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Ulli´s Pegeleinmaleins für analoge Magnetbandtechnik

 

Die entsprechenden Werte für den magnetischen Fluß sind grün unterlegt

 

Verknüpfung von Spannung, Pegel und magn. Feldstärke

Ein Mikrofon, welches mit dem Schalldruck von 1 Pa betönt wird, macht aus dieser akustischen Größe (94 phon) eine elektrische. Diese läßt sich nun als Spannung in Volt ausdrücken oder eben in dB. Um nun ein Mikrofonsignal auf Band aufzeichnen zu können, muß aus dieser Spannung – nach Verstärkung - Magnetismus gemacht werden, der aus dem Kopfspalt in das vor ihm vorbeilaufende Band gebracht wird. Die Bezeichnung für diese Magnetisierung ist das Nano-Weber oder nWb als Abkürzung.

 

Wird ein solches magnetisiertes Band wieder abgespielt, erhalten wir aus diesen nWb wieder eine elektrische Spannung, die wir in der Studiotechnik natürlich wieder in dB umrechnen!

 

Verdoppelung des magn. Flusses bedeutet eine Zunahme um 6 dB,

Verzehnfachung eine Zunahme um 20 dB.

Ein Zehntel bedeutet die Verminderung um 20 dB.

 

Für die Zusammenhänge zwischen dB und nWb siehe beigefügte Tabelle.

 

 

 

Feldstärke

Pegel in dBu

Relation zum Studiostandard

 

 

 

1028 nWb

+12 dBu

Maximalpegel für einen Klirrfaktor von 3% bei 1000 Hz

 

 

(EMTEC Studio-Master 900)

514 nWb

+6 dBu

Studionormpegel für Vollaussteuerung und Anzeige 0 dB in der Regie

320 nWb

+2 dBu

Älterer Stereopegel für 2 mm Spurbreite auf ¼“-Band

 

 

 

250 nWb

0 dBu

Ton-Pegel bei vielen Cassetten-Recordern

 

Definition des Pegels dBu

Für die Pegelrechnung in den Tonstudios in Deutschland und vielen anderen Ländern Europas kommen Größen aus der Fernmeldetechnik im Deutschland der frühen 20er Jahre zum Zuge die uns eine etwas schräg anmutende Beziehung zwischen Volt und dB – und damit eine

 

2. Beziehung in der Studiotechnik bescherte:

 

775 Millivolt (mV) - oder 0,775 Volt - machte man dort zu 0 dB!

 

Gerechnet wird wieder, wie gehabt:

Verdoppelung bedeutet eine Zunahme um 6 dB,

Verzehnfachung eine Zunahme um 20 dB,

ein Zehntel die Abnahme um 20 dB und so fort.

 

Beispiel: 6 dB = 1,55 Volt (2x 0,775 Volt)

 

-20 dB = 77,5 mV (775mV/10)

 

Hier wird auch mit negativen Zahlen gerechnet, wenn die Spannung kleiner als 775 mV ist.

Alles, was kleiner ist als 0 dB ist mit dem Minuszeichen versehen! (Siehe Wasserstand)

Als Beispiel: die Meereshöhe von Amsterdam ist -6m ü. NN, also 6m unter dem Meeresspiegel….

 

Definition von dBV

Doch das ist leider noch nicht alles: Die nordeuropäischen Länder haben nicht dieses „krumme“ Verhältnis zwischen Spannung und Pegel übernommen. Sie rechnen da weitaus einfacher:

 

1 Volt ist 0 dB!

 

2Volt sind +6dB

 

10 Volt sind 20 dB,

 

0,5 Volt sind -6dB usw.

 

Um dem sich anbahnenden Durcheinander Einhalt zu gewähren, einigte man sich auf die Bezeichnung dBV, was nichts anderes heißt als „Pegel, bezogen auf 1 Volt“!

 

Die Bezeichnung für den Pegel, der sich auf 775 mV bezieht, ist dBu.

 

Diese beiden Pegel – dBu und dBV - sind quasi der Meeresspiegel, also etwas absolutes in der sonst relativen Meßtechnik der Studiotechnik.

 

Alle Pegel, die bei uns mit dBu bezeichnet sind, lassen sich auf eine Spannung umrechnen, da man weiß, daß der Bezug 775 mV sind.

