Schall beruht letztlich auf Luftdruckänderungen. Luftdruck wird in der Regel in Pascal (Pa) gemessen. Der für uns Menschen relevante Bereich beginnt mit der Hörschwelle eines gesunden Menschen bei 0,00002 Pa und endet mit der Schmerzgrenze bei 200 Pa.
Dieser breite Zahlenbereich mit einem Verhältnis von über 1:1.000.000 ist recht unhandlich. Also führte man die Logarithmierung und das Verhältnismaß „Bel“ ein. Noch praktischer im technischen Alltag wird dieses Maß durch die Verwendung dessen zehnten Teils - und schon sind wir beim Dezibel. Alle Einheiten und Maße, die in Dezibel angegeben werden, sind logarithmisch.
Diese Bezeichnung soll an den Physiker Graham Alexander Bell erinnern, der als der amerikanische Erfinder des Telefons gilt.
5.4.1.2Schalldruckpegel
Der Schalldruckpegel wird in dBSPL gemessen. Um aus dem Verhältnismaß Dezibel eine absolute Einheit zu machen, benötigen wir aber erst einen Referenzpunkt. Als Referenz ist unsere Hörschwelle definiert, die 0 dBSPL entspricht.
Zur Veranschaulichung soll dir folgende Tabelle verschiedene Ereignisse und deren Pegel zeigen:
| Ereignis(Entfernung) | Schalldruckin Pa | Schalldruckpegelin dBSPL |
| Hörschwelle | 0,00002 | 0 |
| Flüstern (10m) | 0,000063 | 10 |
| Studioaufnahmeraum | 0,0002 | 20 |
| Ruhiges Schlafzimmer | 0,00063 | 30 |
| Ruhige Bibliothek | 0,002 | 40 |
| Ruhige Wohnung | 0,0063 | 50 |
| Gespräch (1m) | 0,02 | 60 |
| PKW-Innenraum | 0,063 | 70 |
| Staubsauger (1m) | 0,2 | 80 |
| Autobahn (1m) | 0,63 | 90 |
| Diskothekenbox (1m) | 2 | 100 |
| Kettensäge (1m) | 6,3 | 110 |
| Unwohlseinsgrenze | 20 | 120 |
| Schmerzgrenze | 63,2 | 130 |
| Düsenjet (30m) | 200 | 140 |
Manchmal wird der Schalldruckpegel als dBSPL(A) angegeben. Man spricht dann von einer „A“-Bewertung. Dieser Bewertung liegt zu Grunde, dass unser Lautstärkeempfinden über den gesamten Frequenzbereich auch von der Gesamtlautstärke abhängt. Daher empfinden wir auch Musik bei geringer Lautstärke als bassarm und matt, wogegen dasselbe Stück bei Zimmerlautstärke wieder satt und brillant klingt.
Die „A“-Bewertung entspricht dabei weitgehend der menschlichen Hörcharakteristik. In der Studiotechnik hat diese Einheit jedoch wenig Gewicht. Sie wird in erster Linie bei der Festlegung von Grenzwerten für Lärmbelästigung im öffentlichen Bereich herangezogen. Hierbei kommen noch weitere Bewertungsskalen zum Einsatz (B, C und D).
5.4.1.3Signalpegel
Nun verlassen wir den mechanischen Bereich der Akustik. Sobald ein Signal ins Aufnahmesystem kommt, arbeiten wir nicht mehr mit Schalldruckpegeln, sondern mit Signalpegeln. Diese beschreiben den Pegel auf der Basis der elektrischen Spannung.
Zur Darstellung des Signalpegels verwendet man in erster Linie die Pegeleinheiten dBV und dBu. Beide beziehen sich auf Voltzahlen, unterscheiden sich aber im Referenzpunkt.
Die Pegeleinheit dBV hat als Referenzpunkt für 0 dBV den Pegel eines Sinus-Tonsignals von 1 Volt RMS.
Dagegen beziehen sich 0 dBu auf den Pegel eines Sinus-Tonsignals von 0,775 Volt RMS.
