Limiter

Ограничитель динамического диапазона

Библиотека:
Audio Toolbox / Управление Динамическим диапазоном

Описание

Блок Limiter выполняет динамический диапазон, ограничивающий независимо через каждый входной канал. Ограничение динамического диапазона подавляет объем громких звуков, которые пересекают заданный порог. Использование блока заданные времена нападения и релиза, чтобы достигнуть сглаженной прикладной кривой усиления.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`x` — Входной сигнал
1D вектор | матрица

Матричный вход – Каждый столбец входа обработан как независимый канал.
1D векторный вход – вход обработан как один канал.

Этот порт без имени, если вы не задаете дополнительные входные порты.

Типы данных: single | double

`T` — Порог (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для Порога (дБ) параметр.

Типы данных: single | double

`K` — Ширина колена (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для ширины Колена (дБ) параметр.

Типы данных: single | double

`AT` — Время (время) атаки
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для параметра Времени (времени) атаки.

Типы данных: single | double

`RT` — Выпустите время (времена)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для параметра времени (времен) Релиза.

Типы данных: single | double

Вывод

развернуть все

`Y` — Выходной сигнал
матрица

Блок Limiter выводит сигнал с совпадающим типом данных как входной сигнал. Размер выхода зависит от размера входа:

Матричный вход – блок выводит матрицу тот же размер и тип данных как входной сигнал.
1D векторный вход – блок выводит N-by-1 матрица (вектор-столбец), где N является числом элементов в 1D векторе.

Этот порт без имени, пока вы не выбираете параметр Output gain (dB).

Типы данных: single | double

`G` — Усиление применилось к каждой входной выборке
матрица

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Output gain (dB).

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Если параметр перечислен как настраиваемый, то можно изменить его значение в процессе моделирования.

Основная вкладка

`Threshold (dB)` — Порог операции
–10 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –50 к 0 включительно

Operation threshold является уровнем, выше которого усиление применяется к входному сигналу.

Чтобы задать Threshold (dB) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Knee width (dB)` — Область Transition в характеристике ограничителя
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 20 включительно

Для мягких характеристик колена область перехода задана отношением

$y = x - \frac{{(x - T + \frac{W}{2})}^{2}}{(2 \times W)}$

для области значений $(2 \times | x - T |) \leq W$ , где

y является уровнем на выходе в дБ.
x является уровнем на входе в дБ.
T является порогом в дБ.
W является шириной колена в дБ.

Чтобы задать Knee width (dB) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`View static characteristic` — Открытый график статической характеристики ограничителя динамического диапазона
кнопка

График обновляется автоматически, когда параметры блока Limiter изменяются.

Настраиваемый: да

`Attack time (s)` — Время для прикладного усиления к подъему
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

Attack time является временем, которое усиление ограничителя занимает, чтобы повыситься с 10% до 90% его окончательного значения, когда вход выходит за предел порога. Параметр Attack time (s) сглаживает прикладную кривую усиления.

Чтобы задать Attack time (s) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Release time (s)` — Время для прикладного усиления, чтобы сползать вниз
0.2 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

Release time является временем, которое усиление ограничителя занимает, чтобы понизиться с 90% до 10% его окончательного значения, когда вход понижается порог. Параметр Release time (s) сглаживает прикладную кривую усиления.

Чтобы задать Release time (s) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Make-up gain mode` — Режим усиления состава
`Property` (значение по умолчанию) | `Auto`

Property – Усиление состава установлено в значение, заданное параметром Make-up gain (dB).

Auto – Усиление состава применяется при выходе блока Limiter, таким образом, что установившийся вход на 0 дБ имеет выход на 0 дБ.

Настраиваемый: нет

`Make-up gain (dB)` — Прикладное усиление состава
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –10 к 24 включительно

Make-up gain компенсирует усиление, потерянное во время ограничения. Это применяется при выходе блока Limiter.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Make-up gain mode на Property.

