Pegelrechnung

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sabrina_
Neuling
#1 erstellt: 05. Mrz 2008, 17:44
Hallo !

Ich hab grade meine ausbildung zum mediengestalter angefangen.

nun ist pegelrechnen am start ...und eig ist mir das ein wenig peinlich, da ich eig aus dem tonbereich komme... aber mit pegelrechnung hatte ich halt noch nix zu tun ^^
unser lehrer ist immer recht schnell und so muss ich halt gucken wie ich das so noch reinbekomme.

naja jedenfalls ist mir das ganze noch nicht so ganz klar. kann mir da vielleicht jemand helfen oder hat jemand ein paar aussagekräftige unterlagen, die auch ich verstehen kann ??

was ist der unterschied zwischen absolut und relativem pegel?
was hat das ganze mit leistung spannung zu tun, was mit den ABC kurven und warum ist gerade die A-kurve die, die wir hauptsächlich angeben ?


Wäre jemand so lieb mir da einmal zu helfen ?
das wäre sehr nett

lg,
sabrina
audiomac
Ist häufiger hier
#2 erstellt: 06. Mrz 2008, 13:53
richi44
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 06. Mrz 2008, 16:53
Pegelrechnungen macht man in dB (DeziBel)
http://de.wikipedia...._von_Bel_und_Dezibel

Das Ohr ist ein unlineares Ding. Wenn der Schalldruck, den wir hören, sich verdoppelt, so ist das für uns nicht doppelt so laut. Daher ist es sinnvoll, Berechnungen, die irgendwie mit der Lautstärke zusammen hängen, ebenfalls unlinear auszuführen. Nun könnte man eine eigene Lautstärkekurve erfinden und sagen, doppelte Lautstärke ist ein Quak und entspricht einen Faktor von soundso. Sowas wäre aber nicht sinnvoll, weil es irgendwelche krummen Zahlen ergäbe. Daher hat man ein logarithmisches Mass eingeführt und nach BEL benannt, welches auf dem 10er Logarithmus basiert.
Die Ursprungsgrösse besagt, dass 1 BEL eine Leistungs-Verzehnfachung ist, folglich 2 BEL eine verhundertfachung, 3 BEL sind tausend mal usw.
Und weil das Bel etwas unpraktisch gross war, hat man es durch 10 geteilt und das Dezibel daraus gemacht. Folglich sind 10 Dezibel die 10fache Leitung (20dB = 100fache P, 30dB 1000 P usw.)

Wir rechnen aber eigentlich nicht die Leistung aus, denn im Studiobereich geht es zuerst einmal um Spannungspegel. Und da ist 10fache Spannung = 20dB.

WARUM?
20dB sind 100fache Leistung. Das ist die Grundvoraussetzung. Und wir nehmen eine beliebige Spannung, angenommen 1V. Und wir nehmen einen beliebigen Widerstand, angenommen 1 Ohm. Dann bekommen wir bei diesen angenommenen Werten einen Strom von 1A. 1Ax1V = 1W
Jetzt 20dB mehr = 10V. Und das an 1 Ohm = 10A. 10V x 10A =?
Richtig, 100W!

Also, wir wissen, dass 20dB 10 fache Spannung ist und 100fache Leistung, weil ja der Strom am gegebenen Widerstand auch entsprechend (10 fach) ansteigt.
Ich habe als Beispiel 1V verwendet und gesagt, 20dB sind 10 fache Spannung. Ich hätte jetzt jede beliebige Spannung nehmen können, das wäre ja auch mit 2V (2A, 4W) und entsprechend 10x2V = 20V (20A, 400W) gegangen. Was ist also das dB? Absolut oder relativ? Es ist relativ.

