Ограничитель

Ограничитель динамического диапазона

Библиотека:
Панель звуковых инструментов/динамическое управление диапазоном

Описание

Блок ограничителя выполняет динамическое ограничение диапазона независимо по каждому входному каналу. Динамическое ограничение диапазона подавляет громкость громких звуков, которые пересекают заданный порог. Блок использует указанное время атаки и освобождения для достижения плавной кривой усиления.

Порты

Вход

развернуть все

`x` - Входной сигнал
1-D вектор | матрица

Матричный вход - каждый столбец входа рассматривается как независимый канал.
1-D vector input - Вход обрабатывается как один канал.

Этот порт не называется, если не указаны дополнительные входные порты.

Типы данных: single | double

`T` - Пороговое значение (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Threshold (dB) в поле Specify from input port.

Типы данных: single | double

`K` - Ширина колена (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Ширина колена (dB) выберите значение Указать из входного порта.

Типы данных: single | double

`AT` - Время (а) атаки
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Specify from input port для параметра Attack time (s).

Типы данных: single | double

`RT` - Время (а) освобождения
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Specify from input port для параметра Release time (s).

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`Y` - Выходной сигнал
матрица

Блок ограничителя выводит сигнал того же типа данных, что и входной сигнал. Размер выходного сигнала зависит от размера входного сигнала:

Матричный вход - блок выводит матрицу того же размера и типа данных, что и входной сигнал.
1-D vector input - Блок выводит матрицу N-by-1 (вектор столбца), где N - количество элементов в векторе 1-D.

Этот порт не называется до тех пор, пока не будет выбран параметр Output gain (dB).

Типы данных: single | double

`G` - Коэффициент усиления, применяемый к каждому входному образцу
матрица

Зависимости

Для активизации этого порта выберите параметр Output gain (dB).

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Если параметр указан как настраиваемый, его значение можно изменить во время моделирования.

Главная вкладка

`Threshold (dB)` - Порог работы
`–10` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от -50 до 0 включительно

Порог работы - это уровень, выше которого коэффициент усиления применяется к входному сигналу.

Чтобы задать порог (дБ) для входного порта, выберите параметр Указать из входного порта (Specify from input port).

Настраиваемый: Да

`Knee width (dB)` - Переходная область в характеристике ограничителя
`0` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 20 включительно

Для характеристик мягкого колена область перехода определяется соотношением

$y = \frac{{x - (\frac{x}{} -}^{}}{T +}$ W2) 2 (2 × W)

для диапазона $(2 \times | x -$ T |) ≤W, где

y - выходной уровень в дБ.
x - входной уровень в дБ.
T - пороговое значение в дБ.
W - ширина колена в дБ.

Чтобы задать ширину колена (дБ) для входного порта, выберите параметр Задать из входного порта (Specify from input port).

Настраиваемый: Да

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

График обновляется автоматически при изменении параметров блока «Ограничитель».

Настраиваемый: Да

`Attack time (s)` - Время применения коэффициента усиления для увеличения
`0` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 4 включительно

Время атаки - это время, в течение которого коэффициент усиления ограничителя увеличивается с 10% до 90% от его конечного значения, когда входной сигнал выходит за пороговое значение. Параметр Время атаки сглаживает приложенную кривую усиления.

Чтобы указать время (и) атаки из входного порта, выберите параметр Указать из входного порта.

Настраиваемый: Да

`Release time (s)` - Время применения коэффициента усиления для снижения
`0.2` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 4 включительно

Время освобождения - это время, в течение которого коэффициент усиления ограничителя падает с 90% до 10% от его конечного значения, когда входной сигнал выходит за пороговое значение. Параметр Время освобождения сглаживает приложенную кривую усиления.

Чтобы указать время (и) выхода из порта ввода, выберите параметр «Указать из порта ввода».

Настраиваемый: Да

`Make-up gain mode` - Режим усиления подпитки
`Property` (по умолчанию) | `Auto`

Property - Коэффициент подпитки устанавливается равным значению, заданному параметром Коэффициент подпитки (dB).

Auto - Усиление подпитки применяется на выходе блока ограничителя так, что установившийся вход 0 дБ имеет выход 0 дБ.

Настраиваемый: Нет

`Make-up gain (dB)` - Применяемый прирост подпитки
`0` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от -10 до 24 включительно

Усиление подпитки компенсирует усиление, потерянное во время ограничения. Применяется на выходе блока ограничителя.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Make-up rain mode значение Property.

