Das Thema Headroom bzw. Aussteuerungsreserve
bei dBFS – ein häufiges Missverständnis
von Christian Schubert

Prinzipiell gibt es keinen Grund, weshalb man bei Aufnahmen auf Digitalgeräten einen
Headroom lassen sollte. Ein digitaler Recorder, der kurz unterhalb oder am Punkt seiner
Vollaussteuerung schlecht klingende Aufnahmen (Verzerrungen) produziert, ist defekt
oder weist konstruktive Mängel auf. Deshalb kann prinzipiell bis an die Vollaussteuerung
(0 dBFS) rangefahren werden - aber eben nicht darüber. Und genau da liegt der erste
Grund, warum man doch mit einem gewissen Headroom arbeiten sollte: wenn ich nicht
weiß, wie sich die Pegel während einer Aufnahme noch entwickeln werden, muss ich
entsprechend vorsichtig aussteuern. Wenn ich mich mit einem Kunstkopf und einem
DAT an die ICE-Strecke oder die Startbahn stelle, werde ich nicht so einpegeln, dass
Wind, Insekten und Vögel bereits knapp Vollaussteuerung der Aufnahme erreichen. Das,
was ich eigentlich aufnehmen will, kommt ja erst noch - und es hat vermutlich mindestens
50 dB mehr Schallpegel.

Ich werde dann vorsichtig aussteuern und die "Ruhegeräusche" vielleicht bei −60 dBFS
auflaufen lassen. Eventuell muss ich sogar auf den zweiten ICE-Zug oder das zweite
Flugzeug warten, um optimal pegeln zu können. Versuch macht klug. Und es ist allemal
besser, dass das startende Flugzeug dann bei −10 dBFS ankommt, als dass es 10 dB
übersteuert wäre.

Wieviel Headroom ich in der täglichen Aufnahmepraxis lasse, ist Sache der
persönlichen Erfahrung. Wer viel Studiopraxis hat, wird Situationen besser einschätzen
können und sich einen kleineren Headroom leisten können als ein Anfänger, der erstmal
erleben muss, wie sich Aufnahmen "entwickeln" können. Ziel sollte dabei jedoch immer
sein, den Headroom so klein wie nötig zu lassen, um keine wertvolle Systemdynamik zu
vergeuden. Davon haben 16-Bit-Systeme mit 96 dB ohnehin nicht allzuviel.

Der zweite Grund, einen Headroom zu lassen, ist ein ganz simpler: wenn es für den
Programmaustausch vorgeschrieben ist. Beim Rundfunk ist das so.

EBU Technical Recommendation R68-2000:
http://www.ebu.ch/CMSimages/en/tec_text_r68-2000_tcm6-4669.pdf

"The EBU recommends that, in digital audio equipment, its members should use coding
levels for digital audio signals which correspond to an alignment level which is 18 dB
below the maximum possible coding level of the digital system, irrespective of the total
number of bits available."

und führt weiterhin aus:

"An audio signal level can be defined in terms of an alignment signal that is a sine wave
signal which has a level (the alignment level) which is 9 dB (or 8 dB in some
organizations) below the permitted maximum level of the audio programme."

Im Klartext: Zielwert der digitalen Aussteuerung im Rundfunk ist −9 dBFS. Nur
Spitzenwerte dürfen diesen Wert überschreiten. Sicherlich hat das auch mit der
Tatsache zu tun, dass im Rundfunk eben meist "live" und ohne zweite Chance
aufgenommen wird und - wichtig! - oft technisch ungelernte Mitarbeiter aus dem
journalistischen Bereich mit Aufnahme und Produktionsaufgaben betraut sind, denen
eine gewisse Sicherheit gegen Übersteuerung gegeben werden soll.

0 dB auf einem ARD-Digitalpult (entsprechend +6 dBu bzw. 1,55 Veff), gemessen mit
einer RTW1119G http://www.rtw.de/images/produkte/de/DB1119G.pdf

im Fast-Modus (1 ms Integrationszeit), bringt dann auch −9 dBFS auf der digitalen
Ebene.
Die RTW 1119G geht bis +5 dB, also werden Pegel zwischen −4 dBFS und 0 dBFS
damit gar nicht angezeigt! Arbeitet man mit einer Integrationszeit von 10 ms, so werden
kurzzeitige Pegelspitzen "weggemittelt", es stellt sich zur gleichen Anzeige
programmabhängig ein etwa 3 bis 5 dB höherer Durchschnittspegel ein und die
RTW 1119G könnte damit bis zur digitalen Vollaussteuerung herangezogen werden,
dann aufgrund der 10 ms Integrationszeit allerdings nicht mehr genau und auf
Pegelspitzen reagierend. Die Anzeige ist somit nicht unbedingt gut geeignet, ein
Digitalsystem mit −9 dBFS Referenzpegel optimal auszusteuern.

Siehe auch die Problematik vieler Radiosender auf DVB-S:
http://www.radioforen.de/showthread.php?t=20210
und den Aussteuerungs-Beitrag von "Tondose":
http://www.radioforen.de/showthread.php?t=28628

Ergänzung von Eberhard Sengpiel:

Aussteuerungsreseve = Headroom
http://de.wikipedia.org/wiki/Aussteuerungsreserve

Es gibt kein digitales Audiogerät, bei dem ein "Headroom" vorgesehen werden muss.
Jedermann kann irgendeinen willkürlichen Aussteuerungswert jederzeit annehmen und
sagen, dass alles darüber eben Headroom sei. Bei der Definition des Begriffs
"Headroom" gibt es häufig Unklarheiten und sogar Streit.
Ein digitales System hat wirklich keinen Headroom (Aussteuerungsreserve), außer
denjenigen, den man sich selbst beliebig frei vorgibt. Bei 0 dBFS ist aber die am
höchsten mögliche Aussteuerung erreicht.
Lassen Sie sich also keinen Wert als notwendigen "Headroom" einreden. Bei Co-
Produktionen mit Plattenfirmen hat der Rundfunk gelernt, dass der betriebs-interne
"Headroom" von 9 dB zu unnötig leisen CD-Mastern und damit zu eben solchen CDs
führt. Für diese Geld bringenden Tonaufnahmen musste dieser Sicherheitsabstand
selbst beim Rundfunk abgeschafft werden. Man steuert dann wie die restliche Welt aus.
Damit ich nicht missverstanden werde, ich wende mich gegen das allgemeine starre
Aussteuern maximal auf die digitale "dBFS-Marke –9", denn damit sind die
"saubersten" Bits darüber bis zu 0 dBFS hin verboten und werden nutzlos freigelassen.
Mit dem Sicherheitsabstand muss man schon flexibel jonglieren.
Die Forderung nach einer hohen Aussteuerung steht dabei im Gegensatz zur
Forderung, eine Übersteuerung zu vermeiden.