`Inherit sample rate from input` — Задайте источник входной частоты дискретизации
на (значении по умолчанию) | прочь

Когда вы выбираете этот параметр, блок наследовал свою частоту дискретизации от входного сигнала. Когда вы очищаете этот параметр, задаете частоту дискретизации в параметре Input sample rate (Hz).

Настраиваемый: нет

`Input sample rate (Hz)` — Задайте входную частоту дискретизации
44100 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Inherit sample rate from input.

Вкладка "Дополнительно"

`Output gain (dB)` — Усиление применяется на каждую входную выборку
от (значения по умолчанию) | на

Когда вы выбираете этот параметр, дополнительный выходной порт, G, добавляется к блоку. Выходы порта G усиление, примененное на каждый вход, образовывают канал в дБ.

Настраиваемый: нет

`Simulate using` — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься
`Interpreted execution` (значение по умолчанию) | `Code generation`

Interpreted execution – Симулируйте модель с помощью интерпретатора MATLAB^®. Эта опция сокращает время запуска и имеет скорость симуляции, сопоставимую с Code generation. В этом режиме можно отладить исходный код блока.
Code generation – Симулируйте модель с помощью сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, пока модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций сопоставима с Interpreted execution.

Настраиваемый: нет

Примеры модели

Подавите объем громких звуков

Подавите объем громких звуков и визуализируйте прикладное усиление управления динамическим диапазоном.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Алгоритмы

Блок Limiter обрабатывает кадр сигнала системой координат и поэлементно.

N - сигнал точки, x [n], преобразован в децибелы:

$x_{dB} [n] = 20 \times \log_{10} | x [n] |$
_ДБ x [n] проходит через компьютер усиления. Компьютер усиления использует свойства статической характеристики ограничителя динамического диапазона к усилению кирпичной стены, которое является выше порога.
Если вы задали мягкое колено, компьютер усиления имеет следующую статическую характеристику:

$x_{sc} (x_{dB}) = {\begin{matrix} x_{dB} & x_{dB} < (T - \frac{W}{2}) \\ x_{dB} - \frac{{(x_{dB} - T + \frac{W}{2})}^{2}}{2 W} & \begin{matrix} \end{matrix} (T - \frac{W}{2}) \leq x_{dB} \leq (T + \frac{W}{2}) \\ T & x_{dB} > (T + \frac{W}{2}) \end{matrix},$
где T является порогом, и W является шириной колена.
Если вы задали твердое колено, компьютер усиления имеет следующую статическую характеристику:

$x_{sc} (x_{dB}) = {\begin{matrix} x_{dB} & x_{dB} < T \\ T & x_{dB} \geq T \end{matrix}$
Вычисленное усиление, g _c [n], вычисляется как

$g_{c} [n] = x_{sc} [n] - x_{dB} [n] .$
g _c [n] сглаживается с помощью заданных параметров времени нападения и релиза:

$g_{s} [n] = {\begin{matrix} α_{A} g_{s} [n - 1] + (1 - α_{A}) g_{c} [n], & g_{c} [n] \leq g_{s} [n - 1] \\ α_{R} g_{s} [n - 1] + (1 - α_{R}) g_{c} [n], & g_{c} [n] > g_{s} [n - 1] \end{matrix}$
Коэффициент времени атаки, α _A , вычисляется как

$α_{A} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{A}}) .$
Коэффициент времени релиза, α _R , вычисляется как

$α_{R} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{R}}) .$
_TA является периодом времени атаки, заданным параметром Attack time (s). T _R является периодом времени релиза, заданным параметром Release time (s). Fs является входной частотой дискретизации, заданной параметром Input sample rate (Hz) или Inherit sample rate from input.
Если параметр Make-up gain (dB) устанавливается на Auto, усиление состава вычисляется как отрицание вычисленного усиления для входа на 0 дБ:

