Stolperstein Dezibel: Eine rätselhafte Einheit!

Stolperstein Dezibel: Eine rätselhafte Einheit!

Dezibel; audiointerface.deBeschäftigt man sich mit Audio Interfaces oder anderen Gerätschaften aus dem tontechnischen Bereich, stößt man immer wieder auf Werte die in Dezibel (kurz dB) angegeben werden. Auf die Frage was das genau sei, bekommt man oft die Antwort, dass es sich um eine Größeneinheit für Lautstärkepegel handele. Eine solche Aussage ist zwar grundsätzlich erst einmal dienlich, wenn es darum geht eine Vorstellung davon zu bekommen worum es sich bei Dezibel handelt. im Endeffekt ist sie allerdings leider nicht ganz richtig.

Dezibel ist keine Einheit

Eine Verdopplung des dB Werts führt gewöhnlich nicht zu einer Verdopplung der Lautstärke!

Zuallererst sei betont, dass es sich bei Dezibel gar nicht um eine Einheit handelt. Stattdessen sprechen wir von einer so genannten Hilfs- oder Pseudoeinheit. Aus der reinen Angabe eines Wertes in dB können wir nur schließen, dass der Wert mit einer logarithmischen Gewichtung angegeben ist. Das bedeutet, dass eine Verdopplung des Wertes gewöhnlich nicht zu einer Verdopplung des Lautstärkepegels (oder eines anderen in dB angegebenen Pegels) führt. Stattdessen wird eine Verdopplung des Pegels durch die Addition eines immer gleichen Wertes durchgeführt. Im Falle von dBSPL (SPL = Sound Pressure Level. Eine Angabe die oft als Lautstärke verstanden wird.) ist dieser Wert ungefär die Zahl 6. Ist also ein beliebiger Pegel mit 100dB angegeben, wissen wir, dass 106dB etwa den doppelten sowie 94dB den halben Pegel bezeichnet.

Pegel

Mehrfach ist jetzt das Wort Pegel gefallen. Dieses ist essenziell mit dem Dezibel; audiointerface.deBegriff Dezibel verknüpft. Bei einem Pegel handelt es sich um die Differenz zwischen einem festen, als 0 definierten Referenzwert und einem variablen Wert vom gleichen Typ. Beispielsweise könnte man den Pegel eines leeren Swimmingpools als 0 Wh und den nachdem wir ein Glas Wasser hineingegossen haben als 1 Wh festlegen. (Wh ist eine für diesen Text erfundene Einheit und steht für Wasserhöhe). Es wird schnell klar, dass diese Einheit zwar dienlich ist um mit kleineren Pfützen zu arbeiten. Möchten wir diese aber in Bezug zum vollen oder halbvollen Pool stellen, müssen wir mit sehr großen und sehr kleinen Zahlen gleichzeitig rechnen, was ziemlich umständlich ist.

Wie werden Pegel in Dezibel angegeben?

Um dieses Problem zu umgehen wird gewöhnlich eine logarithmische Skala herangezogen und hier kommt unser Dezibel ins Spiel. Um den Pegel in unserem Pool per Dezibel anzugeben müssen wir uns eine entsprechende Formel bauen. Hierzu bestimmen wir zuerst einen Referenzwert, der nicht 0 sein darf. Nehmen wir für unser Beispiel 1 Wh. Nun muss der Wert des zu bestimmenden Pegels durch den Referenzwert geteilt werden. Anschließend nehmen wir noch vom Ergebnis den Logarithmus zur Basis 10 (Nicht erschrecken!) und bekommen einen Wert in BelWH. Da ein Dezibel nichts anderes als ein Zehntel Bel ist, müssen wir den Wert nur noch mit 10 multiplizieren und bekommen DezibelWH. Das WH ist ein hiermit definiertes Kürzel, mit dem Angezeigt werden soll, dass wir bei dieser Dezibel-Skala einen Referenzwert von 1 Wh und die folgende Formel verwenden:

Wert_in_dBWH = 10 * log10(x Wh / 1 Wh)

Schmeißen wir dies durch einen Taschenrechner um den dBWH Wert für zwei Wassergläser im Pool zu berechnen, so bekommen wir auf etwa 3 dBWH. Die doppelte Menge, nämlich 4 Wh führt zu etwa 6 dBWH und die davon doppelte Menge zu 9 dBWH. Angenommen der Pool würde 524.288 Wh fassen, so wären das in Dezibel ausgedrückt nur ca. 57 dBWH.

Die Kürzel

Merken wir uns also, dass eine Angabe in Dezibel nur dann von Wert ist, wenn ein vereinbarter Referenzwert und eine Bezugseinheit mit angegeben wurde. Dies geschieht gewöhnlich in der Form von Kürzeln. Lautstärke wird dabei zum Beispiel in dBSPL angegeben. Hier lautet die Bezugseinheit PA (Pascal) mit einem Referenzwert von 202 µPA, wobei 20 µPA in etwa die menschliche Hörschwelle bei einem 1kHz Ton darstellt. Festgelegt wurde dabei außerdem, dass die 10 in unserer Formel durch eine 20 ersetzt werden soll. Dadurch ergibt sich eine Verdopplung der Lautstärke durch addieren von ca. 6 dBSPL anstelle der 3 aus unserem Beispiel.


Die Formel für Dezibel, die den Schalldruck angzibt lautet also: Wert_in_DBSPL = 20 * log10(x µPA / 20 µPA)

Zusammenfassung

Um mit dB arbeiten zu können benötigen wir also mindestens den dB-Wert der zu einer Verdopplung des Pegels führt. Dienlich sind außerdem der Referenzwert oder am besten gleich die ganze Formel. Diese werden gewöhnlich durch vereinbarte Kürzel kommuniziert. Fehlt ein solches Kürzel ist im tontechnischen Bereich meist dBSPL gemeint. Die genauen Daten der verschieden, gebräuchlichen Dezibel-Skalen lassen sich über das Kürzel leicht ergoogeln. Für Eilige folgt aber noch eine kleine Tabelle mit den für die Tontechnik relevantesten Skalen.

SkalaBezugseinheitReferenzwertVerdopplungswert Formel
dBSPL

(Schalldruckpegel)

µPA

(Micropascal)

20 µPA+ 6 dBSPLWert_in_DBSPL =

20 * log10(x µPA / 20 µPA)

dBu

(Tontechnik Spannungspegel)

V

(Volt)

0,775 V+ 6 dBuWert_in_dBu =

20 * log10(x V / 0,775 V)

dBV

(HiFi Spannungspegel)

V

(Volt

1 V+ 6 dBVWert_in_dBu =

20 * log10(x V / 1 V)

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