La norma ITU-R 468 (originalmente definida en la recomendación 468-4 del CCIR , por lo que antes también se conocía como ponderación del CCIR ; a veces denominada CCIR-1k ) es una norma relacionada con la medición del ruido , ampliamente utilizada para medir el ruido en sistemas de audio. La norma, [1] ahora denominada 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 especificadas. Actualmente es mantenida por la Unión Internacional de Telecomunicaciones, que la reemplazó del CCIR.
Se utiliza especialmente en el Reino Unido, Europa y antiguos países del Imperio Británico como Australia y Sudáfrica. [ cita requerida ] 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 desplazada de la misma curva, sin el detector de cuasi-pico.
La curva de ponderación A se basó en el contorno de igual sonoridad de 40 fonios derivado inicialmente por Fletcher y Munson (1933). Originalmente incorporada en un estándar ANSI para medidores de nivel de sonido , la ponderación A fue pensada para la medición de la audibilidad de los sonidos por sí mismos. Nunca fue pensada específicamente para la medición del ruido más aleatorio (casi blanco o rosa ) en equipos electrónicos, aunque la mayoría de los fabricantes de micrófonos la han utilizado para este propósito desde la década de 1970. El oído humano responde de manera bastante 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 medición rms utilizada con ponderación A) se volvió ampliamente utilizada por las emisoras de toda Gran Bretaña, Europa y los antiguos países de la Commonwealth británica , donde los ingenieros estaban muy influenciados por los métodos de prueba de la BBC . Las compañías telefónicas de todo el mundo también han utilizado métodos similares a la ponderación UIT-R 468 con medición de cuasi-pico para describir la interferencia objetable inducida en un circuito telefónico por transitorios de conmutación 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 los circuitos de transmisión, equipos y circuitos de radio. La ponderación A no estaba dando resultados consistentes, especialmente en las transmisiones de radio FM y la grabación de casetes compactos, donde el preénfasis de las frecuencias altas estaba dando como resultado lecturas de ruido aumentadas que no se correlacionaban con el efecto subjetivo. Los primeros esfuerzos para producir una mejor curva de ponderación condujeron a una norma DIN que se adoptó para la medición de equipos de alta fidelidad europeos durante un tiempo.
Los experimentos en la BBC condujeron al Informe EL-17 del Departamento de Investigación de la BBC , The Assessment of Noise in Audio Frequency Circuits (La evaluación del ruido en circuitos de audiofrecuencia) , [3] en el que se informaron experimentos en numerosos sujetos de prueba, utilizando una variedad de ruidos que iban desde clics hasta ráfagas de tonos y ruido rosa . Se pidió a los sujetos que los compararan con un tono de 1 kHz, y las puntuaciones finales se compararon luego con los niveles de ruido medidos utilizando varias combinaciones de filtro de ponderación y detector de cuasi-pico que existían en ese momento (como los definidos en una norma DIN alemana ahora descontinuada ). Esto condujo a la norma CCIR-468 que definió una nueva curva de ponderación y rectificador de cuasi-pico.
