7. Baby Dezibel

Wiederholt wurde schon der Begriff dB (Dezibel) genannt. Ihn für Laien einigermaßen verständlich zu erklären, ist schon schwierig, weil selbst Fachleute manchmal nicht durchblicken. Für die Bandarbeit ist es eigentlich auch unerheblich, sich damit aus zu kennen. Trotzdem möchte ich eine kurze Begriffsbestimmung der Vollständigkeit halber versuchen.

Der Ausdruck Dezibel stammt von der Maßeinheit Bel, die wiederum nach dem englischen Physiker G. Bell (Telefon!) benannt wurde. Ein Dezibel, kurz dB, ist also ein Zehntel Bel. Das ist ein Maß, das im elektroakustischen Bereich benutzt wird, um die Verstärkung und Dämpfung von elektrischen Spannungen, Strömen und Leistungen anzugeben. Dieses Maß stellt sich in dekadisch logarithmischen Werten dar, die dem logarithmischen Lautstärkeempfinden des menschlichen Ohres etwa entsprechen.

Um elektrische Spannungen geht es zum Beispiel bei Pegelangaben. Solche Pegel sieht man bei jedem Kassettendeck optisch angezeigt, wenn die Zeiger oder Leuchtdioden im Rhythmus der Musik wackeln. Die Anzeigeinstrumente zeigen einem ja eigentlich nur die Höhe einer gemessenen Spannung an. Die Größenordnung der Pegelangabe erfolgt in dB. Das hat gute Gründe.

Wenn man sich vorstellt, dass solche Pegel Spannungen umfassen, die vom Millivoltbereich bis zu einem Volt gehen können, dann wird klar, dass ein solcher Bereich grafisch nur in einer meterlangen Darstellung erfolgen kann. Deshalb ist der dB-Wert als logarithmischer Wert gut geeignet, weil er den großen Bereich optisch verkürzt, wobei die Berechnung übersichtlich bleibt. Und so können wir eben auf Zeigerinstrumenten oder Leuchtbändern dB-Werte ablesen. Die entsprechenden Formeln zur Berechnung erspare ich uns hier.

Praktisch bedeutet dies: Wird die Spannung verdoppelt, bedeutet das immer eine Erhöhung um 6 dB. 20 dB entsprechen einer zehnfachen Zunahme.

Umgekehrt bedeuten -20 dB, dass der Pegel auf ein Zehntel des Ausgangswertes gesenkt wurde. Die Angaben gelten also auch immer für die Dämpfung der Signale.

Allerdings gibt es bei dieser Geschichte eine Falle. Die Elektroniker machen es sich gern etwas komplizierter, indem sie diese Regel zwar anwenden, für unterschiedliche Anwendungen aber verschiedene Bezugspegel, also Nullpunkte der Skala, verwenden.

Ein Bezugspegel bezieht sich auf eine Spannung von 1 Volt: 1 V = 0 dB
Der gerade genannte Bezugspegel 1 V = 0 dB wird zur Abgrenzung mit einem Zusatz versehen: 0 dBV
Ein weiterer – heute gebräuchlicher - Bezugspegel für den Nullpunkt, der sich besonders in der Tonstudiotechnik durchgesetzt hat, bezieht sich auf eine Spannung von 0,775 Volt, die sich aus einer elektrischen Leistung von 1 mW (Milliwatt) gemessen an einem Widerstand von 600 Ohm errechnet: 0,775 V = 0 dB
Auf diesen Nullpunkt sind nun alle anderen Spannungen bezogen, unabhängig vom Widerstand. Auch für ihn gilt bei Verdoppelung der Spannung eine Zunahme um jeweils 6 dB. Zur Unterscheidung wird der Buchstabe U (früher m) angehängt: 0,775 V = 0 dBU

1,55 V = +6 dBU

+6 dB ist der so genannte Studionormpegel für elektrische Signale. Danach werden z. B. Bandmaschinen eingemessen, weil professionelle Mischpulte diesen Pegel bei Vollaussteuerung abgeben. Man muss also aufpassen, dass man die Nullpunkte nicht verwechselt, weil sich daraus andere dB-Werte ergeben. Noch mal: 1 V = 0 dBV

0,775 V = 0 dBU

In der noch jungen digitalen Welt gibt es ebenfalls eine eigene Pegelnorm: dBfs

"fs" bedeutet "full scale" und umfasst den 16-Bit-Zahlenwert von -32768 bis +32768.

Auch im Zusammenhang mit Lautsprechern und Boxenbau werden dB-Angaben wichtig. Die Werte für akustische Schalldrücke oder Leistungen ergeben sich aus dem Nennschalldruckpegel eines Lautsprechers. Der Nullpunkt (der dritte!) ist hier die Hörschwelle. 0 dB ist der Schalldruck, bei dem man gerade den Lautsprecher zu hören beginnt. Den Nennschalldruckpegel misst man, indem dem Lautsprecher eine elektrische Leistung von 1 W bei 1 m Abstand vom Messmikrofon unter dem Rauschen eines durchschnittlichen Frequenzbandes zuführt. Misst man nun bei einer derartigen Anordnung, dass der Lautsprecher einen Nennschalldruck von 91 dB hat und stellt fest, dass er mit 120 W belastet werden kann, so kann man den maximalen Schalldruck, den der Lautsprecher liefern kann, ablesen:

Leistung Schalldruck in dB
1 W = 91 dB
2 W = 94 dB
4 W = 97 dB
8 W = 100 dB
16 W = 103 dB
32 W = 106 dB
64 W = 109 dB
128 W = 112 dB

Der Lautsprecher wird also ungefähr einen größtmöglichen Schalldruck von 111 dB liefern. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass sich jeweils bei Verdoppelung der elektrischen Leistung der Schalldruckpegel um 3 dB erhöht. Es ist sicher auch leicht verständlich, dass der Wirkungsgrad eines Lautsprechers umso besser wird, je weniger Leistung bei höchstmöglichem Schalldruck man ihm zuführen muss. Ein Lautsprecher, der in der Versuchsanordnung bei Zuführung von 1 W einen Nennschalldruckpegel von 97 dB aufweist, wäre viermal lauter als der Lautsprecher in der Tabelle oben. Wollte man beim Tabellenlautsprecher das gleiche Ergebnis erzielen, müsste man ihm die vierfache Leistung zuführen.

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