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dB, dBFS, dB(A) Erklärung

dB, dBFS, dB(A) & Co.
das Dezibel und seine Bezugsgrößen

Hier geht es um Lautstärke, Schalldruck, elektrische Spannung und mehr - erfahre, was ein Dezibel ist und warum erst dBFS, dBu etc. die für Musiker und Produzenten wirklich interessanten Einheiten sind. Fokussiert auf das, was für den Alltag der Tonschaffenden relevant ist.

Von Felix Baarß

Dezibel (dB)

Das Dezibel (Einheitenzeichen: dB) wird in vielen Kontexten verwendet. Beispielsweise als Einheit für die Pegel von Audiosignalen oder für den Schalldruck (i.d.R. Abweichungen im Luftdruck) und damit das menschliche Lautstärkeempfinden.

Ein Dezibel ist ein Zehntel eines Bel (Einheitenzeichen: B), das nach Alexander Graham Bell benannt wurde, doch das Dezibel hat sich weitestgehend durchgesetzt.

Erst mit einer Bezugsgröße (siehe unten) sagt ein Dezibelwert etwas über die vom Menschen wahrgenommene Lautstärke, die absolute Pegelstärke eines Audiosignals und dergleichen aus. Der Kontext muss klar sein, sonst bleibt offen, was mit der Einheit »dB« allein gemeint ist. Das Dezibel zählt somit zu den Hilfsmaßeinheiten (auch »Pseudoeinheiten« genannt).

PASSEND DAZU

Messung versus Empfindung

Die Dezibelskala ist je nach Kontext unterschiedlich gewichtet. Z.B.:

6 dB mehr = doppelter Schalldruck (Abweichung vom Atmosphärendruck)
(messbar, physikalische Größe)
~10 dB mehr = doppelte Lautstärke
(geschätzt, menschliches Empfinden)

Für die musikalische Praxis relevanter ist der Begriff der Lautheit, obwohl Lautstärkeänderungen nicht exakt mit Dezibelwerten beziffert werden können. Denn bei der Lautstärke und Lautheit handelt es sich um Begriffe der Psychoakustik – der Wahrnehmung von Schall, die von Mensch zu Mensch verschieden ist, je nach Hörsituation selbst bei einem einzigen Menschen variiert und noch dazu frequenzabhängig ist (siehe dB(A) weiter unten).

Trotzdem: Es interessiert eher wenige Musiker, wie sich beim Aufdrehen von Gain-Regler, Mixerkanal & Co. der Schalldruck verändert. Vielmehr lautet die Frage immer wieder: »Bei plus/minus wieviel Dezibel ist es doppelt/halb so laut?«.

À propos Wahrnehmung: Einen Unterschied von einem Dezibel hören die allermeisten Menschen. Wer ein relativ feines Gehör hat, kann auch Abweichungen von 0,5 dB oder – im Falle von Mastering-Profis und einigen Musikern – deutlich weniger zielsicher erkennen.

Bezugsgrößen des dB

dB SPL (SPL = »sound pressure level«, Schalldruck)

Diese Einheit gibt die durch eine Schallwelle verursachte Abweichung vom Atmosphärendruck, für Menschen also meist vom Luftdruck an – in Bezug auf die menschliche Hörschwelle als festgelegte Grenze, die für das durchschnittliche Hörvermögen den Übergang zwischen hörbar und unhörbar markiert. Es handelt sich um eine Angabe, die einen ersten Anhaltspunkt über die zu erwartende Lautstärke/Lautheit einer Klangquelle gibt.

Aber eben nur einen Anhaltspunkt, denn wie laut der Mensch ein Geräusch empfindet, ist stark von dessen Frequenzgehalt abhängig. So kommt es, dass zwei Geräusche in unterschiedlichen Tonhöhen selbst bei gleichem Schalldruck unterschiedlich laut erscheinen können. Um diesen Umstand mit einzubeziehen, wurde dB(A) geboren – lies weiter…

dB(A)

Schalldruckmessgeräte bieten einen oder mehrere sogenannte Bewertungsfilter an, die dem oben erwähnten frequenzabhängigen Hörempfinden Rechnung tragen. Der wohl gebräuchlichste dieser Filter führt zur sogenannten A-Bewertung des Schalldrucks (die rote Kurve in der Abbildung unten), die Maßeinheit ist folgerichtig dB(A).

Darüber hinaus gibt es auch die Bewertungen B, C und D (und damit die Einheitenbezeichnungen dB(B), dB(C) und dB(D)), die auf das Hörempfinden bei höheren Lautstärken gemünzt sind.

0 dB(A) werden von Menschen mit durchschnittlichem Hörvermögen gerade noch so wahrgenommen. Das ist leiser als Blätterrascheln in der Ferne und deutlich leiser als normale Atemgeräusche in einem Meter Entfernung.

Bei 120 oder 130 dB(A) – hier sind sich die verschiedenen »Schmerzbarometer« nicht ganz einig – ist im wahrsten Sinne die Schmerzgrenze erreicht. Den letztgenannten Wert erreicht ein 100 Meter weit entferntes Düsenflugzeug. Wer solchen Schalldruckpegeln auch nur »für kurze Zeit« ausgesetzt wird (laut manchen Quellen ~45 Sekunden, aber das ist nicht in Stein gemeißelt), muss mit bleibenden Hörschäden oder Ertaubung rechnen.