$M = - x_{sc} (x_{dB} = 0)$
Учитывая установившийся вход 0 дБ, эта настройка достигает установившегося выхода 0 дБ. Усиление состава определяется параметрами Knee width (dB) и Threshold (dB). Это не зависит от входного сигнала.
Усиление состава, M, добавляется к сглаживавшему усилению, g _s [n]:

$g_{m} [n] = g_{s} [n] + M$
Расчетное усиление в дБ, g _m [n], переводится в линейную область:

$g_{lin} [n] = 10^{(\frac{g_{m} [n]}{20})}$
Выход ограничителя динамического диапазона дан как

$y [n] = x [n] \times g_{lin} [n] .$

Ссылки

[1] Giannoulis, Димитриос, Михаэль Массберг и Джошуа Д. Рейсс. "Цифровой Проект Компрессора Динамического диапазона – Пример И Анализ". Журнал Общества звукоинженеров. Издание 60, Выпуск 6, 2012, стр 399–408.

Документация

Limiter

Описание

Порты

Входной параметр

x — Входной сигнал 1D вектор | матрица

T — Порог (дБ) скаляр

Зависимости

K — Ширина колена (дБ) скаляр

Зависимости

AT — Время (время) атаки скаляр

Зависимости

RT — Выпустите время (времена) скаляр

Зависимости

Вывод

Y — Выходной сигнал матрица

G — Усиление применилось к каждой входной выборке матрица

Зависимости

Параметры

Threshold (dB) — Порог операции–10 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –50 к 0 включительно

Knee width (dB) — Область Transition в характеристике ограничителя0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 20 включительно

View static characteristic — Открытый график статической характеристики ограничителя динамического диапазона кнопка

Attack time (s) — Время для прикладного усиления к подъему0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

Release time (s) — Время для прикладного усиления, чтобы сползать вниз0.2 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

Make-up gain mode — Режим усиления состава Property (значение по умолчанию) | Auto

Make-up gain (dB) — Прикладное усиление состава0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –10 к 24 включительно

Зависимости

Inherit sample rate from input — Задайте источник входной частоты дискретизации на (значении по умолчанию) | прочь

Input sample rate (Hz) — Задайте входную частоту дискретизации44100 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Output gain (dB) — Усиление применяется на каждую входную выборку от (значения по умолчанию) | на

Simulate using — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься Interpreted execution (значение по умолчанию) | Code generation

Примеры модели

Подавите объем громких звуков

Характеристики блока

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Темы

Документация Audio Toolbox

Поддержка

`x` — Входной сигнал
1D вектор | матрица

`T` — Порог (дБ)
скаляр

`K` — Ширина колена (дБ)
скаляр

`AT` — Время (время) атаки
скаляр

`RT` — Выпустите время (времена)
скаляр

`Y` — Выходной сигнал
матрица

`G` — Усиление применилось к каждой входной выборке
матрица

`Threshold (dB)` — Порог операции
–10 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –50 к 0 включительно

`Knee width (dB)` — Область Transition в характеристике ограничителя
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 20 включительно

`View static characteristic` — Открытый график статической характеристики ограничителя динамического диапазона
кнопка

`Attack time (s)` — Время для прикладного усиления к подъему
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

`Release time (s)` — Время для прикладного усиления, чтобы сползать вниз
0.2 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

`Make-up gain mode` — Режим усиления состава
`Property` (значение по умолчанию) | `Auto`

`Make-up gain (dB)` — Прикладное усиление состава
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –10 к 24 включительно

`Inherit sample rate from input` — Задайте источник входной частоты дискретизации
на (значении по умолчанию) | прочь

`Input sample rate (Hz)` — Задайте входную частоту дискретизации
44100 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Output gain (dB)` — Усиление применяется на каждую входную выборку
от (значения по умолчанию) | на

`Simulate using` — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься
`Interpreted execution` (значение по умолчанию) | `Code generation`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.