Индикатор, дрыгающий в такт музыки прыгающей стрелочкой или загорающимися столбиками – казалось бы, прост как дважды два. Однако в аналоговой технике всё весьма непросто. То бишь, если и понятно, то не сразу, а после изучения, а лучше - грамотного разъяснения.
![[фото автора]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_65e21edec119de00bafbdd29_65e22167e12f920d34122b62/scale_1200)
Людям, выросшим в цифровую эру, и в голову не приходит, что выявление и своевременное отображение значения пикового уровня музыкального акустического сигнала – задача нетривиальная. Таковой сигнал имеет импульсную структуру во времени, т.е. выраженную нестационарность. А измерение быстропротекающих нестационарных, по сути, сплошь переходных процессов – дело тонкое.
Между прочим, первые индикаторы уровня в магнитофонах были даже не стрелочными, а ламповыми, и светились зелёненьким огоньком, который расширялся по мере увеличения "мощностной" амплитуды сигнала.
![[фото автора]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_65e21edec119de00bafbdd29_65e2e2452b8b137faf6bb120/scale_1200)
Следует понимать, что внешне дискретные индикаторы (те, что в виде столбиков) - тоже глубоко аналоговые устройства. И с нелинейной шкалой в дБ имеют разную, так называемую, цену деления. Так, зажигающиеся сразу одна-две-три (чем меньше, тем лучше) полосочки на отметке примерно 0 дБ означают попадание пика сигнала в промежуток-диапазон от 0 до 1 дБ (или в зависимости от реализации, от -0.5 до +0.5 дБ, как у TEAC 6030|8030). А если соответствующие полосочки моргают, то сигнал болтается по пиковой амплитуде в указанном диапазоне. При этом такое же количество полосочек в районе -10 дБ означает попадание в гораздо более широкий диапазон.
В некоторых магнитофонах/деках предусматривалось отображение как пикового уровня, так и среднеквадратичного, для чего были реализованы отдельные кнопки и схемы. Среднеквадратичный в аналоговой технике вычисляется сравнительно легко, но даёт слишком мало полезной информации в плане недопустимого превышения уровня («зашкала»).
В деке Яуза-220 не несмотря на наличие плюсового участка газоразрядного индикатора, превышение отметки 0 дБ чревато искажениями (хотя источник проблемы в слабом УЗ):
Основополагающие понятие при измерении переходных процессов аналоговым способом – постоянная времени. Если говорить упрощенно, характеризует насколько быстро откликается устройство на импульсное воздействие и насколько медленно затухает после прохождения импульса.
В радиотехнике постоянная времени "тау" характеризует длительность протекания переходного процесса, обычно это тот промежуток времени, в течение которого реакция электрической схемы на единичный скачок (функция Хевисайда) достигает 63.2% (1- 1/е)≈63,2% от своего конечного значения. Также постоянная времени характеризует время убывания реакции до уровня 36.8% (1/е)≈36,8% от своего первоначального значения.
Итак, во-первых, сигнал, поступающий с усилителя записи или усилителя воспроизведения надо ещё усилить, чтобы обладающая моментом инерции подпружиненная стрелочка прыгала резво и точно, причем с минимальной задержкой во времени. Аналогично, чтобы столбики загорались без промедления. Причём с ними есть еще одна проблемка: каким способом точнёхонько разбивать сигнал на подуровни-полосочки.
Во-вторых, с записи сигнал идёт с одним выходным сопротивлением, с воспроизведения – с другим. Значит, надо согласовать и переключать. И чтобы обязательно не было расхождения!
В-третьих, поступающий сигнал надо отфильтровать, дабы стрелочка не металась как одуренная, а столбики не скакали бешенно. Глаз то должен поспевать! Чем короче импульс сигнала во времени, тем сглаженнее будет выход с фильтра и тем менее точно отображён пиковый уровень. Так, индикаторы предтоповой и топовой линеек дек Pioneer моделей T-1100S, T-720S, CT-95 и т.п. занижают фактический пиковой уровень быстрой музыки на 1-2 дБ.
В-четвёртых, акустический сигнал по своей природе полярный, т.е. обязательно имеет положительную и отрицательную полуволны. Причем пиковая амплитуда отрицательной полуволны может оказаться больше положительной. Поэтому брать в расчёт только положительную не корректно. Но когда индикатор мечется в обе стороны, очень неудобно отслеживать визуально. Поэтому надо как-то продетектировать полуволны, отобрав с наибольшей пиковой амплитудой.
В-пятых, поскольку амплитуда акустического сигнала (и его электрического эквивалента) изменяется то еле-еле душа в теле, то по максимуму, надо пики перевести в нелинейную (логарифмическую) шкалу, выраженную в понятных дБ.
В магнитной записи к тому же надо соблюсти соответствие стандартизованному опорному уровню, соответствующему определённому потоку, в частности с 1981-го года 250 нВб/м. Кстати в некоторых деках начала 80-х индикатор используется для старого уровня 160 нВб/м, при этом сама дека настроена на 250 нВб/м :
Короче, сплошь надо, надо, надо - и каждый раз (как водится в технике) находить компромиссы между скоростью (быстротой реакции) и точностью измерения. А из не дико дорогущих средств в распоряжении только RC звено, состоящее из конденсатора и резистора, ну и диод с транзистором.
Для желающих проследить поэтапное усложнение электронной начинки для стрелочного индикатора есть хорошая публикация https://www.radiokot.ru/articles/19/
С точки зрения практики важно знать, что точность у бытовых индикаторов уровня зачастую аховая. В возрастных деках при предпродажном обслуживании обычно выставлены кое-как: уровень записи расходится с уровнем при воспроизведении, для разных типов ленты – разнобой, калибровка не соответствует действительности и т.д. и т.п. Так что без толковых измерений по науке выйдет не тест, а только лишь хайп-шоу.
======================================================
https://ru.wikipedia.org/wiki/Постоянная_времени