Headroom

Aussteuerungsreserve, im Englischen Headroom, bezeichnet den Unterschied zwischen Nennpegel und Maximalpegel. Er ist zu unterscheiden von dem in der deutschen Literatur geprägten Begriff Übersteuerungsreserve. ^[1]

Typische Programmpegel im Verlauf der Signalverarbeitung.
Erklärung: AL = Analogpegel; SPL = Schalldruckpegel.

Die Eingänge, Ausgänge und Speichermedien von analogen und digitalen tontechnischen Systemen (Verstärker, Lautsprecher, Mischpulte, Digitalrechner) sind nur für einen endlichen Wertebereich des Signals ausgelegt. Bei analogen Geräten sind die Grenzen nach unten durch den Fremdspannungspegel, nach oben durch den Klirrfaktor definiert. Bei digitalen Systemen ist auf der einen Seite das Quantisierungsrauschen begrenzender Faktor, auf der anderen Seite gibt es eine Obergrenze, oberhalb derer die Signalwerte auf den Maximalwert reduziert werden (Clipping).

Die Aussteuerungsreserve ist der Sicherheitsabstand des Nennpegels oder Bezugspegels zum technischen Maximalpegel. Er ist erforderlich, damit keine hörbare Verzerrung auftritt wenn dynamische Spitzen in der Signalabfolge auftreten. Es ist nicht von der Art des Signals abhängig, wieviel Aussteuerungsreserve nötig ist, sondern vom Anzeigeverhalten des verwendeten Aussteuerungsmessers. Die meisten Aussteuerungsmesser integrieren über kurze oder längere Zeitintervalle und zeigen daher kurzzeitige Spitzen nicht an. Je träger das Messgerät anzeigt, desto größer muss die zugeordnete Aussteuerungsreserve sein.

Spitzenpegelmesser (True Peak Meter) zeigen auch die höchsten Spitzen im Signal an. Sie dienen nur zur rein technischen Kontrolle des Signals, für eine gehörrichtige Kontrolle des Pegels sind sie nicht geeignet, sie sind lediglich eine Ergänzung zum integrierenden Aussteuerungsmesser. Man könnte auf den ersten Blick annehmen, für digitale Instrumente dieses Typs müsste keine Aussteuerungsreserve festgelegt werden. Der Artikel "Level and distortion in digital broadcasting" von Thomas Lund, TC Electronics, weist aber darauf hin, dass eine Aussteuerungsreserve von etwa 3 dB - hier eine tatsächlich leere Aussteuerungsreserve - sinnvoll ist. Das auf der digitalen Ebene noch unverzerrte Signal wird von einigen Geräten bei der D/A-Wandlung bereits ab einem Spitzenwert oberhalb von -3 dBFS verzerrt wiedergegeben. Da aber das Klirrspektrum hier auf der analogen Seite des Wandlers entsteht, wird es zumeist wegen des Verdeckungseffektes und der MP3-Hörgewohnheiten nicht wahrgenommen.

Rundfunk

In der Bearbeitungskette des Rundfunks besteht ein Unterschied zwischen dem technischen Maximalpegel des Digitalsignals (0 dBFS) und dem maximal möglichen Sendepegel. Der maximale Sendepegel wird durch die Grenzen der Modulation des frequenzmodulierten analogen Senders definiert, würde er überschritten, käme es zur Störung benachbarter Sender. Zur Einhaltung dieser Grenzen ist die gebende Anstalt verpflichtet. Die Studiogeräte vor dem Sendebegrenzer erlauben natürlich technische Maximalpegel bis 0 dBFS, die 100 % Modulation des Senders ist aber meist bereits mit -9 dBFS erreicht. Die Aussteuerungsreserve von 9 dB wird daher durch den Sendebegrenzer wirkungslos, die durch die Aussteuerungsreserve noch vorhandene Signaldynamik wird vom Sendebegrenzer entfernt.

Einzelnachweise

1. ↑ Michael Dickreiter: Handbuch der Tonstudiotechnik. 6. Auflage. Saur;, 1997, ISBN 359811320X. 

Weblinks

• EBU Technical Recommendation R68-2000
• Aufsatz über Aussteuerung und Aussteuerungsreserve.
• AES17-1998 (r2004): AES standard method for digital audio engineering - Measurement of digital audio equipment - engl.
• Thomas Lund - Level and distortion in digital broadcasting
• Thomas Lund - Stop counting samples

Siehe auch

• Aussteuerung
• Aussteuerungsmesser
• Aussteuerungsbereich
• Übersteuerungsreserve