana) en el Libro Rojo Vol. 1 1957 que cubre la primera asamblea plenaria del CCITT (Ginebra 1956)". DBP es Deutsche Bundespost , la oficina de correos alemana que proporciona servicio telefónico en Alemania al igual que GPO en el Reino Unido. El informe de la BBC afirma que "esta característica se basa en pruebas subjetivas descritas por Belger". y cita un artículo de 1953 de E. Belger.
Dolby Laboratories adoptó la nueva ponderación CCIR-468 para medir el ruido en sus sistemas de reducción de ruido, tanto en cine (Dolby A) como en casetes (Dolby B), donde otros métodos de medición no demostraban la ventaja de dicha reducción de ruido. Algunos columnistas de Hi-Fi adoptaron con entusiasmo la ponderación 468 y observaron que reflejaba la mejora de aproximadamente 10 dB en el ruido observada subjetivamente en las grabaciones en casete cuando se utiliza Dolby B, mientras que otros métodos podrían indicar un empeoramiento real en algunas circunstancias, porque no atenuaban lo suficiente. Ruido superior a 10 kHz.
La Recomendación 468-1 del CCIR se publicó poco después de este informe y parece haberse basado en el trabajo de la BBC. Las versiones posteriores hasta CCIR 468-4 diferían sólo en cambios menores en las tolerancias permitidas. Este estándar luego se incorporó a muchos otros estándares nacionales e internacionales (IEC, BSI, JIS, ITU) y se adoptó ampliamente como método estándar para medir el ruido en radiodifusión, audio profesional y especificaciones de ' Hi-Fi ' a lo largo de la década de 1970. Cuando el CCIR dejó de existir, el estándar pasó a manos del UIT-R ( Unión Internacional de Telecomunicaciones ). El trabajo actual sobre esta norma se produce principalmente en el mantenimiento de IEC 60268, la norma internacional para sistemas de sonido.
La curva CCIR difiere mucho de la ponderación A en la región de 5 a 8 kHz, donde alcanza un máximo de +12,2 dB a 6,3 kHz, la región en la que parecemos ser extremadamente sensibles al ruido. Si bien se ha dicho (incorrectamente) que la diferencia se debe a la necesidad de evaluar la intrusión del ruido en presencia de material de programa, y no solo el volumen, el informe de la BBC deja claro que ésta no fue la base de los experimentos. La verdadera razón de la diferencia probablemente esté relacionada con la forma en que nuestros oídos analizan los sonidos en términos de contenido espectral a lo largo de la cóclea . Esto se comporta como un conjunto de filtros estrechamente espaciados con un factor Q aproximadamente constante , es decir, anchos de banda proporcionales a sus frecuencias centrales. Por lo tanto , las células ciliadas de alta frecuencia serían sensibles a una mayor proporción de la energía total en ruido que las células ciliadas de baja frecuencia. Aunque las respuestas de las células ciliadas no son exactamente Q constantes, y las cosas se complican aún más por la forma en que el cerebro integra las salidas de las células ciliadas adyacentes, el efecto resultante aparece aproximadamente como una inclinación centrada en 1 kHz impuesta a la ponderación A.
Dependiendo del contenido espectral, las mediciones de ruido con ponderación 468 son generalmente alrededor de 11 dB más altas que las con ponderación A, y esto es probablemente un factor en la reciente tendencia a alejarse de la ponderación 468 en las especificaciones de los equipos a medida que disminuye el uso de cintas de casete.
Es importante tener en cuenta que la especificación 468 cubre mediciones tanto ponderadas como 'no ponderadas' (utilizando un filtro de paso de banda de 22 Hz a 22 kHz y 18 dB/octava) y que ambas utilizan un rectificador de cuasi pico muy especial con una dinámica cuidadosamente diseñada (A- la ponderación utiliza detección RMS sin ningún motivo en particular [ cita necesaria ] ). En lugar de tener un simple "tiempo de integración", este detector requiere una implementación con dos "seguidores de picos" en cascada, cada uno con diferentes constantes de tiempo de ataque cuidadosamente elegidas para controlar la respuesta a ráfagas de tono únicas y repetidas de varias duraciones. Esto garantiza que las mediciones del ruido impulsivo tengan debidamente en cuenta nuestra reducida sensibilidad auditiva a ráfagas cortas. Esta medición de cuasi pico también se denomina ponderación sofométrica .
Esto volvió a ser importante porque las transmisiones exteriores se transmitían a través de "circuitos de música" que utilizaban líneas telefónicas, con clics de Strowger y otras centrales telefónicas electromecánicas. Ahora encuentra una nueva relevancia en la medición del ruido en las 'Tarjetas de Audio' de las computadoras, que comúnmente sufren clics cuando las unidades se inician y se detienen.
La ponderación 468 también se utiliza en la medición de distorsión ponderada a 1 kHz. Ponderar el residuo de distorsión después de eliminar la fundamental enfatiza los armónicos de alto orden, pero sólo hasta aproximadamente 10 kHz, donde la respuesta del oído cae. Esto da como resultado una única medición (a veces llamada medición de residuos de distorsión) que se ha afirmado que se corresponde bien con el efecto subjetivo incluso para amplificadores de potencia donde se sabe que la distorsión de cruce es mucho más audible de lo que sugerirían las mediciones normales de THD ( distorsión armónica total ).
La BBC y muchas otras emisoras todavía exigen la ponderación 468, [4] con una conciencia cada vez mayor de su existencia y del hecho de que es más válida en ruido aleatorio donde no existen tonos puros. [ cita necesaria ]
A menudo se citan cifras ponderadas A y ponderadas 468 para el ruido, especialmente en las especificaciones de los micrófonos.
Si bien no está destinada a esta aplicación, la curva 468 también se ha utilizado (compensada para colocar el punto de 0 dB a 2 kHz en lugar de 1 kHz) como "ponderación M" en estándares como ISO 21727 [5] destinados a medir el volumen o la molestia. de bandas sonoras de cine. Esta aplicación de la curva de ponderación no incluye el detector de cuasi pico especificado en la norma ITU.
Nota: este no es el estándar definitivo completo.
La curva de ponderación se especifica mediante un diagrama de circuito de una red de ponderación y una tabla de respuestas de amplitud.
Arriba se muestra el diagrama de circuito del filtro de ponderación ITU-R 468. Las impedancias de fuente y sumidero son ambas de 600 ohmios (resistivas), como se muestra en el diagrama. Los valores se toman directamente de la especificación ITU-R 468. Tenga en cuenta que, dado que este circuito es puramente pasivo, no puede crear la ganancia adicional de 12 dB requerida; cualquier resultado debe corregirse por un factor de 8,1333 o +18,2 dB.
Tabla de respuestas de amplitud:
Los valores de la tabla de respuesta de amplitud difieren ligeramente de los que aparecen en el diagrama de circuito, p. ej. debido a la resolución finita de los valores numéricos. En la norma se dice que se puede ajustar el condensador de 33,06 nF o se puede utilizar un filtro activo.
El modelado manual del circuito anterior y algunos cálculos dan esta fórmula para obtener la respuesta de amplitud en dB para cualquier valor de frecuencia dado:
dónde
Ráfagas únicas de 5 kHz:
Ráfagas de 5 ms, 5 kHz a velocidad de repetición:
Utiliza 22 Hz HPF y 22 kHz LPF 18 dB/década o más.
(Se agregarán tablas)
