電子工学および信号処理において、フルスケールとは、システムが表現できる最大振幅を表す。
デジタルシステムでは、信号の振幅が表現可能な最大値に達したとき、その信号はデジタルフルスケールにあると言われます。信号がデジタルフルスケールに達すると、すべてのヘッドルームが使い果たされ、それ以上振幅が増加すると、クリッピングと呼ばれるエラーが発生します。デジタル信号の振幅は、パーセント、フルスケール、またはデシベルフルスケール(dBFS)で表すことができます。
アナログシステムでは、フルスケールは、使用可能な最大電圧、または可動コイル式メーターや検流計などのアナログ計器の最大偏向(フルスケール偏向またはFSD )または指示値によって定義される場合があります。
バイナリ整数表現の範囲は非対称であるため、フルスケールは表現可能な最大正値を使用して定義されます。[ 1 ] [ 2 ] 例えば、16ビットPCMオーディオは値0を中心とし、−32,768から+32,767までの値をとることができます。信号が−32,767から+32,767までの範囲に達した場合、その信号はフルスケールになります。(これは、可能な最小値である−32,768がフルスケールをわずかに超えることを意味します。)
デジタルオーディオワークステーションでの信号処理では、中間処理段階でのクリッピングを回避するために、フルスケールを超える値も含む浮動小数点演算がよく使用されます。浮動小数点表現では、フルスケール信号は通常、-1.0 から +1.0 の範囲で定義されます。[ 3 ] [ 4 ]
信号はアンチエイリアシングフィルタ、リサンプリングフィルタ、または再構成フィルタを通過するが、リンギングによりピーク振幅がわずかに増加する可能性がある。
デジタルデータによって表されるアナログ信号は、デジタルデータ自体がフルスケールを超えない場合でも、フルスケールを超える可能性があり、またその逆も起こり得ます。アナログ領域への変換においては、デジタル・アナログ変換器のアナログ回路が適切に設計されていれば、クリッピングの問題は発生しません。
フルスケールのアナログ信号を十分なサンプリング周波数でデジタルに変換し、その後再構成する場合、ナイキストの定理により、復元されたアナログ信号は元のアナログ信号の正確なコピーとなるため、「ピーク」の問題によるアナログ領域での問題がないことを保証します。(ただし、信号がデジタル領域で正規化されている場合、アナログ再構成後にフルスケールを超える「サンプル間ピーク」が含まれる可能性があります。)[ 5 ]
997 Hz 正弦波の振幅で、正のピーク値が正のデジタルフルスケールに達し、負の最大コードが使用されない場合。注: 2 の補数表現では、負のピークは負の最大コードから 1 LSB 離れています。
ピーク正サンプルが正のデジタルフルスケール(2の補数で0111…1111のバイナリ値でワード長を構成する)にちょうど達し、ピーク負サンプルが負のデジタルフルスケールから1つ離れた値(1000…0001でワード長を構成する)にちょうど達し、最大負コード(1000…0000)が未使用のまま残る997 Hz正弦波の振幅。
フロートデータの場合、フルスケールは1です。
ビット0.24正規化浮動小数点(タイプ3 - 32ビット)は、タイプ3 .wavファイルの標準浮動小数点形式です。値は±1.0の範囲に正規化されます。