A cosa serve il fattore di cresta? (cc)
Inviato: 15/04/2017, 13:55
Il fattore di cresta FC (CF= Crest Factor) di un segnale è definito come il rapporto tra il valore di picco ed il valore RMS del segnale stesso.
La dinamica, invece, è la differenza tra il livello più basso ed il livello più alto di un programma musicale.
Mentre la dinamica è una grandezza soggettiva, l' FC è una grandezza oggettiva che si misura con precisione. Noto l'FC di un programma musicale possiamo dimensionare con cognizione di causa sia i diffusori che la potenza dell'amplificatore.
Dato che, in casa, dobbiamo riprodurre quello che c'è nei supporti (LP, CD, file, ecc.) interessa l'FC dei segnali che troviamo in questi supporti. Se poi vogliamo andare in giro per concerti a misurare tutto quello che vogliamo misure è certamente un utile esercizio ma, alla fine, dobbiamo riprodurre quello che troviamo nei supporti.
Per prima cosa l'FC va misurato. Si prendono un cero numero di CD, si estraggono le tracce, e si misura il fattore di cresta direttamente dai valori dei campioni digitali. Si può dimostrare che l'errore sul calcolo dell' FC è minore di qualche parte per cento nel peggiore dei casi.
La statistica condotta su diverse centinaia di tracce ha mostrato che esiste una categoria di registrazioni con FC attorno a 3 (tipicamente pop e rock) che suonano già abbastanza male da non dover essere considerate. Poi c'è una categoria di tracce con FC superiori a 3 ma inferiori a 10 e una minoranza di trace con FC superiori a 10. L' "Uccello di Fuoco" (Telarc) ha un FC pari a 26. Il massimo che possiamo trovare in un CD musicale non supera il 30. Dobbiamo dimensionare l'impianto sulle tracce con FC massimo (anche se si possono accettare delle limitazioni specie con gli amplificatori a valvole).
Partiamo da un programma musicale con FC=3.
Dalla definizione FC=Vpicco/VRMS segue che VRMS=Vpicco/FC.
Ora quel' è questa Vpicco? è la massima tensione di picco che l'amplificatore può applicare al carico. Come riferimento prendiamo 40 Volt che è massima tensione di picco di un amplificatore da 100 Watt. Calcoliamo quindi 40/3=13.3 VRMS
Questo significa che, quando il volume del nostro l'ampli da 100 Watt è regolato per sfiorare il clipping durante la riproduzione, ai morsetti del diffusore ci sono 13.3 Vrms.
Presi come riferimento i canonici 2.82 VRMS, con 40 Vpicco si ottengono 23 dB in più rispetto alla sensibilità del diffusore.
Un diffusore da 90 dB (2.83Vrms@1metro) produrrà 90+23=113 dB di picco a 1 metro.
L'SPL invece si calcola come 90+20log(13.3/2.83)= 103.4 dB sempre a un metro.
Si noti, in questo caso, che tra l'SPL ed il picco massimo ci sono circa 10 dB.
Si noti anche che viene sfruttata tutta l'escursione di tensione dell'amplificatore ma solo 22 Watt di potenza continua sui 100 disponibili.
Il primo risultato è che, nel caso peggiore, utilizziamo meno di un quarto della potenza continua dell'amplificatore.
Adesso vediamo un esempio con una traccia con FC=10.
La pressione di picco rimane la stessa (113 dB) ma questa volta l'SPL vale 90+20log(4/2.83)= 93.0 dB (40/10=4). La differenza tra il picco e l'SPL è ora di 20 dB. In sostanza il "volume medio" della musica è più basso (rispetto a FC=3) ma le variazioni di volume sono invece maggiori.
Per ascoltare questa traccia dobbiamo abbassare il volume altrimenti l'ampli clippa.
Notiamo anche che con FC=10 la potenza erogata sul carico è di soli 2 Watt continui.
Questo spiega tante cosa perché molti amplificatori producono i primi Watt in classe A e quindi funzionano in classe A per la maggior parte del tempo e commutano in classe B solo sui picchi.
