VUメーター
ピークLED付きアナログVUメーター

音量単位( VU )メーターまたは標準音量インジケーター( SVI ) は、オーディオ機器の信号レベルの表示を行うデバイスです。

オリジナルの設計は、1940年のIRE論文「新しい標準音量指示器と基準レベル」で提案されました。この論文は、 CBS、NBC、ベル電話研究所の専門家によって執筆されました。[ 1 ]その後、アメリカ音響学会が1942年にこれを標準化しました（ANSI C16.5-1942） [ 2 ] [ 3 ]電話設備やラジオ放送局での使用を目的としています。

民生用オーディオ機器には、実用目的（録音機器など）と美観（再生デバイスなど）の両方で VU メーターが搭載されていることがよくあります。

サラウンドオーディオVUメーターグラフィック

オリジナルの VU メーターは受動的な電気機械装置で、メーター ケース内に搭載された全波酸化銅整流器から供給される200 μA DCダルソンバル電流計です。針の質量により応答速度が比較的遅く、結果として信号の積分または平滑化が行われ、立ち上がり時間は 300 ミリ秒です。これにより、短時間のピークと谷が平均化され、より近代的で当初は高価だったPPMメーターよりも、素材の知覚される音量をより正確に反映します。このため、多くのオーディオ専門家は他の方法よりも VU メーターを好みますが、メーターの表示には信号の主要な特徴の一部、特にピーク レベルが反映されません。ピーク レベルは多くの場合、定義された限度を超えてはいけません。

0 VU は +4 dBu、または 1.228 ボルトRMSに相当し 、600オームの負荷に適用した場合の電力は約 2.5 ミリワットです。0 VU はしばしば「0 dB」と呼ばれます。[ 4 ]このメーターは信号を測定するためではなく、ユーザーが信号レベルを 0 VU (100 % と表示されることもあります) の目標レベルに向けられるように設計されたため、デバイスが非線形で低レベルに対して不正確であることは重要ではありません。実際には、スケールの範囲は -20 VU から +3 VU で、-3 VU がちょうど真ん中 (0 VU の半分の電力) になります。純粋に電子的なデバイスは針の反応をエミュレートする場合があります。それらは標準を尊重している限りにおいて VU メーターです。

放送業界では、ラウドネスモニタリングは、2009 年に米国で ATSC A/85、2010 年に欧州でEBU R 128、2011年に日本で TR-B32、2010 年にオーストラリアで OP-59 によって標準化されました。

鉛

VU メーターの元の設計者には、単純な技術で複雑なオーディオ信号を測定する方法を見つけるという課題がありました。

VUメーターは機械装置であるため、複雑なオーディオ信号の瞬間的な信号ピークを反映することはできません。そのため、VUメーターの設計者は異なるアプローチを採用しました。ピークを測定するのではなく、単に推測するメーターを開発しました。真のVUメーターは非常に特殊な「弾道特性」を備えています。これは、変化するオーディオ信号に非常に正確な速度で反応し、1kHzの正弦波トーンを300ミリ秒間印加すると、無信号から「0 VU」の99%まで上昇することを意味します。

VUメーターを使用する場合、オーディオシステムはシステムの「基準レベル」で正弦波トーンを用いてキャリブレーションされます。基準レベルでは、VUメーターは正弦波トーンに対して「0」を示しますが、エンジニアは音楽や音声の場合、ピークレベルが基準レベルより6dB～10dB高いことを常に想定する必要があります。VUメーターの有用性は、ほとんどの種類の音源において、システムエンジニアがこれらのピークレベルがこの範囲内にあると確信し、自信を持ってオーディオシステムを設計できるという事実にあります。優れたエンジニアリング手法は、オーディオ信号が通常のピークレベルを超えたり、機器のオペレーターがレベルを正しく調整できなかったりといった異常な状況に対応するために、常に少し余裕を持たせて「ヘッドルーム」と呼ばれる余裕を持たせることです。VUメーターを用いてシステムを設計する際に一般的に考慮されるレベルは以下のとおりです。

  • 基準レベル（通常 +4 dBu、トーンのみ有効）
  • 標準出力レベル（基準より 10 dB 高い、一般的なピークレベル）
  • クリップレベル（標準出力レベルより6 dB高い、異常な状況に対応するための「ヘッドルーム」）[ 5 ] [ 6 ]

標準特性

VU メーターの動作は、ANSI C16.5-1942、英国規格BS 6840、およびIEC 60268-17 で定義されています。

基準レベル

VU の定義:

「音量インジケータの読み取り値は、600オームの抵抗（+4 [dBu]に相当）に1.228ボルトRMSの交流電圧を1000サイクル/秒で接続したときに0 VUになるものとする。」[ 7 ] [ 8 ]

注：上記の基準は現在でも概ね真実であり、録音業界では常に真実でした。しかし、20世紀後半まで北米の一部放送設備では、大規模スタジオ設備において基準レベル（「0VU」）が+8dBmに設定されており、スタジオ全体で150Ωのインピーダンスが使用されていたところもありました（CFRBトロントおよびCFPLロンドン・カナダ）。これはオーディオ黎明期に確立されたもう一つの「基準」であり、VUメーターは直列抵抗を変更することで感度を調整していました。しかし、これは弾道特性には影響を与えませんでした。 [ 9 ]