El origen de la curva de ponderación actual de la UIT-R 468 se remonta a 1956. El informe BBC EL-17 de 1968 analiza varias curvas de ponderación, incluida una identificada como DPB que se eligió como superior a las alternativas: ASA, CCIF y OIRT. El gráfico del informe de la curva DPB es idéntico al de la curva de la UIT-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 se proporcionó en una "contribución de la 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 como lo hace la 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 su uso en la medición del ruido en sus sistemas de reducción de ruido, tanto en el cine (Dolby A) como en las grabadoras de casete (Dolby B), donde otros métodos de medición no conseguían demostrar las ventajas de dicha reducción de ruido. Algunos columnistas de Hi-Fi adoptaron con entusiasmo la ponderación 468, observando que reflejaba la mejora de aproximadamente 10 dB en el ruido observado subjetivamente en las grabaciones de casete al utilizar Dolby B, mientras que otros métodos podían indicar un empeoramiento real en algunas circunstancias, porque no atenuaban suficientemente el ruido por encima de los 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 la CCIR 468-4 diferían sólo en cambios menores en las tolerancias permitidas. Esta norma se incorporó luego a muchas otras normas nacionales e internacionales (IEC, BSI, JIS, ITU) y se adoptó ampliamente como el método estándar para medir el ruido en la radiodifusión, el audio profesional y las especificaciones de " Hi-Fi " a lo largo de la década de 1970. Cuando el CCIR dejó de existir, la norma fue asumida oficialmente por la ITU-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 un requisito para evaluar la intrusión del ruido en presencia de material de programa, en lugar de solo la intensidad, el informe de la BBC deja en claro el hecho de que esta no fue la base de los experimentos. La verdadera razón de la diferencia probablemente se relaciona con la forma en que nuestros oídos analizan los sonidos en términos de contenido espectral a lo largo de la cóclea . Esta 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 el ruido que las células ciliadas de baja frecuencia. Aunque las respuestas de las células ciliadas no son exactamente constantes Q, 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 sobre la ponderación A.
Dependiendo del contenido espectral, las mediciones de ruido ponderadas en 468 son generalmente alrededor de 11 dB más altas que las ponderadas en A, y esto es probablemente un factor en la reciente tendencia a abandonar la ponderación 468 en las especificaciones de equipos a medida que disminuye el uso de cintas de casete.
Es importante darse cuenta de que la especificación 468 cubre tanto la medición ponderada como la "no ponderada" (utilizando un filtro de paso de banda de 18 dB/octava de 22 Hz a 22 kHz) y que ambas utilizan un rectificador de cuasi-pico muy especial con una dinámica cuidadosamente diseñada (la ponderación A utiliza la detección RMS sin ninguna razón en particular [ cita requerida ] ). En lugar de tener un simple "tiempo de integración", este detector requiere una implementación con dos "seguidores de pico" en cascada, cada uno con diferentes constantes de tiempo de ataque cuidadosamente elegidas para controlar la respuesta tanto a ráfagas de tonos simples como repetidas de varias duraciones. Esto garantiza que las mediciones del ruido impulsivo tengan en cuenta adecuadamente nuestra sensibilidad auditiva reducida a las ráfagas cortas. Esta medición de cuasi-pico también se llama ponderación sofométrica .
En el pasado, esto era más importante porque las transmisiones externas se transmitían a través de "circuitos musicales" 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 encienden y se apagan.
La ponderación 468 también se utiliza en la medición de distorsión ponderada a 1 kHz. La ponderación del residuo de distorsión después de la eliminación de la fundamental enfatiza los armónicos de orden alto, pero solo hasta aproximadamente 10 kHz, donde la respuesta del oído disminuye. Esto da como resultado una sola medición (a veces llamada medición del residuo de distorsión) que se ha afirmado que 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 aún exigen la ponderación 468 [4] , y cada vez hay más conciencia de su existencia y de que es más válida en casos de ruido aleatorio donde no existen tonos puros. [ cita requerida ]
A menudo se citan cifras ponderadas A y 468 para el ruido, especialmente en las especificaciones de micrófonos.
Aunque no está pensada para esta aplicación, la curva 468 también se ha utilizado (desplazada para colocar el punto 0 dB en 2 kHz en lugar de 1 kHz) como "ponderación M" en normas como la ISO 21727 [5] destinadas a medir la sonoridad o la molestia de las 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 del 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 se obtienen del diagrama del circuito, por ejemplo, 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 utilizar un filtro activo.
Modelando a mano el circuito anterior y algunos cálculos dan esta fórmula para obtener la respuesta de amplitud en dB para cualquier valor de frecuencia dado:
dónde
Ráfagas individuales de 5 kHz:
Ráfagas de 5 ms y 5 kHz a frecuencia de repetición:
Utiliza 22 Hz HPF y 22 kHz LPF 18 dB/década o más.
(Se añadirán tablas)
