Medição de uau e vibração - Wow and flutter measurement

A medição de wow e vibração é realizada em aparelhos de fita de áudio, gravadores e tocadores de cassete e outros dispositivos analógicos de gravação e reprodução com componentes rotativos (por exemplo, projetores de filme, toca-discos (gravação de vinil), etc.). Esta medição quantifica a quantidade de 'frequência oscilação '(causada por flutuações de velocidade) presente em termos subjetivamente válidos. As plataformas giratórias tendem a sofrer wow lento principalmente . Em sistemas digitais, os quais são trancados para osciladores de cristal , variações na temporização de relógio são referidos como caminhar ou jitter , dependendo da velocidade.

Enquanto os termos wow e flutter costumavam ser usados separadamente (para oscilações a uma taxa abaixo e acima de 4 Hz, respectivamente), eles tendem a ser combinados agora que existem padrões universais para medição que levam ambos em consideração simultaneamente. Os ouvintes consideram a vibração mais questionável quando a frequência real da oscilação é de 4 Hz, e menos audível acima e abaixo dessa taxa. Este fato forma a base para a curva de ponderação mostrada aqui. A curva de ponderação é enganosa, na medida em que presume a inaudibilidade de oscilações acima de 200 Hz, quando, na verdade, oscilações mais rápidas são bastante prejudiciais ao som. Uma flutter de 200 Hz a um nível de -50db criará 0,3% de distorção de intermodulação, o que seria considerado inaceitável em um pré-amplificador ou amplificador.

Técnicas de medição

Os instrumentos de medição usam um discriminador de frequência para traduzir as variações de tom de um tom gravado em uma forma de onda de vibração, que é então passada através do filtro de ponderação, antes de ser retificada de onda completa para produzir um sinal de variação lenta que aciona um medidor ou dispositivo de gravação. A indicação máxima do medidor deve ser lida como o valor de flutter.

Todos os padrões a seguir especificam o filtro de ponderação mostrado acima, junto com um retificador de onda completa de quase-pico lento especial projetado para registrar quaisquer breves excursões de velocidade. Como acontece com muitos padrões de áudio, esses são derivados idênticos de uma especificação comum.

IEC 386
DIN45507
BS4847
CCIR 409-3
AES6-2008

A medição geralmente é feita em um tom de 3,15 kHz (ou às vezes 3 kHz), uma frequência escolhida porque é alta o suficiente para dar boa resolução, mas baixa o suficiente para não ser afetada por quedas e perdas de alta frequência. Idealmente, a vibração deve ser medida usando um tom pré-gravado sem vibração. A vibração da gravação-repetição será então cerca de duas vezes maior do que a pré-gravada, porque as variações do pior caso serão adicionadas durante a gravação e a reprodução. Quando uma gravação é reproduzida na mesma máquina em que foi feita, uma mudança muito lenta de vibração baixa para alta será frequentemente observada, porque qualquer vibração cíclica causada pela rotação do cabrestante pode ir de adição para cancelamento conforme a fita desliza ligeiramente para fora sincronismo. Uma boa técnica é parar a fita de vez em quando e reiniciá-la. Isso geralmente resultará em leituras diferentes, pois a correlação entre a oscilação da gravação e da reprodução muda. Em máquinas precisas e bem mantidas, pode ser difícil obter uma fita de referência com tolerâncias mais altas. Portanto, um teste de gravação-reprodução utilizando a técnica stop-start, pode ser, para fins práticos, o melhor que pode ser realizado.

Efeitos audíveis

Uau e vibração são particularmente audíveis na música com oboé, cordas, violão, flauta, metais ou solo de piano. Enquanto wow é percebido claramente como variação de pitch, a flutter pode alterar o som da música de forma diferente, fazendo-a soar 'quebrada' ou 'feia'. Um tom de 1 kHz gravado com uma pequena quantidade de vibração (cerca de 0,1%) pode soar bem em uma sala de audição 'morta', mas em uma sala com reverberação, as flutuações constantes serão freqüentemente ouvidas com clareza. Estes são o resultado do tom atual 'batendo' com seu eco, que por ter se originado um pouco antes, tem uma altura um pouco diferente. O que se ouve é uma variação de amplitude bastante pronunciada, à qual o ouvido é muito sensível. Isso provavelmente explica por que as notas de piano soam "rachadas". Como elas começam altas e depois diminuem gradualmente, as notas de piano deixam um eco que pode ser tão alto quanto a nota final com a qual bate, resultando em um nível que varia de cancelamento completo a amplitude dupla a uma taxa de alguns Hz: em vez de uma nota suave morrendo, ouvimos uma fortemente modulada. As notas de oboé podem ser particularmente afetadas por causa de sua estrutura harmônica. Outra maneira que a vibração se manifesta é como um truncamento de caudas de reverberação. Isso pode ser devido à persistência da memória em relação à localização espacial com base nas reflexões iniciais e na comparação dos efeitos Doppler ao longo do tempo. O sistema auditivo pode ser distraído por mudanças de tom na reverberação de um sinal que deveria ser de tom fixo e sólido.