`Inherit sample rate from input` - Указать источник входной частоты дискретизации
`on` (по умолчанию) | `off`

При выборе этого параметра блок наследует частоту дискретизации от входного сигнала. При сбросе этого параметра укажите частоту дискретизации в параметре Частота дискретизации на входе (Гц).

Настраиваемый: Нет

`Input sample rate (Hz)` - Укажите входную частоту выборки
`44100` (по умолчанию) | положительный скаляр

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Inherit sample rate от входного параметра.

Вкладка «Дополнительно»

`Output gain (dB)` - Коэффициент усиления, применяемый к каждому входному образцу
`off` (по умолчанию) | `on`

При выборе этого параметра к блоку добавляется дополнительный выходной порт G. Порт G выводит коэффициент усиления, применяемый к каждому входному каналу в дБ.

Настраиваемый: Нет

`Sidechain` - Включить ввод боковой цепи
`off` (по умолчанию) | `on`

При выборе этого параметра к блоку добавляется дополнительный входной порт SC. Порт SC обеспечивает динамическое ограничение диапазона входного сигнала x с использованием отдельного сигнала боковой цепи.

Тип данных и (длина кадра), вводимые в порт SC, должны совпадать с вводом в порт x.

Количество каналов ввода боковой цепи должно быть равно количеству каналов x или быть равным единице.

Sidechain channel count is equal to one - Вычисленный коэффициент усиления, G, на основе этого канала применяется ко всем каналам x.
Sidechain channel count is equal to channel count of x - Вычисленный коэффициент усиления, G, для каждого бокового канала применяется к соответствующему каналу x.

Настраиваемый: Нет

`Simulate using` - Укажите тип выполняемого моделирования
`Interpreted execution` (по умолчанию) | `Code generation`

Interpreted execution - Моделирование модели с помощью интерпретатора MATLAB ®. Эта опция сокращает время запуска и имеет скорость моделирования, сравнимую сCode generation. В этом режиме можно отладить исходный код блока.
Code generation - Моделирование модели с использованием сгенерированного кода C. При первом запуске моделирования Simulink ® генерирует код C для блока. Код C используется повторно для последующего моделирования, если модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующего моделирования сравнима сInterpreted execution.

Настраиваемый: Нет

Примеры модели

Подавление громкости громких звуков

Подавьте громкость громких звуков и визуализируйте применяемый динамический коэффициент усиления управления диапазоном.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Алгоритмы

Блок Ограничитель обрабатывает сигнал кадр за кадром и элемент за элементом.

N-точечный сигнал x [n] преобразуется в децибелы:

$_{xdB} [n] = 20_{×} log10$ | x [n] |
xdB [n] проходит через компьютер усиления. Компьютер усиления использует статические характеристические свойства ограничителя динамического диапазона для усиления кирпичной стены, которое выше порогового значения.
Если указано мягкое колено, компьютер усиления имеет следующую статическую характеристику:

$_{xsc} (_{} xdB) \begin{matrix} =_{{} & _{} xdBxdB \frac{<}{} ( \\ T_{−} \frac{{W2}_{)} xdB \frac{}{−}^{(}}{} & \begin{matrix} \end{matrix} xdB - \frac{}{T} +_{W2}) \frac{22W}{} ( \\ T & _{−} W2) \frac{}{} \end{matrix} \leqxdB\leq$ (T + W2) TxdB > (T + W2),
где T - порог, а W - ширина колена.
Если указано жесткое колено, компьютер усиления имеет следующую статическую характеристику:

$_{xsc} (_{} xdB) \begin{matrix} _{} & _{} \\ _{} \end{matrix}$ ={xdBxdB<TTxdB≥T
Вычисленный коэффициент усиления, gc [n], вычисляется как

$_{gc} [n]_{=} xsc [_{n]} -$ xdB [n].
gc [n] сглаживается с использованием заданных параметров времени атаки и сброса:

$_{gs} [n] \begin{matrix} =_{} {_{} αAgs [n − 1_{]} +_{} (1 - & _{} αA) {gc}_{} [n], \\ _{}_{}_{}_{} & {gc[n]≤gs[n−1]αRgs[n−1]+}_{} (1 -_{} αR) gc \end{matrix}$ [n], gc [n] > gs [n − 1]
Коэффициент времени атаки, αА, рассчитывается как

$_{αA} = \frac{exp (−}{\log (9_{)}} Fs$ × TA).
Коэффициент времени высвобождения, αR, рассчитывается как