Spätestens bei Pegeln von 140 dB(A) – ein Düsenflugzeug aus 30 Metern Entfernung – ist höchste Alarmstufe angesagt, dementsprechend sinkt hier auch die empfohlene Höchstdauer der Lärmbelastung noch weiter.

dBV und dBu (V = »voltage«, Spannung), (u = »unit«, Spannungseinheit / »unloaded«, ohne Last)

Diese Einheiten werden für die Pegel von analogen Audiosignalen verwendet. Sie beziehen sich auf die Spannung, die beispielsweise an den Ausgangsbuchsen von elektronischen Instrumenten wie Synthesizern anliegt.

0 dBV entsprechen 1 Volt
0 dBu entsprechen 0,775 Volt

Zum Umrechnen von dBV ↔ dBu findest Du auf der Website von Dipl.-Ing. Eberhard Sengpiel einen praktischen Einheitenrechner »

Typische Referenzpegel

+4 dBu (1,228 Volt) – professionelle Ton- und Beschallungstechnik
-10 dBV (0,3162 Volt) – Homerecording-Equipment, Consumer-Elektronik

Manche Geräte erlauben auch ein Umschalten zwischen diesen beiden gängigen Referenzpegeln, etwa das im delamar-Studio seit Jahren bewährte Audio Interface RME Fireface 800. Dort können die Line-Ein- und Ausgänge wahlweise mit +4 dBu (lauter) oder -10 dBV (leiser) betrieben werden.

dBFS (FS = »full scale«, [digitaler] Vollpegel)

Gefühlte 99,9% der delamari nutzen in ihrem Aufnahme- und Produktionsprozess einen Computer und damit die digitale Signalverarbeitung. Hier kommen die dBFS-Werte ins Spiel.

Ein Wert von 0 dBFS repräsentiert den höchstmöglichen Signalpegel innerhalb der digitalen Sphäre, etwa bei den Pegelanzeigen im Mixer deiner DAW-Software. Diese Obergrenze wird auch »[digitaler] Vollpegel« oder »[digitale] Vollaussteuerung« genannt.

Clipping

Trotz des nicht überschreitbaren digitalen Vollpegels zeigen viele Audio-Plugins, Audio-Editoren und DAWs positive Pegelwerte über 0 dBFS an. Diese kennzeichnen jedoch nur den theoretischen Pegel – diese Überschreitungen (sogenannte Übersteuerungen) des digitalen Vollpegels werden durch zu hohe Pegel von Mikrofonen, Instrumenten und sonstigen Geräten, zu stark aufgedrehten Plugins oder zu hohen Verstärkungen der Spuren in einer DAW verursacht. Oder aus einer Kombination dieser Ursachen.

Was genau passiert nun bei Übersteuerungen digitaler Audiosignale? Ganz einfach: Alles über 0 dBFS wird »abgeschnitten« (»Clipping«), siehe Bild rechts. Klanglich resultiert das je nach der Häufigkeit des Clippings in mehr oder minder harschen Verzerrungen.

Solche digitalen Verzerrungen können künstlerisch gezielt eingesetzt werden, doch in der Regel solltest Du sie vermeiden:

Übersteuerungen schon beim Aufnehmen? Dreh den Gain-Regler herunter!
Übersteuerungen auf der Master-Spur beim Abmischen in der DAW? Regle die Fader der Einzelspuren und/oder der Master-Spur herunter!

Tipp: Für Verzerrungen sind eher speziell dafür ausgelegte Effektgeräte bzw. Plugins zu empfehlen. Richtig angewandt, treiben sie den Pegel nicht über 0 dBFS auf dem Mixerkanal, verursachen aber trotzdem eine Verzerrung. Dafür zeichnet das sogenannte »Soft Clipping« (siehe Bild oben) verantwortlich, es führt oft zu musikalisch stimmigeren Ergebnissen. Das passiert zum Beispiel auch bei Gitarrenverstärkern mit Röhrentechnik.

dBu- und dBV-Werte lassen sich nicht eindeutig in dBFS umrechnen. Es ist von Gerät zu Gerät (und abhängig von deren Einstellungen) unterschiedlich, welche analoge Spannung zu einem bestimmten digitalen Pegel führt.

Immerhin gilt in jedem Fall, dass eine Reduzierung um x dBu oder dBV an der Klangquelle auch eine Reduzierung um x dBFS beim digitalisierten Signal bewirkt.

Letzte Worte zum Dezibel und seinen Bezugsgrößen

Es gibt noch eine einige weitere Bezugsgrößen und entsprechende Anhängsel für das Einheitenzeichen »dB«, doch die sind für Musiker und Produzenten bei ihrer Arbeit nicht von Belang. In der Praxis ist dBFS heute mit Abstand am wichtigsten, schließlich arbeiten praktisch alle mit der DAW und digitalisierten Aufnahmen analoger Klänge bzw. ohnehin originär digitalen Audiodaten.

Welche Anmerkungen, Ergänzungen und Korrekturen hast Du für uns parat? Wir freuen uns auf konstruktives Feedback und Einblicke aus deiner Praxis!

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