Pro Audio White Papers

Grenzen der digitalen Audiotechnik
Autor: Gerd Jüngling - Copyright: Alle Rechte vorbehalten
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erschienen als Artikel im 'Studio Magazin' unter Mitarbeit von Dieter Kahlen


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Digitale Mischung

Die zuvor genannten Fehler, die durch den mangelnden Abstand zwischen Abtastrate und Nutzsignal verursacht werden, sind mit der A/D-Wandlung fester Bestandteil jedes Digitalsignals. Sobald wir allerdings damit beginnen, das digitale Signal zu mischen, zu bearbeiten oder sonst wie zu verändern, werden diese Probleme weiter vergrößert.

Das Mischen zweier digitaler 24-Bit-Signale läßt sich am Beispiel einer Addition zweier Zahlen mit einem Wertebereich von jeweils 0-100 verdeutlichen: Das Ergebnis dieser Addition kann zwischen den Werten 0 und 200 liegen. Bezogen auf unsere zwei Digitalsignale bedeutet dies, dass für die vollständige Abbildung der Addition beider 24-Bit-Worte ein Wort mit 25 Bit erforderlich ist. Vier Signale mit 24 Bit benötigen bei der Summierung bereits 26 Bit - und so weiter. Je mehr Einzelkanäle wir addieren möchten, um so mehr Bits werden benötigt; erreichen wir dabei die Auflösungsgrenze unseres Digitalsystems, so müssen bei jeder weiteren Verdoppelung der Kanalzahl ein Bit wegwerfen, wodurch der nutzbare Dynamikbereich natürlich reduziert wird. Die negativen Auswirkungen dieses Effektes werden durch die Bereitstellung höherer interner Rechentiefen, also beispielsweise 24 Bit im I/O-Bereich und 32 Bit im eigentlichen Signalprozessor, zwar heute bis in die Größenordnung von 256 Kanälen wieder aufgefangen. Allerdings werden die einzelnen Kanäle in der Regel bei einer Mischung natürlich nicht alle mit einheitlichem (Voll-) Pegel addiert, sondern mit individuell unterschiedlichen Pegeln entsprechend dem persönlichen Geschmack des Anwenders. Dies heißt aber nichts anderes, als dass der Pegel der Einzelsignale und damit seine Auflösung vor der Mischung reduziert wird. In der Praxis wird vermutlich kein einziges der zu mischenden Signale mit Vollpegel in die Mischung eingerechnet; für die anteilig niedrigsten Pegel innerhalb eines Mischsystems steht dabei die kleinste Auflösung zur Verfügung. Gehen wir von einem Signal mit 24 Bit Auflösung aus, bei dem die letzten 4 Bit aufgrund der eingangs erwähnten physikalischen Limitierungen bei der A/D-Wandlung ohnehin fast ausschließlich aus Rauschen bestehen. Wird dieses Signal bei der Mischung um 6 dB im Pegel reduziert, dann stehen uns netto noch 19 Bit Auflösung zur Verfügung; wird das Signal dagegen lediglich mit -30 dB zugemischt, dann haben wir es mit einer Netto-Auflösung von nur noch 15 Bit zu tun, liegen also bereits unterhalb unseren viel verschmähten Auflösung von 16 Bit. In diesen Wertebereichen liegen die realen Verhältnisse, die üblicherweise bei einer Mischung eingestellt werden.

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