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Indicateurs de niveaux

A­ Le VU mètre :

VU vient de l'anglais "Volume Unit" : unité de volume sonore.
L'échelle du VU mètre est celle du dBu, mais le niveau de référence,
le 0 VU, est égale à +4 dBu, soit une tension de référence de 1.228 Volt et :

le niveau en VU = 20 log U/1,228 V. (Ceci pour des signaux à niveau constant).

Toutefois le VU mètre est un indicateur de niveau physiologique, c'est à dire qu'il donne une indication des niveaux, très proche de la perception qu'a l'homme de la variation des niveaux sonores. L'expression du niveau électrique de référence n'a de sens que s'il s'agit d'un signal à niveau constant. En régime de modulation le VU mètre ne donne qu'une moyenne du niveau du signal qu'il mesure. Il s'agit donc d'un "intégrateur moyenneur" et ses constantes de temps sont :
A l'application à ses bornes d'une tension de 1,228 V, un temps de monté de 170 ms pour une indication de -2 VU (centre de l’échelle du vumètre).
Au retrait de cette tension, après l'indication 0 VU stabilisée, un temps de descente de 300 ms pour une indication de -20 VU.
En régime de modulation, ces constantes de temps influent sur l'indication du VU mètre. Selon l'étude T.D.F., l'écart d'indication entre la réalité électrique de la moyenne des crêtes du signal et l'indication moyenne du VU mètre est d'environ 8 dB. Pour l'U.E.R. cet écart d'indication est de l'ordre de 9 dB.
Cette différence entre réalité électrique et indication du VU mètre constitue le facteur de crête moyen. C'est cette valeur qui est adoptée pour le réglage de la réserve de modulation entre le niveau d'alignement et le niveau de saturation (headroom) des matériels analogiques.

B­ Les modulo mètres quasi crêtes :

De la même manière que le VU mètre, les modulo mètres quasi crêtes ont une échelle en dBu, à l'exception de celui de la B.B.C. Pour l'indicateur T.D.F. la référence : 0 peak = +12 dBu soit une tension de référence de 3,1 Volts et :
le niveau en Peak = 20 log U/3,1 V.
Contrairement au VU mètre, il s'agit d'indicateurs de niveau beaucoup plus proche de la réalité des niveaux électriques du signal. Toutefois, ces indicateurs conservent des temps d'intégrations.
Le temps de monté est très court pour coller au plus près à la réalité de la modulation. Il est de 10 ms.
Pour éviter une fluctuation permanente et rapide de l'indication, rendant sa lecture difficile, le temps de descente est de 3 s. Ceci permet un maintien des indications maximales mesurées sur le signal et donc une meilleure lecture.

C­ Facteurs de crête :

Une étude T.D.F. portant sur l'analyse de la variation des niveaux en régime de modulation, des œuvres musicales et de la voix parlée, montre que l'écart entre l'indication du vumètre et le niveau réel de la modulation se situe en moyenne autour de 8 à 10 dB. Il s'agit là du facteur de crête moyen. Ce résultat explique le choix de l'écart de niveau de référence entre le VU mètre et le peakmètre.
Cette étude révèle aussi que l'écart d'indication instantanée peut atteindre des valeurs d'environ une quinzaine de dB. Toutefois ces grands écarts restent proportionnellement faibles sur la durée d'une œuvre, peu différent de 3% du temps. Il s'agit du facteur de crête instantané. Les supports analogiques absorbent sans dommages ces transitoires de très courtes durées.

D­ Indicateurs de niveaux pour le numérique :

Avec l'avènement du numérique, un autre indicateur de niveaux est apparu. Son échelle, toujours référencée au dBu, est graduée en dB avec un marquage négatif. C'est à dire que l'on a choisi le zéro de l'échelle comme le maximum du niveau possible : 0 FS (de l'anglais 0 full scale, soit 0 pleine échelle).
Le niveau d'alignement est fixé pour une valeur de -18 dB sur cet indicateur, ce qui fait correspondre le 0 FS de l'indicateur, si le niveau d'alignement est à +4dBu, à un niveau de +22 dBu (niveau maximum des matériels professionnels avant saturation).
+22 dBu correspond à une tension électrique efficace de 9,757 volts, et maximum de 13,798 volts, soit crête à crête de 27,596 volts.
Qui plus est, et comme nous le verrons dans la suite de l'ouvrage, la saturation pouvant être admise en analogique devient inconcevable en numérique. Ceci explique l'écart de niveau entre le 0 VU et le 0 "Num", choisi cette fois­ci, en fonction du facteur de crête instantané maximum et non pas, par rapport au facteur de crête moyen.
Pour cet indicateur, les temps d'intégrations sont nuls car ils doivent montrer l'exacte réalité du signal. Comme pour les modulomètres, il existe un temps de maintien pour une lecture confortable des plus hauts niveaux. La réalisation de ces indicateurs ne peut être que lumineuse, car la balistique d’un appareil mécanique induirait des temps d'intégrations non nuls. Le maintien de l'indication, d'environ 1 s, est réalisé par la conservation à sa position maximum du dernier segment lumineux de l'indicateur.

E­ Autres indicateurs :

A travers le monde, d'autres indicateurs de niveaux sont utilisés. Toutefois le VU mètre reste une valeur sûre et se rencontre presque partout, même si, pour quelques pays le 0 VU ne correspond pas forcément à un niveau d'alignement à +4 dBu. Les tableaux récapitulatifs qui suivent en incluent quelques uns.

TABLEAU COMPARATIF EN REGIME PERMANENT

TABLEAU COMPARATIF EN REGIME PERMANENT ET REGIME DE MODULATION

 

© Gilles SERIN mai 2003