Signalanpassung: -10 dBV vs. +4dBU

Vielleicht sind dem ein oder anderen ja schon mal diese Begriffe untergekommen und eventuell konntet Ihr damit so gar nix anfangen. Ich versuche das mal kurz verständlich zu Beleuchten:

Bei den Begriffen „-10dBV“ und „+4dBu“ handelt es sich um Normen der  Signalstärke. Der Begriff Dezibel (dB) steht für ein Verhältniss von Werten. Diese Relation ist noch keine physikalische Einheit.

Was genau verglichen wird verrät einem meistens das was danach noch so kommt. Alle mathematischen Feinheiten dieser Begrifflichkeit zu erklären würde erstmal den Rahmen sprengen, da ich dann auch noch Logarihthmus und Basen usw. erklären müßte.

Es soll erst mal genügen dass wir wissen, dass es sich um ein Verhältniss handelt, in diesem speziellen Fall um eine Verhältniss von Spannungen. Nun aber zurück….

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-10dBV

Das V ind dbV steht für Volt, es handelt sich also um ein elektrische Spannung. Als Referenz Spannung dient in diesem Fall 1V bei genau 0 dBV, also ist der Wert -10 dBV unterhalb von 1 Volt.  Wenn man das Ganze nun kompliziert ausrechnet erhlält man für -10 dBV einen Wert von 0,316 Volt. Genau dieser Pegel wird Line-Pegel genannt.

Zusammenfassung:

0 dBV hat eine Bezugsspannung von genau 1V.

– 10 dBV hat eine Spannung von 0,316 Volt.

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+4dBu

Das U steht für „unloaded“, übersetzt heißt das zwar auch ungeladen, aber in diesem Fall bezieht es sich eher auf eine weitere definition „nicht belastet“. Damit ist gemeint, dass die Last nicht näher definiert ist. Hin und wieder stößt man dann auch auf die Begrifflichkeit, daß die Last „unspezified“ bzw. in deutsch unspezifiziert was ja eigenentlich genau das gleiche wie im oberen Fall ist. Aber was heißt das denn jetzt?

Die Last bezeichnet den Widerstand, über den die Spannung abgeht.  Da in diesem Fall die  Last nicht genauer bekannt ist geht man davon aus, daß die Last hoch ist (dies ist eine weitere Definition). Es handelt sich also um ein hochohmiges Signal. In einem solchen Fall wird von einem Widerstand der Größenordnung um die 10.000 Ohm ausgegangen oder auch 10 Kilo Ohm. Der Begriff kommt daher, dass man davon ausging, dass ein Widerstand der an den dBU Stromkreis dran soll, einen hohen Widerstand hat (man weiß halt nicht wie der so ist und geht erst mal von einem extrem hohen Widerstand aus).

Da dann weiterhin kluge Leute ein Szenario aufgestellt haben, in dem fast alle erforderlichen Bedingungen der Spannungsanpassung erfüllt werden, wurde sich irgendwann auf die durchaus intelligenten Bezugsspannung bzw. den Arbeitspegel von +4dBu geeinigt.

Nun würden eigentlich wieder viele mathematische Formeln folgen, die verdeutlichen, warum denn nun ein so hoher Arbeitspunkt gut ist und warum denn nun genau diese Bezugsspannung toll ist, es sollte aber meiner Ansicht nach erstmal reichen, dass man weiß, dass die Spannung 0 dBu einen Wert von 0,7746 Volt hat.

Daraus ergibt sich dann nach weiteren komplizierten Formelgedöns bei +4dBu eine Spannung von 1,228Volt.

Zusammenfassung:

0 dbU hat eine Bezugsspannung von 0,7746 V

Der Pegel +4 dbu entspicht dann einer Spannung von 1,228 Volt.

Diese Spannung ist also wesentlich höher als die von – 10dBV was dem Signal bei der Weiterverarbeitung zu gute kommt, da äußere Störeinflüsse nicht sooo gravierend ins Gewicht fallen.

Nebenbei: Den Vorteile einer höheren Spannung kann man sich anhand einer unfrisierte Mofa (-10 dBV) und einem 50er Roller (+4dBu) vorstellen, die bei voller Fahrt von der Seite mit einer seitlichen Windbö konfrontiert werden. Die Mofa muss mit enormen Kraftaufwand in der Bahn gehalten werden, während der Roller das ganze relativ leicht weg steckt, da dort die Kraft über eine längere Strecke verteilt wird.

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Anwendungsbeispiele:

Ein Gerät wie z.B. ein CD-Player hat einen Chinch Ausgang der unsymetrisch ist. Unsymetrische Ausgänge haben im Normalfall den Pegel von -10dBV. Sende ich dieses Signal nun an einen Mikrofoneingang wird das Signal sehr laut ankommen, da der Eingang denkt, es kommt noch viel mehr. Im schlimmsten Fall kommt es wegen der Übersteuerung des Eingangs zu Verzerrungen.

Ein Mikrofon wird an einem Line-Eingang eines Verstärkers angeschlossen. Da der Verstärker denkt es kommt super viel muss man diesen erst mal ordentlich aufreißen, damit überhaupt irgend etwas zu hören ist. Da die Leistungstransistoren dieses Verstärkers dann auf hochturen fahren, können diese das Signal nicht richtig verarbeiten, im schlimmsten Fall zerstört man die Boxen und wenn diese dann erst mal durch sind und der Verstärker auch schon ein paar Jahre auf den Buckel hat verabschiedet sich dieser gleich mit.

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Kleiner Seitenhinweis:

Es gibt außerdem auch noch eine Spannung die dbv (mit einem kleinen „v“) genannt wird, die als Bezugsspannung einen Wert von 0,7746 Volt bei 0 dbv hat, diese wiederrum durchaus eine gewisse Ahnlichkeit mit dBu hat. Also Augen auf bei dB Werten!!

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Info Links:

Sengpiel zu dB

about Levels

Wiki zu Dezibel

Wiki zu Spannungsanpassung