Inter-sample peak (picco tra i campioni)

Definizione

Un picco tra i campioni (inter-sample peak) è un valore della forma d'onda ricostruita che supera, in valore assoluto, i campioni che lo circondano. Il segnale analogico che il convertitore D/A produce è, idealmente, l'interpolazione dei campioni con la funzione sinc:

x(t) = Σ x[n] · sinc((t − n·T) / T), con T = 1/fs.

Questa curva passa per tutti i campioni ma tra un campione e l'altro può salire oltre di essi. Si parla di over tra i campioni quando il picco ricostruito supera 0 dBFS anche se nessun campione lo supera: il file è formalmente valido, ma il convertitore, il ricampionatore o il decoder lossy che lavora in virgola fissa produce clipping.

Esempio di riferimento: una sinusoide a fs/4 con fase di 45° ha campioni a ±sin(45°) = ±0,707 dell'ampiezza. Se il file viene normalizzato in modo che i campioni valgano 0 dBFS, il picco ricostruito vale +3,01 dBTP. Per sequenze di campioni costruite ad arte l'eccesso può essere ancora maggiore. Gli over tra i campioni nascono soprattutto da limiter e clipper senza oversampling (che producono campioni consecutivi alla stessa ampiezza), da normalizzazioni a 0 dBFS e da materiale molto ricco di alte frequenze.

Parametri e unità

• Unità: dBTP per il valore ricostruito; conteggio dei superamenti di 0 dBFS.
• Metodo di misura: sovracampionamento ×4 con filtro di interpolazione (ITU-R BS.1770-4); sottostima massima 0,69 dB.
• Eccesso tipico del true peak sul picco campione: 0–0,5 dB su mix non limitati; 0,5–1,5 dB su master limitati senza oversampling; fino a 3 dB su materiale clippato e brillante.
• Margine di sicurezza: true peak ≤ −1 dBTP.

Funzione musicale

Il picco tra i campioni determina se il master resta pulito in tutte le fasi di riproduzione. Molti convertitori consumer e alcuni filtri di ricostruzione non hanno margine sopra 0 dBFS e tagliano gli over; i decoder AAC e MP3 aggiungono i propri superamenti a quelli già presenti. Il risultato è una distorsione breve e aspra sui colpi più forti, udibile soprattutto su piatti, voci sibilanti e synth brillanti.

Esempio pratico

• Segnale di prova: sinusoide a 11 025 Hz (fs/4 a 44,1 kHz), fase 45°, campioni normalizzati a 0 dBFS. Il meter di picco campione legge 0,0 dBFS, il meter true peak legge +3,0 dBTP.
• Master reale: limiter in modalità picco campione con ceiling −0,1 dBFS. L'analisi mostra picco campione −0,1 dBFS, true peak +0,8 dBTP e 340 picchi tra i campioni oltre 0 dBFS. Con il limiter in modalità true peak, ceiling −1,0 dBTP e oversampling ×4, il conteggio scende a 0 e la loudness integrata cala di 0,3 LU.

Errori comuni

• Ritenere che un picco campione di −0,1 dBFS escluda il clipping in riproduzione.
• Usare clipper e limiter senza oversampling e senza modalità true peak sul master.
• Normalizzare il master a 0 dBFS dopo il limiter.
• Considerare gli over tra i campioni inudibili in ogni caso: dipende dal convertitore e dal codec, quindi il master deve essere corretto a prescindere.
• Lasciare un margine di 0,1–0,3 dB per i file destinati alla codifica lossy.

Come verificarlo

• Analisi dell'app: la riga Picchi tra i campioni oltre 0 dBFS conta i valori interpolati con sovracampionamento ×4 che superano il fondo scala; la riga True peak (×4, BS.1770) ne riporta il massimo. Il valore deve essere 0 nel master.
• Confronto: la differenza tra True peak e Picco campione indica quanto il master genera picchi tra i campioni.
• Meter dedicati: Youlean Loudness Meter, FabFilter Pro-L 2, iZotope Insight con lettura in dBTP.
• Prova del decoder: codifica il master in AAC o MP3, decodifica e rimisura il true peak.