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Praxistipp Elektronik: Das Dezibel (dB)
Präsentiert von ELEKTOR, dem Magazin für Elektronik und Computertechnik
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In der Messtechnik und beim Lärmschutz verwendet man oft die "Einheit" Dezibel (dB). Das Dezibel ist allerdings keine
wirkliche Einheit, sondern lediglich ein Verhältnis ohne Dimension. Es drückt das Verhältnis zweier Größen der gleichen
Dimension aus, nämlich
einer gemessenen Größe und
einem (deutlich umschriebenen) Referenzwert
Dabei wird ein logarithmisches Verhältnis gewählt, damit man leichter mit großen Zahlen arbeiten kann. Ein Beispiel:
Das Verhältnis von 0,0000316 V zu 1 V entspricht genau 90 dB.
Spannung und Leistung
Der erste Unterschied, den es zu beachten gilt: Je nach der zu vergleichenden Größe werden Dezibel anders berechnet.
Immer, wenn wir es in diesem Verhältnis mit Spannungen (und anderen Feldgrößen) zu tun haben, gilt
dB bei Spannungen = 20Ślg (U/U0)
bei Leistungsangaben dagegen immer
dB bei Leistungen = 10Ślg (P/P0)
Eine Verdopplung einer Spannung ist gleichbedeutend mit +6 dB, bei einer Leistung sind es nur +3 dB!
Absolute Pegel
Dezibel sind oft mit "Anhängseln" ausgestattet, die über die Art der Referenz Auskunft geben. dBV steht für
ein Verhältnis von Spannungen mit U0 = 1 V als Referenz. Die Quelle wird als nicht belastet angesehen, das
Verhältnis hat also keine Beziehung zur Impedanz.
dBV = 20Ślg (U/1 V)
0 dBV = 1 V
-10 dBV = 0,316 V
Das Größenverhältnis dBV wird im HiFi-Bereich bei Geräten, die Cinch-Buchsen besitzen, und von einigen Herstellern
in Japan und den USA bevorzugt (Tabelle 1).
Tabelle 1
| dBV | Spannung (V) | dBV | Spannung (V) |
| 0 dBV = 1 V |
| +1 | 1,112 | -1 | 0,891 |
| +2 | 1,259 | -2 | 0,794 |
| +3 | 1,413 | -3 | 0,708 |
| +4 | 1,585 | -4 | 0,631 |
| +5 | 1,778 | -5 | 0,562 |
| +6 | 1,995 | -6 | 0,501 |
| +7 | 2,239 | -7 | 0,446 |
| +8 | 2,512 | -8 | 0,398 |
| +9 | 2,818 | -9 | 0,354 |
| +10 | 3,162 | -10 | 0,316 |
| +20 | 10,00 | -20 | 0,100 |
| +30 | 31,62 | -30 | 0,031 |
| +40 | 100,0 | -40 | 0,010 |
| +50 | 316,2 | -50 | 0,003 |
| +60 | 1 000 | -60 | 0,001 |
dBv bezeichnet ein anderes Verhältnis, sieht aber so ähnlich wie dBV aus. Damit man nichts durcheinander bringt,
wird statt dBv das Kürzel dBu verwendet. Diesmal wird U0 = 0,775 V als Basis verwendet.
dBv = dBu = 20Ślg (U/0,775 V)
0 dBv = 0 dBu = 0,775 V
+4 dBu = 1,23 V
Dieser Pegel stammt aus dem professionellen (europäischen) Audio-Bereich (Tabelle 2). Auch hier wird die Quelle als
nicht belastet angesehen, das Verhältnis hat also keine Beziehung zur Impedanz.