Ne segue che gli impianti suonano meglio, e scaldano meno, con le registrazioni migliori. MA questo già lo sapevamo.
http://www.mariobon.com/Glossario/Fattore_di_cresta.pdf
La dinamica, invece, è la differenza tra il livello più basso ed il livello più alto di un programma musicale.
Mentre la dinamica è una grandezza soggettiva, l' FC è una grandezza oggettiva che si misura con precisione. Noto l'FC di un programma musicale possiamo dimensionare con cognizione di causa sia i diffusori che la potenza dell'amplificatore.
Dato che, in casa, dobbiamo riprodurre quello che c'è nei supporti (LP, CD, file, ecc.) interessa l'FC dei segnali che troviamo in questi supporti. Se poi vogliamo andare in giro per concerti a misurare tutto quello che vogliamo misure è certamente un utile esercizio ma, alla fine, dobbiamo riprodurre quello che troviamo nei supporti.
Per prima cosa l'FC va misurato. Si prendono un cero numero di CD, si estraggono le tracce, e si misura il fattore di cresta direttamente dai valori dei campioni digitali. Si può dimostrare che l'errore sul calcolo dell' FC è minore di qualche parte per cento nel peggiore dei casi.
La statistica condotta su diverse centinaia di tracce ha mostrato che esiste una categoria di registrazioni con FC attorno a 3 (tipicamente pop e rock) che suonano già abbastanza male da non dover essere considerate. Poi c'è una categoria di tracce con FC superiori a 3 ma inferiori a 10 e una minoranza di trace con FC superiori a 10. L' "Uccello di Fuoco" (Telarc) ha un FC pari a 26. Il massimo che possiamo trovare in un CD musicale non supera il 30. Dobbiamo dimensionare l'impianto sulle tracce con FC massimo (anche se si possono accettare delle limitazioni specie con gli amplificatori a valvole).
Partiamo da un programma musicale con FC=3.
Dalla definizione FC=Vpicco/VRMS segue che VRMS=Vpicco/FC.
Ora quel' è questa Vpicco? è la massima tensione di picco che l'amplificatore può applicare al carico. Come riferimento prendiamo 40 Volt che è massima tensione di picco di un amplificatore da 100 Watt. Calcoliamo quindi 40/3=13.3 VRMS
Questo significa che, quando il volume del nostro l'ampli da 100 Watt è regolato per sfiorare il clipping durante la riproduzione, ai morsetti del diffusore ci sono 13.3 Vrms.
Presi come riferimento i canonici 2.82 VRMS, con 40 Vpicco si ottengono 23 dB in più rispetto alla sensibilità del diffusore.
Un diffusore da 90 dB (2.83Vrms@1metro) produrrà 90+23=113 dB di picco a 1 metro.
L'SPL invece si calcola come 90+20log(13.3/2.83)= 103.4 dB sempre a un metro.
Si noti, in questo caso, che tra l'SPL ed il picco massimo ci sono circa 10 dB.
Si noti anche che viene sfruttata tutta l'escursione di tensione dell'amplificatore ma solo 22 Watt di potenza continua sui 100 disponibili.
Il primo risultato è che, nel caso peggiore, utilizziamo meno di un quarto della potenza continua dell'amplificatore.
Adesso vediamo un esempio con una traccia con FC=10.
La pressione di picco rimane la stessa (113 dB) ma questa volta l'SPL vale 90+20log(4/2.83)= 93.0 dB (40/10=4). La differenza tra il picco e l'SPL è ora di 20 dB. In sostanza il "volume medio" della musica è più basso (rispetto a FC=3) ma le variazioni di volume sono invece maggiori.
Per ascoltare questa traccia dobbiamo abbassare il volume altrimenti l'ampli clippa.
Notiamo anche che con FC=10 la potenza erogata sul carico è di soli 2 Watt continui.
Questo spiega tante cosa perché molti amplificatori producono i primi Watt in classe A e quindi funzionano in classe A per la maggior parte del tempo e commutano in classe B solo sui picchi.
Ne segue che gli impianti suonano meglio, e scaldano meno, con le registrazioni migliori. MA questo già lo sapevamo.
http://www.mariobon.com/Glossario/Fattore_di_cresta.pdf