Medidor de programa de pico

Hacia 1936 y 1937, las emisoras alemanas desarrollaron un medidor de pico de programa con un galvanómetro de espejo conocido como "Lichtzeigerinstrument" (indicador luminoso) para la visualización. El sistema constaba de un amplificador de potencia (por ejemplo, los modelos U21 y U71 de ARD ) y una unidad de visualización independiente (por ejemplo, los modelos J47 y J48 de ARD). ^{[ 9 ]} Una versión estéreo, conocida como "Doppel-Lichtzeigerinstrument", contenía dos pantallas de galvanómetro de espejo en una sola carcasa. Estas pantallas se siguieron utilizando hasta la década de 1970, cuando las pantallas de gráfico de barras de estado sólido se convirtieron en la norma.

El diseño se estandarizó como DIN 45406. Evolucionó hasta convertirse en el medidor de tipo I en la norma IEC 60268-10, y todavía se le conoce coloquialmente como DIN PPM. En comparación con los diseños de tipo II, tiene tiempos de integración y retorno más rápidos, un rango dinámico mucho más amplio y una escala semilogarítmica, y se calibra en dB con respecto al nivel máximo permitido. Sigue utilizándose en gran parte del norte de Europa. ^{[ 10 ]}

En la radiodifusión alemana, la señal analógica nominal correspondiente al Nivel Máximo Permitido fue estandarizada por ARD a 1,55 voltios (+6 dBu), y esta es la sensibilidad habitual de un medidor PPM tipo DIN para una indicación de 0  dB. El Nivel de Alineación (−3 dBu) se muestra en el medidor mediante una marca de escala en −9.

En Escandinavia se utiliza una variante del DIN PPM conocida como Nordic . Tiene los mismos tiempos de integración y retorno, pero una escala diferente, donde TEST corresponde al Nivel de Alineación (0 dBu) y +9 al Nivel Máximo Permitido (+9 dBu). ^{[ 3 ] [ 10 ] [ 11 ]} En comparación con la escala DIN, la escala Nordic es más logarítmica y abarca un rango dinámico algo menor.

En sus primeros años, la BBC utilizó varios métodos para medir el volumen de los programas, entre ellos el indicador de volumen y el voltímetro deslizante .

En 1932, cuando la BBC se trasladó a unas instalaciones construidas expresamente para la BBC en Broadcasting House , se introdujo el primer medidor de audio, denominado medidor de programa . Fue desarrollado por Charles Holt-Smith del Departamento de Investigación y se conoció como el medidor Smith . Este fue el primer medidor con marcas blancas sobre fondo negro. Funcionaba mediante un circuito que proporcionaba una característica de transferencia aproximadamente logarítmica , por lo que podía calibrarse en decibelios . Las características generales eran el resultado del circuito de excitación y la balística del mecanismo.

El primero de los medidores PPM fue diseñado por CG Mayo, también del Departamento de Investigación de la BBC. Entró en servicio en 1938. Conservaba la pantalla logarítmica blanca sobre fondo negro del medidor Smith e incluía todas las características de diseño clave que todavía se utilizan hoy en día con solo ligeras modificaciones: rectificación de onda completa , integración rápida y tiempos de retorno lentos, y una escala simple calibrada del 1 al 7.

Mayo y otros determinaron los tiempos de integración y retorno mediante una serie de experimentos. Inicialmente, pretendían crear un medidor de pico real para evitar que los transmisores superaran el 100 % de modulación. Crearon un prototipo de medidor con un tiempo de integración de aproximadamente 1 ms. Descubrieron que el oído tolera una distorsión de solo unos pocos milisegundos y que un tiempo de registro de 4  ms es suficiente. Establecieron un tiempo de retorno que representaba un compromiso entre un retorno rápido, que resultaba fatigante para la vista, y un retorno lento, que dificultaba el control. Los ingenieros decidieron que el medidor debía tardar entre 2 y 3 segundos en reducir su nivel 26  dB. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

El PPM de la BBC fue objeto de varias normas formales: BS 4297:1968 (sustituida); BS5428:Parte 9:1981 (sustituida) y luego BS 6840-10:1991. El texto de esta última es idéntico al PPM de tipo IIa en IEC 60268-10:1991. ^{[ 10 ]}

El nivel de alineación (0 dBu) y el nivel máximo permitido (+8 dBu) corresponden a las marcas de escala 4 y 6 respectivamente.