 

Der Unterschied zwischen dBu und dBV ist lediglich rund 2,2 dB

 

0dBu ist -2,2dBV

 

 

Skala eines Pegelmessers mit dBV, Volt und dBu

 

Folgende Tabellen helfen beim Umrechnen der Pegelangaben in Spannungswerte und umgekehrt:

Ich habe die entsprechenden Werte um die Magnetisierungsgrößen in nWb ergänzt

 

 

Spannungsverhältnisse für dBu

dBu

Spannung (V) (nWb)

dBu

Spannung (V) (nWb)

0

0.7746

0

0.7746

1

0.8691

-1

0.6904

2

0.9752 (320)

-2

0.6153

3

1.0941

-3

0.5484

4

1.2277

-4

0.4887

5

1.3774

-5

0.4356

6

1.5455 (514)

-6

0.3882

7

1.7341

-7

0.3460

8

1.9457

-8

0.3084

9

2.1831

-9

0.2748

10

2.4495

-10

0.2449

11

2.7484

-11

0.2183

12

3.0837

-12

0.1946

13

3.4600

-13

0.1734

14

3.8822

-14

0.1546 (51,4)

15

4.3559

-15

0.1377

16

4.8874

-16

0.1228

17

5.4837

-17

0.1094

18

6.1528

-18

0.0975

19

6.9036

-19

0.0869

20

7.7460

-20

0.0775

21

8.6911

-21

0.0690

22

9.7516

-22

0.0615

23

10.9415

-23

0.0548

24

12.2765

-24

0.0489

25

13.7745

-25

0.0436

26

15.4552

-26

0.0388

27

17.3411

-27

0.0346

28

19.4570

-28

0.0308

29

21.8311

-29

0.0275

30

24.4949

-30

0.0245

31

27.4837

-31

0.0218

32

30.8372

-32

0.0195

33

34.6000

-33

0.0173

34

38.8218

-34

0.0155

35

43.5588

-35

0.0138

36

48.8737

-36

0.0123

37

54.8372

-37

0.0109

38

61.5284

-38

0.0098

39

69.0360

-39

0.0087

40

77.4597

-40

0.0077



Spannungsverhältnisse für dbV

 

 

dBV

Spannung in Volt

 

 

 0

1V

-1

0.891V

-2

0.794V

-3

0.707V

-4

0.631V

-5

0.562V

-6

0.5V

-7

0.447V

-8

0.398V

-9

0.355V

-10

0.316V (250)

-12

0.250V

-16

0.158V

-20

0.1V

-40

0.01V

 

 

Internationale Pegel

Pegel

Pegel in dB

Spannung (Effektivwert = RMS)

Europäischer Studiopegel - ARD Rundfunkpegel

+6 dBu

1,55 V

Internationaler Studiopegel – USA, Japan

+4 dBu

1,228 V

Heimtechnikpegel (Consumergeräte)

-10 dBV

0,3162 V = -7,78 dBu

Schalldruckpegel (bei der Hörschwelle)

dBSPL

0 dBSPL = 2·10-5 Pa

 

Internationale Bezugswerte (Referenz)

Physikalische Größe

Bezugswert

Pegeleinheit

Bemerkung

Spannung

U0 = 0,7746 V

= 0 dBu

Audio, NF-Technik, kein Impedanz-Bezug!

Spannung

U0 = 1 V

= 0 dBV

Audio NF-Technik, USA, Nordeuropa

Spannung

U = 1,55 V

 

Studiopegel +6 dBu, ARD

Spannung

U = 1,228 V

 

Studiopegel +4 dBu, USA, Japan

Spannung

U = 0,3162 V

 

Heimtechnikpegel -10 dBV = -7,78 dBu

 

Die Skala eines Aussteuerungmessers

Ich betone das deswegen so stark, da Ihnen wahrscheinlich schon häufig aufgefallen ist, daß zumindest an Aussteuerungsmessern der verschiedenen Geräte der Hersteller immer nur dB und nicht dBu oder dBV steht….es sei denn es ist ein Gerät, welches tatsächlich 775 mV abgibt, dann darf der Pegelmesser 0 dBu zeigen!

 

Hier kommt die Relativitätspraxis zum Tragen:

Bei jedem dieser Aussteuerungsmesser muß erst noch definiert werden, bei welcher dB –Anzeige denn 0dBu herrschen! Siehe hier besonders das Einmessen von Tonbandgeräten.

 

So wird bei Studiomaschinen aus den 514 nWb/m auf dem Meßband ein Pegel von +6 dBu gemacht und im Studio zeigt dann der Aussteuerungsmesser 0 dB an.

 

Viele richten sich nach dem ungeschriebenen Gesetz, welches definiert, daß bei einer Anzeige von 0 dB am Ausgang ein Pegel von +4dBu herrsche. Es handelt sich um eine stille Übereinkunft der meisten Gerätehersteller international. Sie ist aber nicht verpflichtend.

 

In der deutschen Rundfunkstudiotechnik z. B. bedeutet die Anzeige „0 dB“ auf einem Aussteuerungsmesser = +6 dBu, also 1,55 Volt am Ausgang des entsprechenden Gerätes.

 

Der Pegel in Prozenten

Ach ja, es besteht auch noch die Möglichkeit, Pegelangaben mit der Prozentrechnung zu verknüpfen. Hier kommt uns wieder die logarithmische Rechnung zugute:

 

Wenn 100% einem Pegel von 0 dB entsprechen, so hat der Wert 10% einen Pegel von -20dB, 1 % sind dann – 40 dB, 200% +6 dB usw.

Hier läßt sich auch leicht erkennen, daß ein Band, das mit 257 nWb magnetisiert ist, nur zu 50% ausgesteuert wurde.