Pegelrechnung und Messung dBFS nach dBu

[vegan]

Ich bin mir unsicher ob dies der richtige Bereich ist aber da es ja hier auch um Technik geht frag ich mal hier.
Da ich ja mein Equipment mal "durchmessen" will (Verstärker, Pedale, etc) will ich Testtöne aus der DAW in die entsprechenden Geräte schicken und das Ergebnis wieder aufzeichnen und analysieren. Dank @hairmetal81 weiß ich jetzt dass ich eine Reampbox benötige. Was mir jetzt nur noch fehlt ist der richtige Pegel und dazu habe ich zwei Fragen.

1. Wie Rechne ich dBFS in dBu um?
So, bevor jetzt gleich die ersten los schießen, dass dBFS und dBu zwei verschiedene Welten sind und es keinen Standard für die Konvertierung gibt, ich habe mich im Vorfeld schon etwas schlau gemacht.
Die Referenz ist Laut des Manual meines Saffire 6 USB:
0dBFS = +9dBu
Da ich nicht davon ausgehe dass man diese Werte jetzt linear auf der Skala hoch und runter schieben kann (also -9dBFS = 0dBu), wollte ich fragen ob man anhand dieser Bezugswerte eine Formel bemühen kann um das jetzt anpassen zu können.
Konkret:
Wenn ich weiß dass 0dBFS = +9dBu sind, wieviel dBFS sind dann -20dBu?

2. Ich habe mal versucht den Ausgang meines Saffire 6 USB zu messen mit nem Multimeter. Ich hab n Klinkenkabel am Ausgang vom Saffire 6 USB und hab dann mein Multimeter (Einstellung 200V~) an das Kabel gehalten. Das Ergebnis bei einem 440Hz Sinus 0dBFS waren sage und schreibe 0,0V. Ich glaube ich mache da etwas falsch.
Wie misst man so etwas richtig?

 

[Marco0892]

Hallo,

zu 1. kann ich dir leider nicht viel sagen. Ich bin zwar recht gut mit der dB-Rechnung vertraut, allerdings mit den elektrotechnischen Größen. Mit dem Tontechniker-Kram kenne ich mich nicht so gut aus.

Bei 2. kann ich dir aber Tipps geben:
- Ein Multimeter ist zum Messen von dynamischen Signalen ungeeignet. Solche Geräte bilden einen Mittelwert. Mit dem Teil kannst du da nichts sinnvoll messen. Bei 440 Hz wird dem Gerät schwindelig
- Im Messbereich von 200 V AC kann das Display/Drehspulinstrument den Wert gar nicht mehr darstellen. Audiopegel sind nicht annähernd in dieser Größenordnung. Typischerweise wählt man den Messbereich so, dass man im oberen Drittel dessen misst.
- Um das Ausgangssignal deines Interfaces zu messen bräuchtest du ein Oszilloskop, das stellt dir den Signalverlauf über der Zeit dar. Daraus lassen sich Amplitude und Frequenz bestimmen. Oder ein Spectrum Analyzer, der zeigt dir dann den (Leistungs-) Pegel der einzelnen Spektrallinien. Das wäre allerdings etwas übertrieben, außerdem müsste man dann wiederum andere Dinge beachten.

Gruß Marco

 

[vegan]

- Ein Multimeter ist zum Messen von dynamischen Signalen ungeeignet. Solche Geräte bilden einen Mittelwert. Mit dem Teil kannst du da nichts sinnvoll messen. Bei 440 Hz wird dem Gerät schwindelig
- Im Messbereich von 200 V AC kann das Display/Drehspulinstrument den Wert gar nicht mehr darstellen. Audiopegel sind nicht annähernd in dieser Größenordnung. Typischerweise wählt man den Messbereich so, dass man im oberen Drittel dessen misst.

Hmm...schade. Ich bin nur auf die Idee gekommen weil ich irgendwo im Netz schonmal davon gehört hab dass manche das mit nem Multimeter gemacht haben.
Leider ist 200V~ der kleinste AC Bereich auf meinem Gerät aber ich dachte wenn mein Interface +9 dBu Spitzenwert heraus gibt und laut dieses Konverters von [url="http://www.sengpielaudio.com/Rechner-db-volt.htm]Sengpiel Audio[/url] +9 dBu 2,2V Rms bzw. 6,2V p-p sind, dass ich dann wenigstens irgendwas zappeln sehe.
Welche Frequenz wäre denn besser bzw. bis zu welcher Frequenz könnte man die Toleranz von so einem Multimeter ausreizen?

 

[Telefunky]

Da ich nicht davon ausgehe dass man diese Werte jetzt linear auf der Skala hoch und runter schieben kann (also -9dBFS = 0dBu), wollte ich fragen ob man anhand dieser Bezugswerte eine Formel bemühen kann um das jetzt anpassen zu können.
Konkret:
Wenn ich weiß dass 0dBFS = +9dBu sind, wieviel dBFS sind dann -20dBu?