Tabelle 2
| dBV | Spannung (V) | dBV | Spannung (V) |
| 0 dBu = 0,775 V |
| +1 | 0,869 | -1 | 0,690 |
| +2 | 0,975 | -2 | 0,615 |
| +3 | 1,095 | -3 | 0,548 |
| +4 | 1,228 | -4 | 0,489 |
| +5 | 1,377 | -5 | 0,435 |
| +6 | 1,546 | -6 | 0,388 |
| +7 | 1,735 | -7 | 0,346 |
| +8 | 1,946 | -8 | 0,308 |
| +9 | 2,183 | -9 | 0,274 |
| +10 | 2,450 | -10 | 0,245 |
| +20 | 7,750 | -20 | 0,077 5 |
| +30 | 24,50 | -30 | 0,024 5 |
| +40 | 77,50 | -40 | 0,007 5 |
| +50 | 245,0 | -50 | 0,002 45 |
| +60 | 775,0 | -60 | 0,000 775 |
Schallpegel
dBPWL oder dBSWL ist ein Leistungsverhältnis und bezieht sich auf die akustische Leistung
(PWL = PoWer Level, SWL = Sound Power Level). Es besitzt eine Referenz von P0 = 10-12 W = 1 pW
dBPWL = 10 Ś lg (P/1 pW)
Der geringe Referenzwert erklärt sich aus der niedrigen Hörschwelle des menschlichen Gehörs.
dBSPL (Sound Pressure Level) stellt das Verhältnis zwischen zwei akustischen Drücken dar. Dabei muss die
Platzierung der Schallquelle spezifiziert sein. Im Gegensatz zum akustischen Leistungspegel haben wir es beim Druck mit
dBSPL = 20Ślg (SPL/20 mPa)
zu tun. Der Druck von 20 mPa stellt die menschliche Hörschwelle dar. +6 dBSPL stellt eine Verdopplung dar, +20 dBSPL
das Zehnfache.
Tabelle 3
| Geräuschquelle | dBSPL | Empfinden |
| Raketenstart | 180 | unerträglich laut |
| Start auf Militärflugplatz in 30 m Entfernung, Gewehrschuss in 100 m Entfernung | 140 |
| Schmerzgrenze, pneumatische Presse, große Sirene in 1 m Entfernung | 130 |
| Start auf Zivilflugplatz in 60 m Entfernung, Maschinendeck eines Ozeandampfers | 120 | sehr laut |
| Alte U-Bahn, Nähatelier | 110 |
| Maximaler Pegel in einer Diskothek | 105 |
| Druckei, Eisenbahn auf Eisenbrücke, kleiner Feuerwerkskörper | 100 | laut |
| Baustelle, mittlerer Pegel einer Stereoanlage | 90 |
| Stark befahrene Straße, Wecker in 1 m Entfernung | 80 |
| Sehr lautes Radio, befahrene Straße | 70 |
| Gespräch im Restaurant, großer Laden | 60 | ruhig |
| Büro, normales Gespräch in 1 m Entfernung | 50 |
| Schlafzimmer, Gemurmel in 2 m Entfernung | 40 | sehr ruhig |
| Normales Gespräch in 3 m Entfernung, Gemurmel in 5 m Entfernung | 30 |
| Aufnahmestudio, Blätterrauschen | 20 |
| Wüste | 10 | still |
| Gehörschwelle | 0 |
Die so genannten Bewertungskurven betrachten den Schalldruck frequenzabhängig. Die bekannteste, dem menschlichen Gehör
angepasste ist die A-Kurve, die Bewertung wird durch das Kürzel dBA ausgedrückt (Tabelle 4). dBA ist nur eine Abart des
dBSPL und hat die gleiche Referenz.
Tabelle 4
| f in Hz | dBA | f in Hz | dBA | f in Hz | dBA | f in Hz | dBA |
| 10 | -70,4 | 100 | -19,1 | 1 | 0 | 10 | -2,5 |
| 12,5 | -63,4 | 125 | -16,1 | 1,25 | +0,6 | 12,5 | -4,3 |
| 16 | -56,7 | 160 | -13,4 | 1,6 | +1 | 16 | -6,6 |
| 20 | -50,5 | 200 | -10,9 | 2 | +1,2 | 20 | -9,3 |
| 25 | -44,7 | 250 | -8,6 | 2,5 | +1,3 | | |
| 31,5 | -39,4 | 315 | -6,6 | 3,15 | +1,2 | | |
| 40 | -34,6 | 400 | -4,8 | 4 | +1 | | |
| 50 | -30,2 | 500 | -3,2 | 5 | +0,5 | | |
| 63 | -26,2 | 630 | -1,9 | 6,3 | -0,1 | | |
| 80 | -22,5 | 800 | -0,8 | 8 | -1,1 | | |
Quellenhinweis: Marc Dasquin, Dezibel, Elektor 11/2002.
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