Úrovně signálů, dynamický rozsah a přebuditelnost

By | 27.3.2004

STANDARDNÍ PRACOVNÍ ÚROVNĚ

V audiotechnice rozlišujeme několik odlišných „standardních“ pracovních úrovní signálů.Většinou je nevhodné odkazovat se toliko na specifickou úroveň (tj. +4dBu.), když chcete popisovat celkový rozsah citlivostí. (Pozn.: dBu jsou tzv. napěťové decibely a dBm výkonové decibely, souvislosti se objeví v dalším výkladu.) Z tohoto důvodu většina audio inženýrů rozlišuje tři základní kategorie pracovních úrovní signálů:

  1. Mikrofonní, nízká úroveň

 

Tento rozsah se rozprostírá od stavu bez signálu do -20dBu (77,5mV) nebo také -20dBm (77,5mV na zátěži 600Ohm = 10mikroW výkonu). Zahrnuje úrovně výstupů mikrofonů, kytarových snímačů, telefonních vložek a magnetofonových hlav (tj. úrovně na vstupech předzesilovačů pro tyto zdroje signálu). Přestože některé mikrofony mohou poskytnout větší výstupní úrovně při vysokých hladinách zvuku a vysoce citlivé kytarové snímače mohou překročit tuto úroveň až o 20dB (do 0 dBu a více), uvedený rozsah se nadále bere jako normální, průměrná hodnota.

 

  1. Linková, střední úroveň

 

Tento rozsah je od -20dBu nebo -20dBm do +30dBu (24,5V)  +30dBm(24,5V na zátěži 600Ohm = 1W). Je typický pro výstupy předzesilovačů a mixpultů a většinu vstupů a výstupů zařízení pro zpracování signálů, jako jsou limitéry a kompresory dynamiky, zpožďovače signálu, dozvukové jednotky, magnetofony a ekvalizéry. Jinými slovy pokrývá výstupní úrovně snad všech zařízení kromě výkonových zesilovačů.

 

  1. Reproduktorová, vysoká úroveň

 

Jedná se o úrovně rovné a vyšší než  +30dBu (24,5V) , tj. +30dBm (24,5V opět na 600Ohm = 1Watt). Charakteristické jsou pro výstupy výkonových zesilovačů, pro střídavý napájecí rozvod a pro kabely přenášející řídicí stejnosměrná napětí vyšší než 24V.

 

Proberme si tyto úrovně v kontextu zvukové aparatury. Nejnižší výkonové úrovně jsou na výstupech mikrofonů a gramofonových snímačů. Běžná řeč ve vzdálenosti 1 metr před „průměrným“ dynamickým mikrofonem produkuje výkon na jeho výstupu kolem triliontiny Wattu. Gramofonový snímač přehrávající průměrný záznam má úroveň asi tisíckrát vyšší, kolem biliontiny Wattu. Tyto signály jsou velmi slabé a konstruktéři vědí, že je nemohou vést „kolem dokola“ po šasi nebo dlouhými kabely bez extrémní náchylnosti k rušení a nežádoucím změnám ve frekvenční oblasti. Proto se používají mikrofonní a gramofonové předzesilovače aby zvýšily úrovně signálů  na střední, linkovou úroveň. Linkové úrovně jsou mezi 10 miliontinami a 250 tisícinami Wattu (1/4W). Tyto úrovně mají vztah k měrné jednotce „dBm“ takto:

 

-20dBm = 10mikroWattů (0,000 01 W)

0dBm =   1miliWatt (0,001 W)

+4dBm =   2,5miliWattů (0.0025 W)

+24dBm = 250miliWattů (0.25W)

 

Zatímco výstupy některých pultů a předzesilovačů mohou pracovat do nízkých impedancí, především se jedná o buzení sluchátek, typické linkové úrovně (řádu miliWattů) nemohou vybudit reproduktory na použitelnou úroveň. Není to pouze nedostatek výkonu pro úrovně vyšší než „šeptající“, výstupní obvody pultů jsou navrženy pro zátěže rozsahu 600Ohm až 50 000Ohm, nemohou tedy dodat ani těch jejich pár miliWattů výkonu do typického 8-ohmového reproduktoru bez toho, aby byly přetíženy. K posílení výstupu pultu musí být použit výkonový zesilovač, schopný budit reproduktorovou zátěž nízké impedance a dodávat požadované desítky a stovky Wattů výkonu.

Napsat komentář