Dies ist erst mal verwirrend. Der Hintergrund ist jedoch einfach die unterschiedliche Herkunft von dBV (nordeuropäisch) und dBu (US-amerikanisch). Früher hieß letzteres übrigens noch dBv. Um Verwechslungen zum dBV zu vermeiden, wurde aus dem kleinen „v“ dann aber ein kleines „u“.
Daraus resultiert:
0 dBV = 1 Volt RMS = 2,2 dBu
0 dBu = 0,775 Volt RMS = -2,2 dBV
Kommen wir nun zum praktischen Einsatz: Die Signalpegel dBV und dBu kennst du von den Einstellmöglichkeiten deiner Soundkarte oder deiner Outboardgeräte. Diese arbeiten entweder mit +4 dBu oder mit -10 dBV als Referenz für ihren optimalen Arbeitspunkt. Dieser Arbeitspunkt ist das sogenannte Unity-Gain und beschreibt die Aussteuerung, bei der sich das Gerät in seinem bestmöglichen Verhältnis zwischen SNR und Headroom befindet.
Grundsätzlich arbeiten professionelle und symmetrisch angeschlossene Geräte mit +4 dBu, wohingegen unsymmetrische Einsteiger- und Consumergeräte mit -10 dBV auskommen müssen. Dies liegt daran, dass die Bauteile für diesen Spannungsbereich deutlich günstiger sind.
Es ergeben sich die folgenden Relationen:
-10 dBV = 0,316 Volt RMS = -7,78 dBu
+4 dBu = 1,23 Volt RMS = 1,78 dBV
Der Unterschied zwischen -10 dBV und +4 dBu beträgt nicht wie häufig angenommen 14 dB, sondern nur 11,78 dB! Die Spannungsdifferenz zwischen dBV und dBu beträgt aber das Vierfache, daher haben die professionellen Geräte auch eine bessere SNR.
Analoge Geräte besitzen einen nutzbaren Headroom oberhalb ihres Unity-Gains. So können Tonbänder bis zu +8 dB, einige Mischpulte sogar bis zu +28 dB ausgesteuert werden, ohne dass diese unschön verzerren. Im Gegenteil, es treten harmonische Verzerrungen auf, die dem Signal einen besonderen Charakter verleihen können.
5.4.1.4Digitaler Signalpegel
Aus der Mechanik über die Elektrik kommen wir nun schließlich in die Digitaltechnik. Der digitale Pegel wird in dBfs beschrieben. Als Referenzpunkt hat dieser Pegel die maximal mögliche Aussteuerung eines digitalen Signals ohne Clipping. Dies entspricht dann 0 dBfs.
Als digitale Worte ausgedrückt, gilt für ein 24-Bit-System:
Maximaler Wert = 0 dBfs = 1111 1111 1111 1111 1111 1111
Minimaler Wert = -144 dBfs = 0000 0000 0000 0000 0000 0001
Die dBfs sind grundsätzlich negative Werte und dürfen zu keiner Zeit positive Werte annehmen. Positive dBfs bedeuten immer Clipping!
Aktuelle Sequenzerprogramme arbeiten allerdings intern mit 32 Bit-Fließkommaberechnung, welche DAW-internes Clipping fast unmöglich macht. Du solltest aber dennoch auch im Digitalmixer deiner DAW zu keiner Zeit über 0 dBfs fahren. Dies kann deinen Sound trotz der Vorteile der Fließkommaberechnung verschlechtern. Warum dies so wichtig ist, erkläre ich im folgenden Unterkapitel.
Unumstößlich bleibt auf jeden Fall, dass zu den Zeitpunkten der Wandlung kein Wert oberhalb 0 dBfs auftreten darf!
5.4.2Tipps zum Einpegeln
Im Studio arbeitest du mit analogen Preamps, elektrischen Klangerzeugern und einer DAW und digitalen internen Effekten, die vielleicht sogar wiederum analoge Vorbilder emulieren. Du hast es also permanent mit analogen und digitalen Signalpegeln zu tun.
Das Hauptproblem ist nun, dass es keine Umrechnung zwischen dBV und dBu zu dBfs gibt. Analog und digital sind zwei völlig verschiedene Welten. Aus diesem Umstand entstehen Fragen, wie:
1 Wie verknüpfen wir sinnvoll den analogen Signalpegel mit