$_{αR} = \frac{exp (−}{\log (9_{)}} Fs$ × TR).
_TA - период времени атаки, заданный параметром Attack time (s). TR - период времени деблокирования, заданный параметром Release time (s). Fs - входная частота дискретизации, заданная параметром Inherit sample rate from input или Input sample rate (Hz).
Если параметр Make-up gain (dB) имеет значение Autoвычисляется как отрицательное значение вычисленного коэффициента усиления для входного сигнала 0 дБ:

$M =_{−}_{xsc} ($ xdB = 0)
При установившемся входе 0 дБ эта конфигурация достигает установившегося выхода 0 дБ. Коэффициент усиления определяется параметрами Threshold (dB) и Knee width (dB). Это не зависит от входного сигнала.
Коэффициент усиления, M, добавляется к сглаженному коэффициенту усиления, gs [n]:

$_{gm} [n]_{=} gs [$ n] + M
Вычисленный коэффициент усиления в дБ, gm [n], преобразуется в линейную область:

$_{glin} [n] =^{\frac{_{10} (}{gm} [}$ n] 20)
Выход ограничителя динамического диапазона задается как

$y [n] = x [_{n]} \times$ glin [n].

Ссылки

[1] Джаннулис, Димитриос, Майкл Массберг и Джошуа Д. Рейсс. «Проектирование цифрового компрессора динамического диапазона - учебное пособие и анализ». Журнал Общества аудиотехники. Том 60, выпуск 6, 2012, стр. 399-408.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Компрессор | Расширитель | limiter | Шумовой затвор

Документация

Ограничитель

Описание

Порты

Вход

x - Входной сигнал 1-D вектор | матрица

T - Пороговое значение (дБ) скаляр

Зависимости

K - Ширина колена (дБ) скаляр

Зависимости

AT - Время (а) атаки скаляр

Зависимости

RT - Время (а) освобождения скаляр

Зависимости

Продукция

Y - Выходной сигнал матрица

G - Коэффициент усиления, применяемый к каждому входному образцу матрица

Зависимости

Параметры

Threshold (dB) - Порог работы –10 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от -50 до 0 включительно

Knee width (dB) - Переходная область в характеристике ограничителя 0 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 20 включительно

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

Attack time (s) - Время применения коэффициента усиления для увеличения 0 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 4 включительно

Release time (s) - Время применения коэффициента усиления для снижения 0.2 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 4 включительно

Make-up gain mode - Режим усиления подпитки Property (по умолчанию) | Auto

Make-up gain (dB) - Применяемый прирост подпитки 0 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от -10 до 24 включительно

Зависимости

Inherit sample rate from input - Указать источник входной частоты дискретизации on (по умолчанию) | off

Input sample rate (Hz) - Укажите входную частоту выборки 44100 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Output gain (dB) - Коэффициент усиления, применяемый к каждому входному образцу off (по умолчанию) | on

Sidechain - Включить ввод боковой цепи off (по умолчанию) | on

Simulate using - Укажите тип выполняемого моделирования Interpreted execution (по умолчанию) | Code generation

Примеры модели

Подавление громкости громких звуков

Характеристики блока

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по панели инструментов Audio

Поддержка

`x` - Входной сигнал
1-D вектор | матрица

`T` - Пороговое значение (дБ)
скаляр

`K` - Ширина колена (дБ)
скаляр

`AT` - Время (а) атаки
скаляр

`RT` - Время (а) освобождения
скаляр

`Y` - Выходной сигнал
матрица

`G` - Коэффициент усиления, применяемый к каждому входному образцу
матрица

`Threshold (dB)` - Порог работы
`–10` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от -50 до 0 включительно

`Knee width (dB)` - Переходная область в характеристике ограничителя
`0` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 20 включительно

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

`Attack time (s)` - Время применения коэффициента усиления для увеличения
`0` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 4 включительно

`Release time (s)` - Время применения коэффициента усиления для снижения
`0.2` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 0 до 4 включительно

`Make-up gain mode` - Режим усиления подпитки
`Property` (по умолчанию) | `Auto`

`Make-up gain (dB)` - Применяемый прирост подпитки
`0` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от -10 до 24 включительно

`Inherit sample rate from input` - Указать источник входной частоты дискретизации
`on` (по умолчанию) | `off`

`Input sample rate (Hz)` - Укажите входную частоту выборки
`44100` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Output gain (dB)` - Коэффициент усиления, применяемый к каждому входному образцу
`off` (по умолчанию) | `on`

`Sidechain` - Включить ввод боковой цепи
`off` (по умолчанию) | `on`

`Simulate using` - Укажите тип выполняемого моделирования
`Interpreted execution` (по умолчанию) | `Code generation`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™