Limiter

Ограничитель динамической области значений

Библиотека:
Audio Toolbox/Динамическое управление областью значений

Описание

Блок Limiter выполняет ограничение динамической области значений независимо по каждому входному каналу. Ограничение динамической области значений подавляет громкость громких звуков, которые пересекают заданный порог. Блок использует заданные время атаки и релизы, чтобы достичь плавной приложенной кривой усиления.

Порты

Вход

расширить все

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

Матричный вход - Каждый столбец входного сигнала рассматривается как независимый канал.
1-D векторный вход -- Вход рассматривается как один канал.

Этот порт не называется, 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 параметра Threshold (dB).

Типы данных: single | double

`K` - Ширина колена (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для параметра Ширина колена (дБ).

Типы данных: single | double

`AT` - Время (ы) атаки
скаляр

Зависимости

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

Типы данных: single | double

`RT` - Время (ы) выпуска
скаляр

Зависимости

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

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`Y` - Выходной сигнал
матрица

Блок Limiter выводит сигнал с совпадающим типом данных, что и входной сигнал. Размер выходного сигнала зависит от размера входа:

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

Этот порт не называется, пока вы не выберете параметр Output gain (dB).

Типы данных: single | double

`G` - Коэффициент усиления, примененный к каждой входной выборке
матрица

Зависимости

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

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

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

Главная вкладка

`Threshold (dB)` - Операционный порог
`–10` (по умолчанию) | скаляром в области значений от -50 до 0 включительно

Operation threshold - уровень, выше которого коэффициент усиления прикладывается к входному сигналу.

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

Настраиваемый: Да

`Knee width (dB)` - Переходная зона в характеристике ограничителя
`0` (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 20 включительно

Для характеристик мягкого колена переходная область определяется отношением

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

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

y - уровень выхода в дБ.
x - уровень входа в дБ.
T - порог в дБ.
W - ширина колена в дБ.

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

Настраиваемый: Да

`View static characteristic` - Открыть статический график ограничителя динамической области значений
кнопка

График обновляется автоматически при изменении параметров Limiter блока.

Настраиваемый: Да

`Attack time (s)` - Время для приложенного усиления для увеличения вверх
`0` (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 4 включительно

Attack time - время, когда коэффициент усиления ограничителя увеличивается с 10% до 90% от его конечного значения, когда вход переходит выше порога. Параметр Attack time (s) сглаживает приложенную кривую усиления.

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

Настраиваемый: Да

`Release time (s)` - Время для приложенного усиления для изменения вниз
`0.2` (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 4 включительно

Release time - это время, которое коэффициент усиления ограничителя падает с 90% до 10% от его конечного значения, когда вход идет ниже порога. Параметр Release time (s) сглаживает приложенную кривую усиления.

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

Настраиваемый: Да

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

Property - Коэффициент усиления макияжа устанавливается на значение, заданное параметром Make-up gain (dB).

Auto - Коэффициент усиления макияжа применяется к выходу блока Limiter таким образом, что статический вход 0 дБ имеет выход 0 дБ.

Настраиваемый: Нет

`Make-up gain (dB)` - Приложенный коэффициент усиления макияжа
`0` (по умолчанию) | скаляром в области значений от -10 до 24 включительно

Make-up gain компенсирует коэффициент усиления, потерянный во время ограничения. Оно применяется на выходе блока Limiter.

Настраиваемый: Да

Зависимости

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

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

Когда вы выбираете этот параметр, блок наследует свою частоту дискретизации от входного сигнала. Когда вы очистите этот параметр, задайте частоту дискретизации в параметре Input sample rate (Hz).

Настраиваемый: Нет

`Input sample rate (Hz)` - Задайте входную частоту выборки
`44100` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Настраиваемый: Да

Зависимости

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

Вкладка «Дополнительно»

`Output gain (dB)` - Коэффициент усиления, применяемый к каждой входной выборке
`off` (по умолчанию) | `on`

Когда вы выбираете этот параметр, к блоку добавляется дополнительный выходной порт, G. Порт G выводит коэффициент усиления, примененный к каждому входному каналу в дБ.

Настраиваемый: Нет

`Sidechain` - Включите вход боковой цепи
`off` (по умолчанию) | `on`

Когда вы выбираете этот параметр, к блоку добавляется дополнительный SC входного порта. Порт SC позволяет динамическое ограничение области значений входного сигнала x используя отдельный сигнал боковой связи.

Тип данных и (система координат) длина входа для порта SC должны совпадать с входом для порта x.

Количество каналов входного сигнала боковой цепи должно быть равно количеству каналов x или равен 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` - Задайте тип выполняемой симуляции
`Interpreted execution` (по умолчанию) | `Code generation`

Interpreted execution -- Моделируйте модель с помощью MATLAB^® интерпретатор. Эта опция сокращает время запуска и имеет скорость симуляции, сопоставимую с Code generation. В этом режиме можно отлаживать исходный код блока.
Code generation - Симулируйте модель с использованием сгенерированного кода C. Первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С повторно используется для последующих симуляций, пока модель не меняется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций сопоставима с Interpreted execution.

Настраиваемый: Нет

Примеры моделей

Подавление громкости громких звуков

Подавьте громкость громких звуков и визуализируйте приложенный динамический коэффициент усиления области значений управления.

Характеристики блоков

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

Алгоритмы

Блок Limiter обрабатывает систему координат сигнала за кадром и элемент за элементом.

