Nur OnTopic dBFS und dB RMS

Bitte stark genau im Thema bleiben wie es im ersten Beitrag steht. Alles andere gilt als OT und kann gelöscht werden.
DanReed

DanReed

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Ein dB dBFS-Wert ist ja eigentlich gut zu verstehen: 0dBFS bedeutet, die Spitzenamplitude des Signals erreicht genau den maximal möglichen Wert, den der Wandler oder das Datenformat darstellen kann, ohne zu clippen. Z.B. bei 16-Bit-Samples sind das 32767 und -32768 (alles über 32767 oder unter -32768, wäre geclippt). 32-Bit-Wandler hier mal generell außen vorgelassen.

Dagegen ist mir dB RMS intuitiv nicht klar gewesen. Deswegen habe ich ein bischen recherchiert und gefunden, dass der AES17-Standard den RMS-Wert "0dB" definiert als den RMS-Wert derjenigen Sinuswelle, deren positiver Maximalwert den maximal möglichen Wert erreicht.

Da bei einer Sinuswelle der RMS-Wert 3dB unter dem Peak-Wert liegt, müsste man also 3dB addieren, damit "0dB RMS" herauskommen, wenn man es selber aus einem digitalen Signal berechnen möchte.

Eine Folge davon ist, dass eine Rechteckwelle mit 0dB FS einen RMS-Wert von +3dB besitzt.

Kann mir das jemand bestätigen, oder habe ich etwas falsch verstanden?
 
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mir ist die fragestellung nicht ganz klar, weil ich bei dir davon ausgehe, dass du das ja eigentlich alles weißt.

misst man peak, geschieht dies üblicherweise in bezug auf ein musiksignal. daher ist dort das vorzeichen egal, aber es werden beide berücksichtigt, und nach dem messen kommt daher dort dann ein abs() - oder man kann auch beide getrennt erfassen und dann zum ergebnis kommen, dass -100000 der peak ist.

db/RMS hingegen - power - ist ja ein steuersignal, was vom musiksignal nur abgeleitet wird, und daher nicht bipolar ist. deswegen kann man dort nur den positiven wert nehmen - weil es ja nur den positiven bereich gibt.

(einige der verfahren RMS zu berechnen packen sogar ein abs() ganz an den anfang, was zu leicht anderen ergebnissen führt aber nennenswert rechenaufwand spart.)

DanReed schrieb:
Da bei einer Sinuswelle der RMS-Wert 3dB unter dem Peak-Wert liegt, müsste man also 3dB addieren, damit "0dB RMS" herauskommen, wenn man es selber aus einem digitalen Signal berechnen möchte.
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das lässt sich eigentlich beides so nicht beantworten.

du gingst von falschen voraussetzungen aus, wenn du versuchen wolltest einen exakten RMS wert zu erreichen, indem du das testsignal auf basis seines peaks in der amplitude veränderst. das funktioniert so nicht - und bei sinustönen als testmaterial funktioniert es am schlechtesten von allen denkbaren varianten.

was funktioniert ist, den RMS wert in bezug auf den RMS wert durch die veränderung der amplitude zu verändern.

DanReed schrieb:
Eine Folge davon ist, dass eine Rechteckwelle mit 0dB FS einen RMS-Wert von +3dB besitzt.
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wie kommst du auf 3?

in der theorie sind es zweifelsfrei 0. *)

energie ist immer die "fläche" der schwingung, beim rechteck sind das 100% und beim sinus (√2)/2 von diesen 100%.

in der praxis kann man sich dieser "0" aber nur durch akkumulation nähern. beim messen des verlaufs in echtzeit schwankt der gemessene wert permanent, je nach dem wie es um das frequenzverhältnis zwischen dem testton und der RMS berechnung bestellt ist.

*) wieviel es dann nach der DAC wandlung sind hängt von der art der filter, der samplingfrequenz und vom oversamplingfaktor ab...
 
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Erstmal vielen Dank für die Antwort. Und ja, ich habe mich (wie leider eigentlich fast immer) unklar ausgedrückt. Im Forum verständlich zu fragen, ist wohl meine unendliche Lernaufgabe.

Ich sollte das Pferd von vorne aufzäumen: Beim Einreichen von fertigen Audio-Dateien haben die verschiedenen Plattformen verschiedene Ansprüche, so geben manche LUFS vor und manche dB RMS. Und darum geht es mir jetzt, wenn ein Web-Service z.B. -18 dB RMS vorgibt.

