Indicateur crĂȘte vraie
En technologie audio numĂ©rique, un indicateur crĂȘte vraie est un modulomĂštre qui indique le niveau des crĂȘtes de signal par rapport Ă la valeur de la pleine Ă©chelle numĂ©rique (True Peak Level).
Cet afficheur est gradué en décibel pleine échelle (dB FS).
Problématique
Pour Ă©chantillonner un signal analogique qui ne comporte que des frĂ©quences infĂ©rieures Ă une limite f et le reconstruire Ă l'identique, il suffit d'utiliser une frĂ©quence 2 Ă f. Le rapport signal-bruit que l'on souhaite obtenir fixe le nombre de bits des Ă©chantillons. Pour n bits, les valeurs extrĂȘmes que l'on peut reprĂ©senter sont (2n-1) et -2n. En gĂ©nĂ©ral, la valeur de crĂȘte du signal dĂ©passe lĂ©gĂšrement la valeur de l'Ă©chantillon maximum de la suite de nombres qui le reprĂ©sente. Pour que cela ne soit pas, il faudrait que l'instant de l'Ă©chantillonnage corresponde au maximum du signal, ce qui a fort peu de chances de se produire.
Pour les signaux Ă frĂ©quence Ă©levĂ©e, qui ont peu d'Ă©chantillons par pĂ©riode, ce dĂ©passement peut atteindre plusieurs dĂ©cibels. Si l'Ă©chantillon maximum se trouve Ă la limite des valeurs reprĂ©sentables, la valeur de crĂȘte est supĂ©rieure Ă cette limite (0 dB FS).
En tĂ©lĂ©communications, en radiodiffusion, en tĂ©lĂ©diffusion, le signal numĂ©rique peut ĂȘtre transmis de machine Ă machine et de rĂ©seau Ă rĂ©seau. Si les horloges de ces machines ne sont pas synchronisĂ©es, le signal numĂ©rique va passer par un convertisseur de frĂ©quence d'Ă©chantillonnage, qui va dĂ©caler les Ă©chantillons dans le temps. On attend de ces convertisseurs qu'ils affectent le moins possible le signal. Ils ne pratiquent donc aucune correction. La transmission correcte du signal impose que la crĂȘte vĂ©ritable, quelle que soit la position des Ă©chantillons, soit infĂ©rieure au maximum.
Importance du niveau de crĂȘte vraie
- Un Ă©crĂȘtage provoque des distorsions qui se propagent au-delĂ des Ă©chantillons affectĂ©s, dĂšs qu'un traitement du signal intervient.
- Les concepteurs de convertisseurs numérique-analogique doivent en tenir compte pour éviter la distorsion (mais ça n'a pas toujours été le cas).
- Ă l'intĂ©rieur d'un mĂȘme rĂ©seau, des machines peuvent avoir leur propre horloge, de qualitĂ© supĂ©rieure, et transmettre Ă travers des convertisseurs de frĂ©quence d'Ă©chantillonnage.
- Le signal peut aussi ĂȘtre transmis Ă des codecs afin de subir une compression de donnĂ©es. On n'attend des codecs, comme des convertisseurs, aucune correction. Mais les codecs dĂ©composent le signal en plusieurs bandes de frĂ©quences avant de les traiter sĂ©parĂ©ment. Retirer d'un signal des composantes peut augmenter le niveau, parce que ces composantes s'opposaient Ă la fondamentale ; si la limite du systĂšme est trop proche, cela peut rĂ©sulter en une surcharge. Les systĂšmes de compression de donnĂ©es tiennent compte de ce que l'oreille est insensible Ă la phase des composantes du son, et ne transmettent pas cette information inutile. Les composantes harmoniques du signal reconstituĂ© n'ont pas nĂ©cessairement les mĂȘmes rapports de phase. L'amplitude du signal rĂ©sultant dĂ©pendant de la phase de ses composants, elle n'est pas conservĂ©e Ă travers les codecs. Il faut donc une rĂ©serve de modulation, en plus d'une connaissance du niveau de crĂȘte vraie, quand des codecs psychoacoustiques sont prĂ©vus.
Comment mesurer la crĂȘte vraie
Le modulomÚtre doit effectuer un suréchantillonnage.
Toutefois, comme une précision de l'ordre de 1 % (0,1 dB) est suffisante, on peut utiliser pour ce suréchantillonnage des algorithmes simplifiés.
L'afficheur doit conserver la valeur maximale suffisamment longtemps pour qu'elle soit lisible, avant de la remplacer par une valeur inférieure.
Autres applications
La dĂ©tection des niveaux de crĂȘte vraie peut servir de signal de commande Ă un limiteur capable de supprimer les dĂ©passements Ă©ventuels en rĂ©duisant la Dynamique sonore.
Notes, références, compléments
Bibliographie
- recommandation ITU BS. 1770-2 reprise par la (en)recommandation EBU R 128.
- (en) SĂžren H. Nielsen et Thomas Lund, « 0dBFS+ levels in Digital Mastering », AES Preprint,â