Inter-Sample-Peak (Spitze zwischen den Samples)

Definition

Ein Inter-Sample-Peak (Spitze zwischen den Samples) ist ein Wert der rekonstruierten Wellenform, der im Betrag die ihn umgebenden Samples übersteigt. Das analoge Signal, das der D/A-Wandler erzeugt, ist idealerweise die Interpolation der Samples mit der Sinc-Funktion:

x(t) = Σ x[n] · sinc((t − n·T) / T), mit T = 1/fs.

Diese Kurve läuft durch alle Samples, kann zwischen zwei Samples aber über sie hinaussteigen. Man spricht von einem Over zwischen den Samples, wenn die rekonstruierte Spitze 0 dBFS überschreitet, obwohl kein Sample dies tut: Die Datei ist formal gültig, aber der Wandler, der Resampler oder der verlustbehaftete Decoder, der in Festkomma arbeitet, erzeugt Clipping.

Referenzbeispiel: Eine Sinuswelle bei fs/4 mit 45° Phase hat Samples bei ±sin(45°) = ±0,707 der Amplitude. Wird die Datei so normalisiert, dass die Samples 0 dBFS betragen, liegt die rekonstruierte Spitze bei +3,01 dBTP. Bei gezielt konstruierten Sample-Folgen kann die Überschreitung noch größer sein. Overs zwischen den Samples entstehen vor allem durch Limiter und Clipper ohne Oversampling (die aufeinanderfolgende Samples gleicher Amplitude erzeugen), durch Normalisierung auf 0 dBFS und durch sehr höhenreiches Material.

Parameter und Einheiten

• Einheit: dBTP für den rekonstruierten Wert; Anzahl der Überschreitungen von 0 dBFS.
• Messverfahren: 4-faches Oversampling mit Interpolationsfilter (ITU-R BS.1770-4); maximale Unterschätzung 0,69 dB.
• Typische Überschreitung des True Peak gegenüber dem Sample-Peak: 0–0,5 dB bei unlimitierten Mixen; 0,5–1,5 dB bei limitierten Mastern ohne Oversampling; bis zu 3 dB bei geclipptem, brillantem Material.
• Sicherheitsabstand: True Peak ≤ −1 dBTP.

Musikalische Funktion

Der Inter-Sample-Peak entscheidet, ob der Master in allen Wiedergabestufen sauber bleibt. Viele Consumer-Wandler und manche Rekonstruktionsfilter haben keine Reserve über 0 dBFS und schneiden die Overs ab; AAC- und MP3-Decoder fügen ihre eigenen Überschreitungen zu den bereits vorhandenen hinzu. Das Ergebnis ist eine kurze, harsche Verzerrung bei den lautesten Schlägen, vor allem hörbar bei Becken, zischenden Stimmen und brillanten Synths.

Praxisbeispiel

• Testsignal: Sinuswelle bei 11 025 Hz (fs/4 bei 44,1 kHz), Phase 45°, Samples auf 0 dBFS normalisiert. Der Sample-Peak-Meter zeigt 0,0 dBFS, der True-Peak-Meter +3,0 dBTP.
• Realer Master: Limiter im Sample-Peak-Modus mit Ceiling −0,1 dBFS. Die Analyse zeigt Sample-Peak −0,1 dBFS, True Peak +0,8 dBTP und 340 Inter-Sample-Peaks über 0 dBFS. Mit dem Limiter im True-Peak-Modus, Ceiling −1,0 dBTP und Oversampling ×4 sinkt die Anzahl auf 0, und die integrierte Lautheit fällt um 0,3 LU.

Häufige Fehler

• Meinen, ein Sample-Peak von −0,1 dBFS schließe Clipping bei der Wiedergabe aus.
• Clipper und Limiter ohne Oversampling und ohne True-Peak-Modus auf dem Master verwenden.
• Den Master nach dem Limiter auf 0 dBFS normalisieren.
• Overs zwischen den Samples in jedem Fall für unhörbar halten: Es hängt vom Wandler und vom Codec ab, daher muss der Master unabhängig davon korrigiert werden.
• Für Dateien, die verlustbehaftet codiert werden, nur 0,1–0,3 dB Reserve lassen.

So überprüfst du es

• Analyse der App: Die Zeile Inter-Sample-Peaks über 0 dBFS zählt die mit 4-fachem Oversampling interpolierten Werte, die die Vollaussteuerung überschreiten; die Zeile True Peak (×4, BS.1770) gibt deren Maximum an. Der Wert muss im Master 0 sein.
• Vergleich: Die Differenz zwischen True Peak und Sample-Peak zeigt, wie stark der Master Spitzen zwischen den Samples erzeugt.
• Spezielle Meter: Youlean Loudness Meter, FabFilter Pro-L 2, iZotope Insight mit Anzeige in dBTP.
• Decoder-Test: Codiere den Master in AAC oder MP3, decodiere ihn und miss den True Peak erneut.