Aber aus der Telefonie hat man Kopfhörer gehabt mit 600 Ohm. Und man hat festgestellt, dass eine Leistung von rund 1mW an so einem Kopfhörer eine vernünftige Lautstärke ergibt. Und dann ist man hergegangen und hat dieses eine Milliwatt zur Norm erklärt. Und weil das allein nicht genügt, hat man sich an den Kopfhörer erinnert und gesagt, die normierte Spannung, die zu der normierten Leistung von 1mW gehört, entsteht an einem Widerstand von 600 Ohm. Und wenn man das mit Leistungsformel und ohmschem Gesetz durchrechnet, kommt man auf eine Spannung von 775mV.

Jetzt geht die Sache aber weiter. Man hat also die LEISTUNG an dem Kopfhörer normiert. Das sagt nun einfach aus, dass wir am Kopfhörer 1mW und 775 mV haben. Es sagt aber gar nichts aus, was am Generator raus kommt. Dieser könnte ja altersschwach sein oder die Ausgangsbuchse hätte Kontaktschwierigkeiten oder wir hätten 100m Widerstandsdraht oder was auch immer. Und damit wir jetzt wissen, dass es sich um die Leistung am Verbraucher handelt, also an den 600 Ohm, bezeichnet man diese 1mW an 600 Ohm als NULL dBm Wenn also an einem Gerät angeschrieben steht, es liefere an seinem Ausgang 0dBm, so muss ich dieses Gerät mit 600 Ohm belasten und messe dann und nur dann!! 775mV.
Also, wenn nichts steht ist dB relativ, wenn dBm steht, sind es 775mV an 600 Ohm.
Jetzt gibt es noch dBU. U steht für Spannung. Das bedeutet, dass ein Gerät, das 0dBU liefert, eine Spannung abgibt, die 775mV beträgt und das üblicherweise bei Lasten grösser 200 Ohm, also auch im Leerlauf. Das kann bei einem Gerät, das mit dBm angeschrieben ist, ebenfalls so sein, es kann aber auch sein, dass dieses Gerät einen Innenwiderstand von 600 Ohm (oder mehr oder weniger) hat und damit ist die Leerlaufspannung höher als die genormten 775mV.
Zusätzlich gibt es noch andere Werte, etwa das dBV, das sich auf 1V bezieht oder das dB"My"V, das sich bei Antennenanlagen auf Mikrovolt bezieht.

Welche Vorteile hat das Pegelrechnen mit dB?
Angenommen, ich habe ein Mikrofon, das 10mV bei normalem Betrieb liefert. Und mein Studiopegel beträgt +10dBU. Wie hoch muss die Verstärkung sein?
Ich rechne mal die 10mV in dBU um. 775mV sind 0dBU. 77,5mV sind folglich 10 mal weniger Spannung = 20dB weniger. Das macht -20dBU Und 7,75mV wären -40dBU
Wir haben nicht 77,5mV und nicht 7,75mV, sondern 10mV.
Jetzt kann ich die Formel anwenden : V (für Verstärkung, Abschwächung oder einfach Differenz) in dB ist 20 x log U1 : U2
Das kann nun eine positive oder negative Zahl ergeben, je nachdem, ob U1 oder U2 grösser ist. In unserem Fall also 20*log 10:7.75 Das ergibt rund 2,2dB.

Also, mit -40dBU sind wir zu tief. Wir mussen 2,2dB dazu zählen, weil am Mik um diesen Betrag mehr heraus kommt. Das macht -40 + 2,2 = -37,8dBU. Jetzt sind wir auf dem Nullpegel der Rechnung, aber noch nicht auf dem Studiopegel. Dieser ist mit +10dBU angenommen. Also immer, wenn etwas voll ausgesteuert ist, kommt am Kabel (zum Tonbandgerät Aufnahme) +10dBU raus. Folglich müssen wir diese 10dB auch noch aufholen. Wir bekommen also mit dem Mik, das 10mV liefert und einem Verstärker, der 47,8dB verstärkt, den Studiopegel von +10dBU

Wieviel ist das aber in V?
Da könnten wir aus dem Log den Numerus suchen und und...
Wir können uns aber auch überlegen: 10dB = 10fache Leistung, 20dB = 100fache Leistung. Und wenn wir zwischendurch das Dezi vergessen, haben wir einmal die Zahl 1 und einmal die Zahl 2. Und wir haben gesehen, dass zur Zahl 2 die zehnfache Spannung und die 100 fache Leistung gehört. Und wir bräuchten nur die 10fache Leistung oder die ?
Wurzel aus 10! Denn Wurzel aus Zehn mal Wurzel aus Zehn gibt 10.
Und wir haben ja vorher schon gemerkt, dass wir eine Verstärkung als dB-Differenz ausrechnen können.