O termo "eco de vibração" é usado em relação a uma forma particular de reverberação que oscila em amplitude. Ele não tem nenhuma conexão direta com a vibração, conforme descrito aqui, embora o mecanismo de modulação por meio do cancelamento possa ter algo em comum com o descrito acima.

Desempenho do equipamento

As máquinas de fita profissionais podem atingir um valor de flutter ponderado de cerca de 0,02%, que é considerado inaudível.
Os decks de cassetes de última geração lutam para gerenciar cerca de 0,08% do peso, que ainda é audível em algumas condições.
Os reprodutores de música digital, como CD, DAT ou MP3, usam relógios eletrônicos para controlar a velocidade de reprodução. Os circuitos usados para controlar essas frequências permitem uma quantidade muito pequena de vibração (geralmente chamada de jitter ), mas o nível está muito abaixo do que o ouvido humano pode discernir.
A trilha sonora linear em gravadores de vídeo VCR tem muito mais impacto e flutuação do que a trilha de alta fidelidade VHS-HiFi contida no sinal de vídeo.

Velocidade absoluta

O erro de velocidade absoluta causa uma mudança no tom e é útil saber que um semitom na música representa uma mudança de frequência de 6%. Isso ocorre porque a música ocidental usa a 'escala de temperamento igual' com base em uma proporção geométrica constante entre doze notas; e a décima segunda raiz de 2 é 1,05946. Qualquer pessoa com um bom ouvido musical pode detectar uma mudança de tom de cerca de 1%, embora um erro de até 3% provavelmente passe despercebido, exceto por aqueles poucos com 'tom absoluto'. A maioria dos filmes 'cinema' exibidos na televisão europeia é acelerada em 4,166% porque eles foram filmados a 24 quadros por segundo, mas são digitalizados a 25 quadros por segundo para corresponder ao padrão PAL de 25 quadros / s 50 campos / s. Isso causa um aumento perceptível no tom das vozes, o que muitas vezes traz comentários surpresos dos próprios atores quando ouvem sua atuação em vídeo. Também pode frustrar as tentativas de tocar junto com a música de um filme, que está mais perto de um semitom agudo do que seu tom pretendido. Recentemente, a correção de pitch digital foi aplicada a alguns filmes, o que corrige o pitch sem alterar a sincronização labial, adicionando ciclos extras de som. Isso deve ser considerado uma forma de distorção, pois não há como alterar a altura de um som sem também desacelerá-lo, o que não altera a própria forma de onda.

Correção de flutter

Foram desenvolvidos novos processos DSP que corrigem o wow e a vibração rastreando várias espúrias na fita ou no filme, que podem ser reaproveitadas como referências de tempo. Vários lançamentos de DVD recentes (2006) utilizaram um sistema desenvolvido pela Plangent Processes que reduz substancialmente o wow e flutter de taxas muito altas a níveis extremamente baixos, com uma melhoria substancial na qualidade e sem adicionar distorção ou ciclos extras de som. O software Capstan da Celemony analisa o material musical já digitalizado e usa reprodução com velocidade variável para eliminar o wow e a vibração.

Raspagem vibração

A flutuação de alta frequência, acima de 100 Hz, pode às vezes resultar da vibração da fita ao passar sobre uma cabeça (ou outro elemento não rotativo no caminho da fita), como resultado da rápida interação de esticamento na fita e stick-slip no cabeça. Isso é denominado 'vibração de raspagem'. Ele adiciona uma aspereza ao som que não é típica de wow & flutter, e dispositivos de amortecimento ou rolos pesados às vezes são empregados em máquinas de fita profissionais para reduzir ou prevenir isso. A medição de vibração por raspagem requer técnicas especiais, geralmente usando um tom de 10 kHz.

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