Line-Pegel und die Pegelkonventionen +4 dBu und −10 dBV

Line-Pegel ist der Arbeitspegel zwischen Audiogeräten — die Spannung, mit der ein Zuspieler einen Verstärkereingang ansteuert. Sie liegt um Größenordnungen über dem, was ein Mikrofon oder ein Tonabnehmer liefert, und um Größenordnungen unter dem, was an einer Lautsprecherklemme anliegt. Wie kräftig ein Line-Signal im Normalbetrieb ist, legt keine gemeinsame Festlegung fest: Studio- und Installationstechnik arbeitet üblicherweise mit einem Nennpegel von +4 dBu, Unterhaltungselektronik mit −10 dBV.

Ausführliche Erklärung

Wo der Line-Pegel in der Kette sitzt

Eine Audiokette bringt ein Signal in drei Etappen von der Quelle zum Lautsprecher, und jede Etappe hat ihren eigenen Spannungsbereich.

Am Anfang stehen die schwachen Signale: Ein Mikrofon oder ein Tonabnehmer liefert wenige Millivolt, manchmal Bruchteile davon. Diese Signale sind so klein, dass jede Störung auf dem Weg ins Gewicht fällt — deshalb kommt der zugehörige Verstärker so dicht wie möglich an die Quelle.

Danach beginnt der Line-Bereich, und hier spielt sich fast alles ab, was in einer Anlage nach Elektronik aussieht: Quellenwahl, Lautstärke, Klangeinstellung, Raumkorrektur, Verzögerung, Bassmanagement. Der Line-Pegel ist damit die Schnittstelle, an der eine Anlage überhaupt teilbar wird. Solange ein Signal auf Line-Pegel liegt, lässt es sich umschalten, verarbeiten und über größere Entfernungen führen. Aus demselben Grund ist er die Trennlinie zwischen Vorverstärkung und Endstufe — und die Stelle, an der zwei Geräte verschiedener Hersteller aufeinandertreffen.

Am Ende steht der Lautsprecherpegel. Er wird nicht in dBu oder dBV angegeben, weil dort die Leistung zählt, die das Gerät in eine Last abgibt. Die hängt neben der Spannung an der Impedanz des angeschlossenen Lautsprechers.

Zwei Bezugsspannungen: dBu und dBV

Ein Dezibelwert beschreibt immer ein Verhältnis und braucht deshalb einen Bezug (Grundlagen im Eintrag Dezibel). Bei elektrischen Signalpegeln sind zwei Bezugsspannungen im Umlauf, und genau daraus entsteht die Verwirrung.

dBu bezieht sich auf 0,775 V. Der krumme Wert stammt aus der Leitungstechnik der Telefonie: An einer Leitung mit 600 Ω Abschluss setzt diese Spannung genau 1 mW um. Die Abschlussbedingung ist längst weggefallen, die Zahl geblieben — das „u" steht für unbelastet.

dBV bezieht sich auf 1 V, also auf einen glatten Wert ohne historischen Ballast.

Die beiden Nennpegel liegen also rund 11,8 dB auseinander. Das ist der Betrag, den eine Anlage aufholen muss, wenn ein Consumer-Gerät ein professionelles Gerät ansteuert.

Die Normung hat sich hier bewusst zurückgehalten. Die Internationale Elektrotechnische Kommission sammelt die empfohlenen Anpassungswerte analoger Schnittstellen in IEC 61938 — dem Nachfolger von IEC 60268-15 — und trennt darin allgemeine von professionellen Audio-Schnittstellen. Das Dokument bezeichnet sich im Geltungsbereich selbst als Anleitung zur gängigen Praxis und ausdrücklich nicht als Leistungsnorm. Wer einen Nennpegel als verbindliche Eigenschaft eines Geräts behandelt, beruft sich also auf etwas, das es nicht gibt: Was ein Gerät tatsächlich liefert und erwartet, steht in seinem Datenblatt.