El PPM de la BBC fue adoptado por las emisoras comerciales del Reino Unido. Otras organizaciones de todo el mundo, como la EBU , la CBC y la ABC, utilizaron la misma dinámica, pero con escalas ligeramente diferentes. ^{[ 10 ]}

Los modernos medidores PPM británicos tienen una  separación de 4 dB entre las marcas de la escala. Los diseños más antiguos tenían una  separación de 6 dB entre el 1 y el 2. Esta discrepancia también puede encontrarse a veces en la posición equivalente en las escalas CBC y ABC derivadas.

Desde su creación en 1939 hasta 2009, la pantalla PPM estuvo disponible en forma de un mecanismo electromecánico de bobina móvil con una exigente especificación balística. Durante muchos años, estos fueron fabricados por Ernest Turner and Company, ^{[ 12 ]} y, posteriormente, por Sifam, con sede en Torquay. En 2009, Sifam anunció el fin de la producción del mecanismo de doble aguja Tipo 74. En 2010, Sifam cesó por completo la fabricación de mecanismos para medidores PPM. Tres importantes usuarios —Bryant Unlimited, Canford Audio y TSL— realizaron pedidos finales a Sifam para adquirir grandes existencias de medidores que abastecerían las actividades de fabricación y mantenimiento durante varios años. ^{[ 14 ]}

PPM británicos estéreo

Modo izquierda/derecha (AB)

Modo suma/diferencia (M6)

Modo suma/diferencia (M3)

PPM estéreo implementados en software: capturas de pantalla del paquete de código abierto baptools de BBC Research . ^{[ 15 ]}

En el Reino Unido, a veces se utilizan fonocaptores de doble aguja para estéreo. Las agujas roja y verde se usan para izquierda y derecha, respectivamente. Las agujas blanca y amarilla se usan para suma y diferencia (M y S). Una variante más reciente consiste en usar una aguja negra con punta naranja fluorescente para S en lugar de amarilla.

En algunas instalaciones de medición, la sensibilidad de la indicación S se puede aumentar en 20  dB; esto sirve para facilitar los procedimientos de alineación, por ejemplo, de pares de micrófonos estéreo o el azimut de los cabezales de las grabadoras de cinta analógicas, que dependen de la cancelación de la señal S.

M3 y M6

Los medidores M y S normalmente se ajustan al estándar M6, donde M  = (L  + R)  − 6  dB y S  = (L  − R)  − 6  dB. En otras palabras, las señales de suma y diferencia se atenúan en 6  dB antes de mostrarse en el medidor. Como resultado, las señales de amplitud y fase idénticas en los canales izquierdo y derecho hacen que el medidor M muestre exactamente la misma desviación que los medidores L y R individuales. Esto se debe a que la suma de dos señales idénticas produce un resultado 6  dB más alto que cualquiera de las fuentes, pero los medidores M y S muestran señales sumadas atenuadas en 6  dB para compensar. El estándar M6 significa que las fuentes mono duales (por ejemplo, un presentador paneado al centro de un escenario de sonido estéreo) pueden alcanzar un pico de 6 en ambos canales, y el medidor M también muestra 6.

El formato M6 ha reemplazado en gran medida al estándar M3 anterior, en el que la atenuación de suma y diferencia es de solo 3  dB. Este formato M3 está diseñado para proporcionar una indicación más precisa del nivel de la señal mono sumada al trabajar con material estéreo convencional. La premisa es que, al sumar dos señales de nivel similar pero que contienen sonidos no coherentes en fase (es decir, material estéreo típico), el resultado promedia 3  dB más que cualquiera de los canales de origen (en lugar de 6  dB más). El estándar M3 significa que el material estéreo real puede alcanzar un pico de 6 en ambos canales, y el medidor M también muestra 6. Sin embargo, las fuentes dual-mono solo pueden alcanzar un pico de 5,25 en cada canal para mantener el medidor M en 6.

Nota: el estándar de medición M6/M3 elegido no afecta al equilibrio audible relativo de los sonidos panoramizados hacia un lado frente al centro; esto lo determina únicamente la ley de panoramización del potenciómetro de panorama de la mesa de mezclas.