na ja... die Formeln stehen doch in dem Wikidingen drin (wenn man sich dafür interessiert)
könnte sein, dass dein Multimeter 50 Hz erwartet, entsprechend der Netzfrequenz
(ich habe mal die PU meines Basses durch Anschlagen der leeren E-Saite gemessen - ging gut, allerdings mit kleinerem Bereich)

die Frage ist nur... wozu ?
das ist vom Hersteller per Design festgelegt und steht in den Spezifikationen
(im Prinzip ist das ein willkürlicher Wert, der sich aber aus Praxisgründen an bestimmten Vorgaben orientiert)

die ganze 'mit dem Interface am Interface Messerei' ist imo eh völlig verpeilt - weil sinnfrei
(solange man nicht einen Defekt sucht)
das kannst du dir ganz leicht vor Augen halten:
vergleiche die Spezifikationen der Preamps deines Interface mit einem klassischen Exemplar
meine Referenz ist der Telefunken V76, weil ich davon die kompletten technischen Unterlagen habe
(der gilt als einer der besten je gebauten Vorverstärker)

die Klirrfaktoren k2 und k3 für 40Hz bzw 1000/5000 Hz liegen bei 76dB Gain und 12dB Ausgangspegel zwischen 0,1 und 0,2%
der erste Unterschied ist die genaue Angabe der Messbedingungen
wenn du Glück hast, findest du die Angaben für dein Interface irgendwo...
wenn du dann versuchst sie zu interpretieren, wirst du feststellen, dass die Zahlen mit der Praxis nicht viel zu tun haben
sie sollen einfach nur imposant wirken
kein Hersteller würde sich (heute) trauen, Messwerte für Gain am Rechtsanschlag zu veröffentlichen

der V76 hat 1960 um 980 DM gekostet, in Kaufkraft dürfte das heute rund 6k € entsprechen
gebrauchte Exemplare gehen nicht unter 2k €, es wird wohl einen Grund haben...
dein Interface hat aber (laut specs) mindestens um den Faktor 100 bessere Werte

cheers, Tom

 

[Marco0892]

Welche Frequenz wäre denn besser bzw. bis zu welcher Frequenz könnte man die Toleranz von so einem Multimeter ausreizen?

Wie Telefunky schon genannt hat, wenn dann auf 50 Hz messen. Falls das Gerät was anzeigt, dann beachte dass es der Effektivwert ist. Die Amplitude ist um den Faktor sqrt(2) höher.
Aber wenn du wirklich messen (im Sinne von richtigem Messen) willst, dann würde ich das sein lassen. Selbst wenn es dir irgendetwas anzeigt kannst du den Wert wegwerfen, weil er nichts aussagt. Da gilt eben: Wer misst, misst Mist. Das Multimeter ist für so eine Messung nunmal ungeeignet. Falls du das nur zum Spaß oder aus Interesse machst, dann nur zu

Gruß Marco

 

[vegan]

na ja... die Formeln stehen doch in dem Wikidingen drin (wenn man sich dafür interessiert)

Also es ist nicht mein Problem Formeln zu finden, gerade bei dem oben schon (fehlerhaft, das seh ich jetzt erst) verlinkten Sengpiel Audio wird man ja mit Mathemathik und Formeln zugeballert. Mein Problem ist vielmehr aus der Masse an Formeln
a) die richtige heraus zu finden
b) diese dann auch noch zu verstehn
c) auf meine Situation anzupassen und anzuwenden

die Frage ist nur... wozu ?

Also die Messung mit dem Multimeter am Interfaceausgang ist eigentlich nur ein Versuch gewesen die Formel für mich annähernd selber abzuleiten. Mein Plan war:
Wenn ich weiß dass mein Interface bei 0 dBFS +9 dBu herausgibt was ja 2,2V Rms bzw. 6,2V p-p sind , hätte ich mal testweise -9 dBFS herausgegeben, was ja dann 0 dBu sein müssten, was ich dadurch hätte verifizieren können dass ja dann 0,775V Rms hätten heraus kommen müssen.
Ich versuche eigentlich nur herauszufinden wieviel dBFS ich aus meinem 0dBFS=9dBu geeichten Interface herausgeben muss damit ich ungefähr bei einem Instrumentlevel, also ca. -20 dBu, ankomme.
Damit will ich dann die Charakteristika meines Musikequipments testen. Verzerrung, Frequenzgang, etc.
Diese Messerei am Intefaceausgang ist eigentlich nur ein Umweg um an die nötigen Infos zu kommen, die ich für meinen Versuchsaufbau brauche.

 

[LoboMix]

Bei -20 dBu beträgt die Effektivspannung nur noch 0,07745 Volt (77,45 Millivolt), dazu bräuchte man schon ein sehr empfindliches Milli-Voltmeter. Mir sind aber keine Voltmeter bekannt, die über den gesamten Audio-Frequenzbereich präzise bzw. überhaupt Messen können.
Sinnvoller wäre hier der Einsatz eines Oszilloskops, wie schon gesagt wurde. Damit kann man auch sehr gut Frequenzgänge prüfen und Übersteuerungsgrenzen/Clipping feststellen, denn da sieht man buchstäblich, wenn das Signal verzerrt.
Um die Verzerrungen/Klirrfaktorwerte unterhalb des Clippings messen und bestimmen zu können, muss man schon deutlich "stärkere Geschütze" auffahren (z.B. Spektum-Analyzer, wobei die meistens nur für Hochfrequenz gedacht sind bis auf wiederum sehr teure Spezialgeräte). Entsprechende Messgeräte mit verlässlichen Messergebnissen sind also leider sehr teuer.

Bei Vorhandensein einer sehr guten Audio-Schnittstelle/eines guten Interfaces (wie z.B. RME Babyface) könnte ich eine sehr gute, professionelle Software empfehlen: HPW-Works [http://hpw-works.com/]. Mit der kann man sein Equipment professionell, sehr genau und zuverlässig prüfen, aber mit rund 350,- € für die Vollversion ist man da auch dabei - allerdings kann man soviel ich weiß mit einer Demo-Version die zeitlich beschränkt ist auch alles Wesentliche checken.

Gruß, Jürgen