Сигнал N- точка, x [n], преобразуется в децибелы:

$x_{dB} [n] = 20 \times \log_{10} | x [n] |$
x _дБ [n] проходит через усилительный компьютер. Компьютер с усилением использует статические характеристические свойства динамического ограничителя области значений для усиления кирпича, которое выше порога.
Если вы указали мягкое колено, усиливающий компьютер 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 - порог, а W - ширина колена.
Если вы указали жесткое колено, усиливающий компьютер имеет следующую статическую характеристику:

$x_{sc} (x_{dB}) = {\begin{matrix} x_{dB} & x_{dB} < T \\ T & x_{dB} \geq T \end{matrix}$
Вычисленный коэффициент усиления, g c [n], вычисляется как

$g_{c} [n] = x_{sc} [n] - x_{dB} [n] .$
g c [n] сглаживается с помощью заданных параметров времени атаки 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 освобождения, α R , вычисляется как

$α_{R} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{R}}) .$
_TA - период атаки, заданный параметром Attack time (s). T R является периодом релиза, заданным параметром Release time (s). Fs - входная частота дискретизации, заданная параметром Inherit sample rate from input или Input sample rate (Hz).
Если для параметра Make-up gain (dB) задано значение Autoкоэффициент усиления вычисляется как отрицательное значение вычисленного коэффициента усиления для входа 0 дБ:

$M = - x_{sc} (x_{dB} = 0)$
Учитывая установившийся вход 0 дБ, это строение достигает установившегося выхода 0 дБ. Коэффициент усиления определяется параметрами Threshold (dB) и Knee width (dB). Это не зависит от входного сигнала.
Коэффициент усиления подпитки, M, добавляется к сглаженному усилению, g с [n]:

$g_{m} [n] = g_{s} [n] + M$
Вычисленный коэффициент усиления в дБ, g м [n], переводится в линейную область:

$g_{lin} [n] = 10^{(\frac{g_{m} [n]}{20})}$
Выход ограничителя динамической области значений дается как

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

Ссылки

[1] Джаннулис, Димитриос, Майкл Массберг и Джошуа Д. Рейсс. Digital Dynamic Range Compressor Design -- A Tutorial And Analysis (неопр.) (недоступное руководство). Журнал Общества Аудиотехники. Том 60, Выпуск 6, 2012, стр. 399-408.

Расширенные возможности

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

См. также

Compressor | Expander | limiter | Noise Gate

Темы

Динамическое управление областью значений

Введенный в R2016a

Документация

Limiter

Описание

Порты

Вход

x - Входной сигнал 1-D вектор | матрица

T - Порог (дБ) скаляр

Зависимости

K - Ширина колена (дБ) скаляр

Зависимости

AT - Время (ы) атаки скаляр

Зависимости

RT - Время (ы) выпуска скаляр

Зависимости

Выход

Y - Выходной сигнал матрица

G - Коэффициент усиления, примененный к каждой входной выборке матрица

Зависимости

Параметры

Threshold (dB) - Операционный порог –10 (по умолчанию) | скаляром в области значений от -50 до 0 включительно

Knee width (dB) - Переходная зона в характеристике ограничителя 0 (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 20 включительно

View static characteristic - Открыть статический график ограничителя динамической области значений кнопка

Attack time (s) - Время для приложенного усиления для увеличения вверх 0 (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 4 включительно

Release time (s) - Время для приложенного усиления для изменения вниз 0.2 (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 4 включительно

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

Make-up gain (dB) - Приложенный коэффициент усиления макияжа 0 (по умолчанию) | скаляром в области значений от -10 до 24 включительно

Зависимости

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

Input sample rate (Hz) - Задайте входную частоту выборки 44100 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Output gain (dB) - Коэффициент усиления, применяемый к каждой входной выборке off (по умолчанию) | on

Sidechain - Включите вход боковой цепи off (по умолчанию) | on

Simulate using - Задайте тип выполняемой симуляции Interpreted execution (по умолчанию) | Code generation

Примеры моделей

Подавление громкости громких звуков

Характеристики блоков

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Audio Toolbox

Поддержка

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

`T` - Порог (дБ)
скаляр

`K` - Ширина колена (дБ)
скаляр

`AT` - Время (ы) атаки
скаляр

`RT` - Время (ы) выпуска
скаляр

`Y` - Выходной сигнал
матрица

`G` - Коэффициент усиления, примененный к каждой входной выборке
матрица

`Threshold (dB)` - Операционный порог
`–10` (по умолчанию) | скаляром в области значений от -50 до 0 включительно

`Knee width (dB)` - Переходная зона в характеристике ограничителя
`0` (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 20 включительно

`View static characteristic` - Открыть статический график ограничителя динамической области значений
кнопка

`Attack time (s)` - Время для приложенного усиления для увеличения вверх
`0` (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 4 включительно

`Release time (s)` - Время для приложенного усиления для изменения вниз
`0.2` (по умолчанию) | скаляром в области значений от 0 до 4 включительно

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

`Make-up gain (dB)` - Приложенный коэффициент усиления макияжа
`0` (по умолчанию) | скаляром в области значений от -10 до 24 включительно

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

`Input sample rate (Hz)` - Задайте входную частоту выборки
`44100` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Output gain (dB)` - Коэффициент усиления, применяемый к каждой входной выборке
`off` (по умолчанию) | `on`

`Sidechain` - Включите вход боковой цепи
`off` (по умолчанию) | `on`

`Simulate using` - Задайте тип выполняемой симуляции
`Interpreted execution` (по умолчанию) | `Code generation`

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