El estándar M6 se considera una forma más sencilla de medición para que la utilicen los locutores sin formación específica, ya que mantiene el medidor M en 4 para el nivel de alineación y en 6 para los picos, sin que el operador tenga que recordar restar 3  dB.

La radiodifusión comercial en el Reino Unido inicialmente utilizó M3 ^{[ 16 ]} , pero cambió a M6 en 1980. Esto fue estipulado por el Código de Buenas Prácticas de Ingeniería de la IBA . ^{[ 17 ]} Las instalaciones de la BBC utilizaron M3 hasta 1999. Actualmente, la BBC utiliza M6 tanto en radio como en televisión, aunque muchos equipos antiguos todavía están configurados para el estándar tradicional M3.

El EBU PPM es una variante del PPM británico, diseñado para el control de los niveles de programa en el intercambio internacional de programas. Está formalizado como PPM Tipo IIb en la norma IEC 60268-10. Es idéntico al PPM británico, salvo por la escala, que está calibrada en dB con respecto al Nivel de Alineación, marcado como TEST . También incluye marcas a  intervalos de 2 dB y a +9  dB, correspondientes al Nivel Máximo Permitido.

A finales de la década de 1930, se consideró el uso de PPM en EE. UU., pero se descartó en favor de un indicador de volumen estándar ( medidor VU ) por motivos de coste. Una investigación conjunta de CBS , NBC y Bell Labs descubrió que el uso de un diseño experimental de PPM (con un tiempo de integración relativamente largo de 25 ms) para el control de los niveles de programa solo proporcionaba una  ventaja de 1 dB sobre el medidor VU, en términos de nivel de salida promedio para una cantidad dada de distorsión. Se consideró que esta ventaja era demasiado pequeña para justificar el gasto mucho mayor. También se descubrió que los medidores VU proporcionaban lecturas más consistentes que los PPM al comparar los niveles de programa en el extremo emisor y receptor de líneas largas sujetas a retardo de grupo , que alteraba la forma de onda. ^{[ 18 ]} Este hallazgo ha sido cuestionado por otros. ^{[ 19 ]}

Un mito muy extendido es que el PPM se desarrolló como una alternativa superior al medidor VU. De hecho, el PPM fue anterior y, en todo caso, el medidor VU se desarrolló como una alternativa económica al PPM. ^{[ 18 ]}

Para 1980, ABC tenía alrededor de 100 PPM en uso en salas de control en Nueva York y su oficina de noticias en Washington, y estaba ordenando nuevas consolas con PPM instalados. Estos eran PPM de tipo II con las siete marcas etiquetadas −22, −16, −12, −8, −4, 0 y +4. ABC descubrió que una versión modificada del medidor EBU basada en la escala A del medidor VU era la mejor, ya que permitía a los operadores usar su jerga habitual como nivel cero , etc. ^{[ 19 ]} La apariencia es similar a una escala EBU excepto que los números son 8  dB más bajos.

Para facilitar la alineación tanto de los medidores VU como de los PPMS, ABC en Nueva York utilizó una señal de prueba especial conocida como ATS. Un  tono de 440 Hz alternaba entre un tono constante de +8  dBu (indicado en 0  VU y −8  PPM) y ráfagas de tono de +16  dBu (indicadas en 0 VU y 0 PPM). ^{[ 19 ]}

En 1978, los medidores PPM se utilizaban en la planta de Vancouver de la Canadian Broadcasting Corporation. Había entre 30 y 40 medidores PPM en funcionamiento, y solo uno o dos medidores VU se conservaban para resolver disputas con las compañías de telecomunicaciones . Se trata de medidores PPM de tipo II con siete marcas etiquetadas como −6, 0, +4, +8, +12, +16 y +20: esta escala muestra los niveles absolutos en dBu (o dBm en 600  Ω). Su apariencia es similar a la del medidor PPM de la ABC, excepto que todos los números son 16  dB más altos. ^{[ 19 ]}

La Corporación Sudafricana de Radiodifusión (SABC) utiliza un PPM Tipo II modificado con una placa de escala en blanco y negro calibrada en porcentaje y dB con respecto al Nivel Máximo Permitido, que es de +6 dBu. El Nivel de Alineación es de 0 dBu o 50%.