Wurzel aus 10 ist 3,1622776. Und 0dBU sind 775mV. Also ist +10dBU 3,16 * 775mV

10dB Spannungsdifferenz entsprechen also dem Faktor 3,16.
Und wenn man 2*2*2.. 10 mal rechnet, kommt man auf etwas über tausend. Und 60dB sind schon per Definition 1000 fache Spannung. Also kann man daraus ableiten, dass 6dB rund Faktor 2 bei der Spannung ist. Und 3dB sind demnach 1,414, also die Wurzel aus 2.

Und so kann man sich eine ganze Rechenreihe zusammenstellen: 10dB = 3,16 / 6dB = 2 / 5dB = Wurzel aus 3.16 / 4dB = 10dB - 6dB = 3,16 : 2 = 1,58 / 3dB = 1,414 / 2dB = Wurzel aus 1,58 / 1dB = 2. Wurzel aus 1,58

Soviel für den Moment.
sabrina_
Neuling
#4 erstellt: 07. Mrz 2008, 18:57
Vielen Dank !

Ihr konntet mir schon viel helfen !!


Nur habe ich da ein frage noch (die Aufgabe hab ich nicht wirklich kapiert...)

Welchen dB(A)- dB(B)-, dB(C)- Wert hat ein 50Hz Ton mit einem Schalldruckpegel von 50dB ?
Und wie komm ich da drauf ?

lg,
sabrina
3rd_Ear
Inventar
#5 erstellt: 07. Mrz 2008, 21:03
Das geht mit Hilfe dieser künstlich in der Normung definierten Bewertungskurve:

http://upload.wikime...Bewertungsfilter.jpg

Um zum Beispiel für 50Hz von dem physikalisch gemessenen Schalldruckpegel in dB auf den nach Kurve A bewerteten dB(A)-Wert zu kommen, schaust Du im Diagramm den Wert der A-Kurve bei 50Hz nach.

Da steht "-30dB".

Das heisst, du musst vom (echten) Schalldruckpegel 30dB abziehen, um den db(A)-Wert zu bekommen.

Also: 50dB - 30dB = 20dB.

Das gleiche machste dann noch mit der B- und der C-Kurve.

Wozu der Umstand:

Die bewerteten dB-Werte sollen dem subjektiven Höreindruck besser nahekommen, als der pur gemessene Schalldruckpegel. Die unterschiedlichen Berwertungskurven gibts, weil unser Gehör nicht bei jedem Schalldruck-Pegel den gleichen "Frequenzgang" hat. Je nach Anwendungsfall ist deshalb eine der bewerteten Kurven geeigneter.

Darum hab ich mir ein drittes Ohr zugelegt, das einen linearen Frequenzgang bei allen Schalldruckpegeln hat.
Manche Leute nennen so eine Hör-Prothese aber auch ganz schnöde "Messmikrofon".


[Beitrag von 3rd_Ear am 07. Mrz 2008, 21:09 bearbeitet]
sabrina_
Neuling
#6 erstellt: 09. Mrz 2008, 20:48
Dankeschön ihr habt mir viel geholfen!
und so schwer ist das ganze ja wirklich nicht !

naja morgen schreib ich klausur, mal sehn was rauskommt ^^


lg
sabrina


P.S.:
hab nur noch probleme beim umstellen der gleichungen


[Beitrag von sabrina_ am 09. Mrz 2008, 20:49 bearbeitet]
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