Aussteuerungsreserve
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Aussteuerungsreserve, im Englischen Headroom, bezeichnet den Unterschied zwischen Nennpegel und Maximalpegel. Er ist zu unterscheiden von dem in der deutschen Literatur geprägten Begriff Übersteuerungsreserve. [1]
Erklärung: AL = Analogpegel; SPL = Schalldruckpegel.
Die Eingänge, Ausgänge und Speichermedien von analogen und digitalen tontechnischen Systemen (Verstärker, Lautsprecher, Mischpulte, Digitalrechner) sind nur für einen endlichen Wertebereich des Signals ausgelegt. Bei analogen Geräten sind die Grenzen nach unten durch den Fremdspannungspegel, nach oben durch den Klirrfaktor definiert. Bei digitalen Systemen ist auf der einen Seite das Quantisierungsrauschen begrenzender Faktor, auf der anderen Seite gibt es eine Obergrenze, oberhalb derer die Signalwerte auf den Maximalwert reduziert werden (Clipping).
Die Aussteuerungsreserve ist der Sicherheitsabstand des Nennpegels oder Bezugspegels zum technischen Maximalpegel. Er ist erforderlich, damit keine hörbare Verzerrung auftritt wenn dynamische Spitzen in der Signalabfolge auftreten. Es ist nicht von der Art des Signals abhängig, wieviel Aussteuerungsreserve nötig ist, sondern vom Anzeigeverhalten des verwendeten Aussteuerungsmessers. Die meisten Aussteuerungsmesser integrieren über kurze oder längere Zeitintervalle und zeigen daher kurzzeitige Spitzen nicht an. Je träger das Meßgerät anzeigt, desto größer muß der zugeordnete Headroom sein.
Spitzenpegelmesser (True Peak Meter) zeigen auch die höchsten Spitzen im Signal an. Sie dienen nur zur rein technischen Kontrolle des Signals, für eine gehörrichtige Kontrolle des Pegels sind sie nicht geeignet, sie sind lediglich eine Ergänzung zum integrierenden Aussteuerungsmesser. Man könnte auf den ersten Blick annehmen, für digitale Instrumente dieses Typs müßte keine Aussteuerungsreserve festgelegt werden. Der Artikel "Level and distortion in digital broadcasting" von Thomas Lund, TC Electronics, weist aber darauf hin, daß ein Headroom von etwa 3 dB - hier ein tatsächlich leerer Headroom - sinnvoll ist. Das auf der digitalen Ebene noch unverzerrte Signal wird von einigen Geräten bei der D/A-Wandlung bereits ab einem Spitzenwert oberhalb von -3 dBFS verzerrt wiedergegeben. Da aber das Klirrspektrum hier auf der analogen Seite des Wandlers entsteht, wird es zumeist wegen des Verdeckungseffektes und der MP3-Hörgewohnheiten nicht wahrgenommen.
Es gibt Fälle, in denen der maximal erlaubte Pegel und der maximal mögliche Pegel voneinander abweichen. In diesen Fällen ist der Begriff der Aussteuerungsreserve mehrdeutig und bedarf näherer Angaben. So ist z. B. im Rundfunkbereich der maximal erlaubte Pegel durch die Grenzen der Modulation des Senders bestimmt. Zur Einhaltung dieser Grenzen ist die gebende Anstalt verpflichtet und stellt dieses durch einen Begrenzer sicher. Die Studiogeräte vor diesem Limiter erlauben aber darüber hinausgehende Pegel, bevor es zu Verzerrungen bzw. zum Clipping kommt.
Im Bereich der ARD gilt dabei z. B. folgende Regel:
- Der Nennpegel (“permitted maximum level”) entspricht der Modulationsgrenze von 100 %. Er liegt bei Digitalsignalen bei −9 dBfs bzw. bei Analogsignalen bei +6 dBu, gemessen mit einem QPPM-Messgerät mit Integrationszeit 10 ms
- Der Pegel für Pegeltöne ("alignment level") liegt bei −18 dBfs (bei Digitalsignalen) bzw. −3 dBu (bei Analogsignalen). Bei Analoggeräten wird als Frequenz 1 kHz verwendet, bei digitalen Geräten 997 Hz.
- Die Aussteuerungsreserve (Headroom) für QPPM-Messgeräte ist 9 dB
[Bearbeiten] Einzelnachweise
- ↑ Michael Dickreiter: Handbuch der Tonstudiotechnik. 6. Auflage. Saur;, 1997, ISBN 359811320X.
[Bearbeiten] Weblinks
- EBU Technical Recommendation R68-2000
- Aufsatz über Aussteuerung und Headroom.
- AES17-1998 (r2004): AES standard method for digital audio engineering - Measurement of digital audio equipment - engl.
- Thomas Lund - Level and distortion in digital broadcasting
- Thomas Lund - Stop counting samples