Deshalb habe ich recherchiert, zu was diese -18 dB in Relation stehen und da gibt es eben den AES17-2020-Standard, nach dem ein Sinus, dessen Peak 0dBFS ist, einen dB RMS Wert von 0dB liefern soll.

In meiner Welt hatte ein solcher Sinus bisher einen dB RMS-Wert von -3dB. Der RMS-Wert (den ein VU-Meter so ungefährt anzeigt) ist ja nunmal fast immer kleiner als der Peak-Wert.

Ich müsste also 3dB addieren, um dem AES17-2020-Standard zu entsprechen. Aber dann liefert eine Rechteckwelle mit Maximalamplitude eben einen Wert von +3dB. Das ist wohl so gewollt, aber ich wollte wissen, ob jemand das aus Erfahrung weiß.

Denn nun gibt es für mich die Unklarheit, ob -18dB RMS +3dB enthalten soll oder nicht... was meint man denn da jetzt eigentlich? Ist das grundsätzlich klar und nur mir unklar, oder gibt es da wirklich zwei um 3dB abweichende dB RMS Angaben??

Was peak angeht, sind wir uns glücklicherweise einig. Was rms angeht, halte ich mich an den Namen: Root Mean Square. Also: erst werden alle Abtastwerte quadriert (dadurch wird auch die negative Seite positiv, kein abs() nötig), dann wird über einen bestimmten Zeitbereich gemittelt, und schließlich die Wurzel aus diesem Mittelwert gezogen. Macht man das bei einem Sinus, dann ist das Endergebnis sqrt(2) kleiner als der Peakwert des Sinus. sqrt(2) entspricht den 3dB.
 
Lies Dir dieses Dokument mal durch:

SMPTE ST 2095-1:2023
Revision of SMPTE ST 2095-1:2015
SMPTE STANDARD
Calibration Reference
Wideband Digital Pink Noise Signal


Dort wird auf die verschiedenen dB RMS Definitionen eingegangen, die die verwirrenden 3 dB Unterschied erklären. Wichtig ist also die genaue Referenz, wenn jemand -18 dB RMS verlangt.
 
DanReed schrieb:
Ich sollte das Pferd von vorne aufzäumen: Beim Einreichen von fertigen Audio-Dateien haben die verschiedenen Plattformen verschiedene Ansprüche, so geben manche LUFS vor und manche dB RMS. Und darum geht es mir jetzt, wenn ein Web-Service z.B. -18 dB RMS vorgibt.
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ok, also es geht als tatsächlich ungefähr um das, was ich dachte.

DanReed schrieb:
Deshalb habe ich recherchiert, zu was diese -18 dB in Relation stehen und da gibt es eben den AES17-2020-Standard, nach dem ein Sinus, dessen Peak 0dBFS ist, einen dB RMS Wert von 0dB liefern soll.
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das war dann mein fehler, dass ich deinen link nicht angeklickt habe.

diese specs kannst du vergessen, dabei geht es um ganz andere dinge. (es sei denn, eine plattform bezieht sich konkret darauf? was merkwürdig wäre, aber natprlich sein kann)

im umfeld der digitalen verarbeitung ist ein RMS immer wert das, was du über die mathematik dazu bereits weißt.

diese andere geschichte mit dem sinus als grundlage ist so eine art equvialent zu der sache mit der "musikleistung" eines lautsprechers, wo man die watt angaben immer in bezug auf den sinus als angenommes maximum macht.

DanReed schrieb:
Ich müsste also 3dB addieren, um dem AES17-2020-Standard zu entsprechen. Aber dann liefert eine Rechteckwelle mit Maximalamplitude eben einen Wert von +3dB.
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das wäre dann so. wie wahrscheinlich das ist, das mehr energie als die eines sinus bei maximalamplitude in material sind weißt du als produzent der datei am besten. aber erst müssen wir klären, ob die plattform wirklich das meint.

dass es immer noch plattformen gibt, die power statt lufs haben wollen, ist klar. aber ich würde es ausschließen wollen, dass die damit etwas anderes meinen als das, was 90% der audiowelt darunter versteht. denn sonst könnte das ja kein mensch korrekt liefern.
und in audio software ist es identisch mit dem, was es arithmetisch bedeutet und der gemessene RMS wert bezieht sich auf das tatsächliche signal ohne irgendeine anpassung.

allerdings gibt es inzwischen auch eine reihe von programmen, die es doch unterstützen, wozu auch immer.

cubase z.b. hat eine solche option, die +3db anzeigt, bluecat audio´s metering hat es ebenfalls.


machen fragen plattform gemeint ist welche? dort quelle für information ist.

