Peak (picco campione)

Definizione

Il picco campione (sample peak) è il valore assoluto massimo raggiunto dai campioni di un segnale digitale in un intervallo di tempo:

P = max |x[n]|

Si esprime in dBFS (decibel relativi al fondo scala): L_peak = 20 · log10(P / FS), dove FS è il valore di fondo scala (1,0 nella virgola mobile normalizzata, 2^(N−1) − 1 negli interi a N bit; 32767 a 16 bit). In virgola fissa 0 dBFS è il campione più grande rappresentabile e ogni valore oltre viene troncato (clipping). In virgola mobile a 32 bit i campioni possono superare 1,0, cioè assumere valori positivi in dBFS, senza perdita di informazione finché il segnale resta nel motore della DAW; il limite torna rigido nella conversione a virgola fissa, nel convertitore D/A e in tutti i plugin che modellano circuiti con una soglia di saturazione.

Il picco campione descrive solo i valori dei campioni, non la forma d'onda ricostruita: tra due campioni il segnale analogico può superare entrambi i valori (picco tra i campioni, vedi la guida dedicata). Per questo il picco campione è sempre minore o uguale al true peak. Un peak meter digitale ha tempo di integrazione nullo (ogni campione conta), un tempo di ritorno della barra dell'ordine di 10–20 dB/s e un indicatore di massimo (peak hold). Il PPM (Peak Programme Meter) analogico, invece, integra su 5 o 10 ms e non legge i picchi più brevi.

Parametri e unità

• Unità: dBFS. In virgola fissa i valori sono sempre ≤ 0 dBFS.
• Relazioni utili: metà dell'ampiezza = −6,02 dB; ampiezza 0,891 = −1,0 dBFS; ampiezza 0,708 = −3,0 dBFS; ampiezza 0,5 = −6,02 dBFS; 16384 a 16 bit = −6,02 dBFS.
• Peak hold: tempo per cui l'indicatore resta sul valore massimo (2–3 s in lavorazione, infinito in fase di controllo).
• Over: molti misuratori segnalano il clipping quando trovano almeno 3 campioni consecutivi a fondo scala; un singolo campione a 0 dBFS non viene contato.
• Canali: il picco si legge per canale; il picco di un file stereo è il massimo tra i due canali.
• Grandezze collegate: true peak (dBTP), RMS, crest factor (picco − RMS), PLR (true peak − loudness integrata).

Funzione musicale

Il picco campione indica quanto margine resta prima del limite digitale. Serve nel gain staging (livello di registrazione, livello delle tracce e dei bus), nel controllo dei file da consegnare e nella diagnosi dei clipping. Non indica il volume percepito: due master con lo stesso picco di −0,3 dBFS possono differire di 8–10 LU di loudness, perché la loudness dipende dall'energia media e dallo spettro, non dal valore istantaneo massimo. Nel mix il picco è un vincolo tecnico; le decisioni di livello tra gli strumenti si prendono ascoltando e misurando la loudness.

Esempio pratico

Valori di riferimento per una produzione a 24 bit in virgola mobile:

Esempio di lettura: una cassa con picco −4,2 dBFS sulla traccia singola ha un margine di 4,2 dB; sommata al basso, che ha picco −6,0 dBFS, può produrre sul bus picchi fino a 20 · log10(10^(−4,2/20) + 10^(−6/20)) = +1,0 dBFS se i due picchi coincidono in fase. Abbassare entrambe le tracce di 8 dB porta il bus a −7 dBFS nel caso peggiore e restituisce il margine.

Errori comuni

• Usare il picco come misura di volume: normalizzare due brani a 0 dBFS di picco non li rende ugualmente forti.
• Ritenere sicuro un master con picco campione −0,1 dBFS: il true peak può essere oltre 0 dBTP e la codifica lossy aggiunge altri picchi.
• Considerare un clipping il valore oltre 0 dBFS di una traccia interna alla DAW in virgola mobile e trascurare invece i plugin che modellano l'analogico, che saturano già a livelli più bassi.
• Leggere il meter post-fader e non vedere che un plugin in insert, prima del fader, sta saturando.
• Usare un VU o un meter RMS per controllare i picchi: integrano su centinaia di millisecondi e leggono 8–15 dB sotto il picco reale.
• Normalizzare il master in ultima fase sul picco, dopo il dither: la normalizzazione cambia il livello e annulla l'effetto del dither calcolato prima.

Come verificarlo

• Meter della DAW: in FL Studio i meter del mixer mostrano il picco per canale; Wave Candy in modalità Peak meter mostra il valore numerico.
• Analisi dell'app: la riga Picco campione del pannello di analisi è il valore assoluto massimo su entrambi i canali del file, in dBFS. La riga Tratti in clipping (≥3 campioni a fondo scala) conta i punti in cui almeno 3 campioni consecutivi superano ±0,999 del fondo scala.
• Confronto con il true peak: l'app riporta anche True peak (×4, BS.1770); la differenza tra true peak e picco campione è 0–0,5 dB nel materiale poco limitato e arriva a 1–3 dB nei master saturi e molto brillanti.
• Prova pratica: esporta il mix in WAV a 24 bit, analizzalo nell'app e verifica che il picco sia nell'intervallo previsto per la fase di lavoro.