Nennpegel ist nicht Maximalpegel

Der Nennpegel sagt, wo ein Gerät im Normalbetrieb arbeitet. Wie weit es sich darüber aussteuern lässt, bevor der Ausgang begrenzt, ist eine zweite Angabe — die Aussteuerungsreserve. Professionelle Geräte haben davon meist reichlich, Geräte der Unterhaltungselektronik weniger. Wie viel es im Einzelfall ist, verrät erst die Maximalpegel-Angabe des jeweiligen Geräts.

Aus diesen beiden Zahlen folgen die zwei Fehlerbilder, die in gemischten Anlagen auftreten.

Steuert ein Consumer-Ausgang einen professionellen Eingang an, kommt zu wenig Signal an. Aufholen lässt sich das über die Verstärkung im Folgegerät — allerdings hebt jede zusätzliche Verstärkung das Grundrauschen mit an. Hörbar wird das als Zischen in leisen Passagen und in den Pausen, nicht in der Musik.

Der umgekehrte Fall ist der unangenehmere. Ein professioneller Ausgang an einem Consumer-Eingang übersteuert dessen Eingangsstufe. Ob der Lautstärkesteller dagegen hilft, entscheidet seine Position im Gerät: Sitzt er als Dämpfungsglied direkt hinter der Quellenwahl, nimmt er das Signal zurück, bevor es die erste aktive Stufe erreicht. Wandelt das Gerät dagegen am Eingang und regelt danach — der Normalfall bei Netzwerk- und Heimkinoverstärkern —, liegt die Begrenzung vor dem Steller, und das Signal ist bereits verzerrt, wenn es ihn erreicht. Wer die Anlage leiser dreht und die Verzerrung bleibt, hat genau diesen zweiten Fall vor sich; dann hilft nur, den Pegel vor dem Eingang zu senken.

Der Anschluss an die digitale Skala

In digitalen Ketten wird der Pegel in dBFS angegeben, bezogen auf die Vollaussteuerung des Zahlenbereichs (dazu der Eintrag Signalwertebereich). Diese Skala hat von sich aus keinen analogen Bezugspunkt: Welche Eingangsspannung an einem Wandler 0 dBFS erreicht, ist eine Festlegung des Gerätebauers. Deshalb gibt jedes Gerät der Installationstechnik seine Empfindlichkeit als Spannung an, und deshalb ist der Übergang von analog nach digital immer eine Pegelentscheidung.

Häufiges Missverständnis

Der verbreitetste Irrtum verknüpft die Pegelfrage mit der Signalführung: „+4 dBu heißt symmetrisch, −10 dBV heißt unsymmetrisch." Beschrieben werden damit zwei voneinander unabhängige Eigenschaften. Die eine sagt, wie das Signal auf die Leitung kommt und wie gut es Störungen widersteht; die andere sagt, wie kräftig es dabei ist. Dass beide in der Praxis oft gemeinsam auftreten — XLR mit Studiopegel, Cinch mit Consumer-Pegel —, ist eine Gewohnheit des Gerätebaus und keine elektrische Kopplung. Für die Planung heißt das: zwei getrennte Fragen, zwei getrennte Antworten. Was die Signalführung leistet und wo ihre Grenzen liegen, behandelt Symmetrische Übertragung.

Der zweite Irrtum ist eine Rechenfalle. Wer 4 und −10 voneinander abzieht, kommt auf 14 dB und hat damit zwei Skalen mit verschiedenen Nullpunkten gleichgesetzt. Umgerechnet auf denselben Bezug sind es rund 11,8 dB. Praktisch wichtig ist daran weniger die Zahl als das, was sie verhindert: Wer den Unterschied um gut zwei Dezibel zu groß ansetzt und die Anpassung entsprechend auslegt, verschenkt Aussteuerungsreserve an einer Stelle, an der ohnehin wenig davon vorhanden ist.