AES nicht helfen rausfinden richtig welche ist, nur bestätigen dass gibt sich mehr als eine.
 
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@swissdoc vielen Dank. Das Dokument bringt mich ein bischen weiter. Dort gibt es:
(Kap. 4.7) "dBFS RMS"
das offenbar meiner Intuition entspricht: ein Sinus, dessen peak 0dBFS hat, liefert den "dBFS RMS"-Wert "-3dB".
(Kap. 4.8) "dBFS(AES17)"
liefert dann den Wert "0dB".

Der entscheidende Punkt scheint zu sein, dass der "dBFS(AES17)" fürs Messen von digitalem Audioequipment verwendet wird.

einseinsnull schrieb:
dass es immer noch plattformen gibt, die power statt lufs haben wollen, ist klar. aber ich würde es ausschließen wollen, dass die damit etwas anderes meinen als das, was 90% der audiowelt darunter versteht. denn sonst könnte das ja kein mensch korrekt liefern.
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Ich richte mich also eher nach der SMPTE statt der AES :selfhammer:
 
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DanReed schrieb:
Der entscheidende Punkt scheint zu sein, dass der "dBFS(AES17)" fürs Messen von digitalem Audioequipment verwendet wird.
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Genau das schreibt Rohde&Schwarz ja auch und es geht um ihre Audio-Analysatoren. Da der AES17-2020-Standard hinter einer Paywall zu finden ist, kann man nicht mal eben nachlesen.
 
soweit ich das sehe, ist da nicht zu "RMS" drin. da geht es nur um pegel, dynamik, jitter, latenz, verzerrung, signal to noise und crosstalk sowie zum durchmessen von frequenzfiltern.

beim thema RMS geht es eigentlich nur um die begründung darum, warum man +3db mehr anzeigen sollte als vor 2020. das messen bzw. berechnen dürfte demnach gleich geblieben sein.

total nervig, dass das zeug nicht so ohne weiteres geteilt werden kann und man sich immer totsuchen muss.
 
LUFS hat ja offenbar RMS im Audio-Production-Bereich längst den Rang abgelaufen.

Bei Musik ja nicht so relevant, bei Sprache dagegen schon: die Sprechpausen ziehen einen Mittelwert über längere Zeit (z.B. über die gesamte Aufnahme eines Kapitels eines Audiobooks) natürlich etwas nach unten. Für mich stellt sich die Frage, ob die Sprechpausen nicht ausgeschlossen werden müssten (zumal der Gesamt-RMS-Wert dann auch vom Rauschabstand abhängig wäre, weil -60dB RMS in den Sprechpausen natürlich zu einem höheren Gesamtwert führen würden, als z.B. -80dB RMS.
 
bei rundfunk und movie wird das genau so gemacht. das markierst du mit metadata wo sprache ist, und dort gelten dann andere werte. aber braucht man das für streamingplattformen und webseiten auf denen man musik hochlädt?
gut, ein hörspiel vielleicht. aber dann macht man da halt die musik etwas leiser als viel lauter und dann ist gut.

habe vorhin beim kurz googeln festgestellt, dass es inzwischen programme gibt, die NUR noch +3db bei power anzeigen und gar keine wahl mehr zwischen neu und alt haben.
steinberg oder MGH würde man dafür wohl den kopf abreißen, aber bei oceanaudio lässt sich schlecht meckern. :)

hast du mal via archive org geschaut wie lange die nweisung von diesem dienst schon so im netz steht? diec hcne ist klein, aber wenn das da 2019 auch schon so steht, dann ist es definitiv noch der alte standard...
 
einseinsnull schrieb:
hast du mal via archive org geschaut wie lange die nweisung von diesem dienst schon so im netz steht? diec hcne ist klein, aber wenn das da 2019 auch schon so steht, dann ist es definitiv noch der alte standard...
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Hab ich bisher nicht, aber 6 Jahre sind eine verdammt lange Zeit heutzutage. Würde wetten nein.

Ich denke, Dein Vorschlag, ein paar Produktionen herunterzuladen und das Ganze da durchzumessen, ist wohl am praktikabelsten.Danke für die Idee.
 
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