imported>Mario Sedlak: Ab(s)tastwerte

2023-12-28T02:21:04Z

Ab(s)tastwerte

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{{SEITENTITEL:dBFS}}
'''dBFS''', englische Abkürzung für ''[[Dezibel|Decibels]] relative to full scale'', ist die [[Logarithmische Größe|logarithmische Einheit]] mit absoluter, oft linearer Skala in einem digitalen [[Tontechnik|tontechnischen]] System.

Ein maximaler analoger Momentanwert erzeugt dabei näherungsweise einen maximalen positiven oder negativen digitalen Abtastwert, entsprechend der digitalen [[Wortbreite]] des [[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Wandlers]]; eine [[Aussteuerungsreserve]] ist nicht vorhanden. Geringere Momentanwerte der analogen Eingangsgröße ergeben entsprechend Abtastwerte mit kleinerem Absolutwert. Aus dem Verhältnis des tatsächlichen Werts zum Maximalwert wird ein logarithmisches Maß gewonnen und entsprechend in [[Dezibel]] ausgedrückt. In der digitalen Domäne können die Werte in dBFS daher für einen einzelnen Abstastwert nur negative Werte bzw. 0 annehmen.

== Spitzenwert (Scheitelwert) ==
[[Datei:Clipping.svg|mini|[[Übersteuern (Signalverarbeitung)|Clipping]] einer digitalen Wellenform]]
0 dBFS stellt den höchstmöglichen [[Scheitelwert|Pegelwert]] dar, z. B. die maximalen Abtastwerte +32767/−32768 bei einer Wortbreite von 16 Bit. Ein D/A-Wandler kann aber in speziellen Fällen höhere Pegel (in der analogen Domäne) generieren,<ref>Fritz Fey: [https://web.archive.org/web/20180122071959/http://www.cicable.de/pdf/jenseitsvon0dbfs.pdf ''»Jenseits von 0 dBFS« Oder, wie man zuverlässig D/A-Wandler übersteuert …''] (Memento vom 22. Januar 2018)</ref> dies kann sich aus besonders gewählten digitalen Samples, der [[Wellenform]] und den Wandlereigenschaften ergeben.

== Effektivwert ==
Für die Mittelwert-Bildung einer Zahlen- oder Messreihe ist im Audiobereich der [[Effektivwert]] gut geeignet. Sein mechanisches Vorbild aus der analogen Welt ist das [[Dreheisenmesswerk]].

In der Praxis werden zwei verschiedene Effektivwerte angewendet, die sich in der Definition des 0 dBFS-Pegels unterscheiden:

* {{EnS|Full Scale Square Wave}}: Mit 0 dBFS wird der Effektivwert der maximal möglichen [[Rechteckschwingung]] bezeichnet. Eine Sinusschwingung mit maximaler Aussteuerung weist damit im Effektivwert (RMS) einen Pegel von −3 dBFS auf. Die Definition {{lang|en|''Full Scale Square Wave''}} wird in manchen Audio-Bearbeitungsprogrammen genutzt und liegt der Festlegung der Lautheit nach dem Standard ITU-R BS.1770 zugrunde und wird in [[LKFS]] ausgedrückt.<ref>{{Internetquelle |titel=ITU-R BS.1770 Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level |url=http://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bs/R-REC-BS.1770-0-200607-S!!PDF-E.pdf | hrsg=[[Internationale Fernmeldeunion]] (ITU) | zugriff = 2022-12-20}}</ref>

* {{EnS|Full Scale Sine Wave}}: In dieser Definition wird der Effektivwert der maximal möglichen [[Sinusschwingung]] um 3 dB auf 0 dBFS angehoben. Daraus folgt, dass eine Rechteckschwingung, deren höchstes Einzelsample in der Spitze 0 dBFS erreicht, effektiv mit +3 dBFS RMS angezeigt wird. Die FS Sine Wave-Definition ist in der professionellen digitalen Tontechnik üblich.<ref>{{Internetquelle|url=https://www.ak.tu-berlin.de/fileadmin/a0135/Unterrichtsmaterial/KT-Labor_WS0809/1_ADDA/aes17.pdf|titel=AES17-1998 AES standard method for digital audio engineering — Measurement of digital audio equipment|autor=|hrsg=Audio Engineering Society, Inc.|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2016-07-19}}</ref> Bei dieser Festlegung wird ein Testsinuston in Vollpegel auf dem [[Aussteuerungsmesser]] mit 0 dBFS (RMS) dargestellt. Die FS-Square-Wave-Darstellung (−3 dBFS) dieses Sinus-Tones würde zu der falschen Annahme führen, er habe die Vollaussteuerung noch nicht erreicht.

Zur Abgrenzung von der Spitzenwertdefinition mit einer Rechteckschwingung wird bei der Festlegung als {{lang|en|''FS-Sine Wave''}} die Bezeichnung ''dBFS RMS'' verwendet. Man spricht auch von {{EnS|intrinsic level}}.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [https://web.archive.org/web/20180122071959/http://www.cicable.de/pdf/jenseitsvon0dbfs.pdf Jenseits von 0 dBFS (Memento vom 22. Januar 2018)] (PDF; 777 kB)
* [https://web.archive.org/web/20120417110426/http://www.tcelectronic.com/media/AES121_Stop_Counting_Samples.pdf Stop Counting Samples (Memento vom 17. April 2012)] (PDF; 1,5 MB)

{{SORTIERUNG:Dbfs}}
[[Kategorie:Digitaltechnik]]
[[Kategorie:Logarithmische Einheit]]
[[Kategorie:Abkürzung|DBFS]]

DBFS - Versionsgeschichte

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