Nicht zu verwechseln mit

• Mikrofonpegel: Wenige Millivolt, mit eigenem Vorverstärker und oft mit Phantomspeisung. Ein Mikrofon an einem Line-Eingang bleibt nahezu unhörbar.
• Phono-Pegel: Noch einmal kleiner und zusätzlich frequenzabhängig vorverzerrt. Er braucht einen eigenen Entzerrer, siehe Phono-Vorverstärker und RIAA-Entzerrung.
• Lautsprecherpegel: Am Ausgang der Endstufe liegt eine Spannung mit erheblichem Strom an. Sie in einen Line-Eingang zu führen, beschädigt Geräte; wie viel Leistung dort überhaupt sinnvoll ist, behandelt Verstärkerleistung.
• dBFS: Der Bezug ist die digitale Vollaussteuerung, nicht eine Spannung. Positive Werte gibt es dort nicht.
• dB SPL: Der Schalldruckpegel im Raum. Er hängt am elektrischen Pegel, am Wirkungsgrad der Lautsprecher und am Raum — aus einem Line-Pegel folgt keine Lautstärke.

In der Planung

Ein Wohnzimmer bekommt eine Anlage aus zwei Welten: ein Netzwerkgerät und ein Fernseher auf der einen Seite, eine Endstufe und ein Signalprozessor aus der Installationstechnik auf der anderen. Die einen liefern Consumer-Pegel über Cinch, die anderen erwarten Studiopegel über XLR.

Zuerst zu klären ist, in welcher Pegelwelt die Kette läuft und an welcher einen Stelle sie wechselt. Eine Anlage, die den Wechsel an drei Stellen ein bisschen vornimmt — etwas Verstärkung im Prozessor, etwas an der Endstufe, den Rest über die Lautstärke der Quelle —, ist später nicht mehr nachvollziehbar einzustellen, und jede dieser Stellen hebt das Grundrauschen mit an.

Der Wechsel gehört an einen definierten Punkt, und dafür gibt es drei übliche Wege: die Eingangsempfindlichkeit des ersten professionellen Geräts passend einstellen — also die Spannung, die es für seine volle Aussteuerung erwartet —, sofern sie einstellbar ist; ein Gerät mit umschaltbarem Nennpegel an die Nahtstelle setzen; oder einen Anpassungsübertrager verwenden, der zugleich die Masseverbindung auftrennt — der letzte Weg löst nebenbei ein zweites Problem, weil gemischte Anlagen aus zwei Stromkreisen die typische Ausgangslage für eine Brummschleife sind.

Erst danach kommt die Gerätewahl, und sie ist durch die beiden Entscheidungen bereits stark eingeschränkt. Umgekehrt herum — erst die Geräte, dann die Pegelfrage — endet der Weg regelmäßig bei einem Zwischenstück, das den Fehler nur verschiebt.

Verknüpfte Inhalte

Wie sich Dezibelangaben grundsätzlich lesen lassen und warum jede von ihnen einen Bezug braucht, steht im Eintrag Dezibel. Den Platz des Line-Pegels im Gesamtablauf zeigt Die Audiokette. Die Signalführung behandelt Symmetrische Übertragung, die zugehörigen Steckverbinder Cinch/RCA und XLR. Warum ein zu leises Signal am Ende hörbar wird, erklärt Grundgeräuschpegel zusammen mit Dynamikumfang.

Quellen

Die Bezugsspannungen 0,775 V für dBu und 1 V für dBV sowie die Verbreitung der Nennpegel +4 dBu und −10 dBV stammen aus Fachpublikationen der Audiotechnik; die daraus abgeleiteten Spannungen und der Abstand von rund 11,8 dB sind gerechnet und brauchen keine weitere Fundstelle. Die Einordnung von IEC 61938 als Anleitung und nicht als Leistungsnorm steht im Geltungsbereich der Norm selbst.