立ち上がり時間

VUメーターの応答（黒線）とドラムビートの瞬間入力レベル（灰色の領域）の比較。レベルはdB、時間は秒で表されます。

立ち上がり時間は、VU メーターに 0 から 0 VU を示すレベルまで段階的に変化する信号を与えたときに、針が 0 VU までの距離の 99% に達するのにかかる時間として定義され、300 ミリ秒です。

オーバーシュートは1 ～ 1.5% 以内にする必要があります。

下降時間は上昇時間と同じ 300 ミリ秒です。

周波数応答

レベル仕様は1000 Hzにおけるものです。35 Hzから10 kHzまでは1000 Hzでの測定値から0.2 dB以上、25 Hzから16 kHzまでは0.5 dB以上ずれてはなりません。

仕様では正弦波形のみについて言及している点に注意してください。メーターの電気機械原理を考えると、2 つの酸化銅整流器が常に直列に接続されているため、針の偏差は実際には信号のうち瞬間的に約 0.4 V を超える部分の平均にほぼ比例し、その伝達関数曲線は 0.2 V 付近で屈曲します。信号は一般に、たとえすべてが VU メーターの通過帯域内にあるとしても、それほど正弦波形にはなりません。表示値は電圧の平均であり[ 10 ]、信号電力を示すものではありません。信号電力は電圧の 2 乗の平均、つまり二乗平均平方根 (RMS) 値に比例します。ただし、従来のVU 表示値としては、録音機器や放送機器の操作者にとって、a) 信号の全体的なレベルとダイナミクス、および b) 最大許容レベルへの近さを示すものとして役立ちました。保守スタッフは、テスト信号として正弦波のみを使用することを条件に、伝送損失やレベル調整をチェックするための測定装置としてもこれを使用することもできます。

インピーダンス

VU メーターとその減衰器は、インジケーターを 0 dB に設定する正弦波信号で測定され、適用される回路に対して 7,500 オームのインピーダンスを示す必要があります。

歴史

ネオンバーグラフVUメーター

VUメーターは、もともと1939年にベル研究所と放送局のCBSとNBCの共同作業によって開発されました。[ 11 ] 1970年代から80年代にかけて、ステレオチャンネルあたり最大201セグメントのネオンで満たされた平面デュアルディスプレイ[ 12 ]が、高速バーグラフVUメーターとして放送局の間で人気がありました。

その他のレベルメーター

消費者向けオーディオ業界では、標準に準拠していない音量インジケーターが頻繁に使用されています。[ 13 ]

BBCの音響エンジニアはVUメーターを「実質的に役に立たない」メーターと呼び、[ 14 ] PPMメーターを好んで使用していました。

学術研究によると、SVIメーターやVUメーターは平均値メーターやRMSメーターとは異なる動作をすることが示されています。このメーターは、大きな波高率を持つ信号に対して、両者の中間の測定値を示します。例えば、オーディオ信号の波高率が3dB増加すると、RMSメーターでは約-3dB、平均値メーターでは-6dB、VUメーターでは-4dBの低下を示します。[ 15 ]

もう一つの小型磁電計

参照

参考文献

  1. ^ Chinn, HA 「新しい標準ボリューム指標と基準レベル」（PDF）。
  2. ^ McKnight, John. G. (Jay) (2006-07-27). 「標準音量計（VUメーター）に関する質問と回答」（PDF） .オーディオエンジニアリング協会.
  3. ^ 「VUメーター情報」 . Engineering 360. 2017年3月23日閲覧。
  4. ^ VUメーター。
  5. ^ Schmid, Hans (1976年1月). 「オーディオ：テレビ放送の継子」. SMPTEジャーナル. 85 : 6–9 . doi : 10.5594/J07600 .
  6. ^ Schmid, Hans (1977年3月). 「オーディオプログラムレベル、VUメーター、ピークプログラムメーター」. IEEE Transactions on Broadcasting . BC-23 (1): 22– 26. doi : 10.1109/TBC.1977.266233 . S2CID 40700960 . 
  7. ^ボリューム単位またはVU
  8. ^ [1] Re: -dBm?
  9. ^出典: 著者は1970年代にこれらのシステムの開発に携わり、設計者と共同作業を行った。
  10. ^平均電圧チュートリアル
  11. ^ Robjohns, Hugh (2013年7月). 「PPMメーターとVUメーターの違いは何ですか？」 Sound on Sound.
  12. ^ 「プラズマパネルディスプレイ - デュアルリニアバーグラフ」（PDF）。Vishay Dale、米国ネブラスカ州コロンバス。2000年11月。 2014年3月8日閲覧。
  13. ^ Meter Madness Archived 2015-04-02 at the Wayback Machine – Mike Rivers.
  14. ^ 「オーディオ機器では、音量計はVUメーターと呼ばれることがあります。VUは何の略ですか？」 Guardian News and Media Ltd. 2011年. 2019年8月8日閲覧。
  15. ^オーディオメーターの弾道を評価する方法– Victor M. Acuña。
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