amplitudebegrenzing

Amplitudebegrenzung bezeichnet in der Signalverarbeitung das Verfahren, die maximale Amplitude eines Signals auf einen festgelegten Grenzwert zu beschränken. Ziel ist es, Übersteuerung, Verzerrungen oder Beschädigungen von Bauteilen zu verhindern und das Verhalten des Signals beim Weiterverarbeiten zu steuern.

Es gibt verschiedene Implementierungen. Die harte Begrenzung (Hard Clipping) setzt Werte über der Obergrenze abrupt auf den Grenzwert. Die weiche Begrenzung (Soft Clipping) führt eine sanftere Absenkung der Überhöhung durch eine nichtlineare Transferfunktion herbei. Limiter-Schaltungen oder -Algorithmen arbeiten mit einem definierten Grenzwert und meist mit Attack- und Release-Zeiten, um Transienten zu kontrollieren. In digitalen Systemen werden Limiter oft mit Look-ahead oder Oversampling umgesetzt, um Artefakte zu reduzieren.

Anwendungsbereiche liegen insbesondere in der Audiotechnik und im Broadcasting, um Headroom zu schützen, Transienten zu kontrollieren und Verzerrungen zu vermeiden. Auch in der Telekommunikation sowie in Mess- und Regeltechnik wird Amplitudebegrenzung eingesetzt, um Signale stabil zu halten und fehlerhafte Auswertungen zu verhindern.

Auswirkungen der Begrenzung können Verzerrungen, besonders bei kurzen Transienten, sowie Veränderungen im Frequenzspektrum sein. Digitale Limiter erfordern sorgfältige Einstellungen von Grenzwert, Knieverhalten, Attack- und Release-Zeiten, um ungewollte Artefakte zu minimieren.

Verwandte Konzepte sind Limiter, Clipping, Kompression und automatische Pegelregelung (AGC). Während die Amplitudebegrenzung eine feste Obergrenze vorgibt, arbeiten Kompression und AGC dynamisch, um die Dynamik unterschiedlicher Pegelverhältnisse zu glätten.