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Zusammenhang zwischen Sone und Phon 
Umrechnen von sone in phon und das Problem mit den dB und dBA  
Bereich der Psychoakustik
 
Die subjektiv empfundene Lautstärke und der künstliche Begriff Lautheit sind Begriffe, welche versuchen die Wahrnehmungsstärke des Schalls durch unser Gehör beschreiben.
Die Bestimmung der Lautheit von stationären Signalen ist in der Norm
ISO 532 bzw. DIN 45631 festgelegt.
 
Die Lautheit eines Geräuschs wird in Sone angegeben.
Der Lautstärkepegel eines Geräuschs wird in Phon angegeben.
 
Der Lautheit N = 1 Sone entspricht40 Phon, das ist der Lautstärkepegel LN = 40 dB bei einem Sinuston mit der Frequenz von f = 1000 Hz.
 
Kurt Tucholsky schrieb treffend: "Der eigene Hund macht keinen Lärm - er bellt nur." "Es gibt viele Arten von Lärm - aber nur eine Stille" und "Lärm ist das Geräusch der anderen".

 
Lautheit ist eine persönliche subjektiv empfundene Eigenschaft des Schalls - im Gegensatz zum Schalldruckpegel SPL in Dezibel, der dagegen objektiv und direkt messbar ist.
 
Umrechnen der Lautstärke:
Lautstärkepegel LN (phon) in Lautheit N (sone)
und
Lautheit N (sone) in Lautstärkepegel LN (phon)
 
Subjektiv empfundene Lautstärke (Lautheit), objektiv gemessener
Schalldruck und theoretisch berechnete Schallintensität

Das menschliche Lautheitsempfinden − Lautstärkefaktor
 
Der Einheitenname "Sone" wird großgeschrieben, das Einheitenzeichen "sone" wird kleingeschrieben.
Beachte: Die Einheit Phon und ihr Einheitenzeichen phon.
Bei Dezimal-Eingabe in den Rechner ist der Punkt zu verwenden.

Umrechnung gültig zwischen 40 phon und 120 phon
Das heißt für größere Werte als '1 sone entsprechend 40 phon'

 
 Lautstärkepegel LN  phon   |  Lautheit N   sone 
 Für LN > 40 phon     |   Für N > 1 sone   
         |         
   |   
Lautheit N   sone   |   Lautstärkepegel LN  phon 
   |            
 

Für Lautstärkepegel LN > 40 phon: Lautheit N in sone = 2[(LN − 40)/10]      (LN in phon)
Für Lautheit N > 1 sone: Lautstärkepegel LN in phon = 40 + [10 · log N / log102]      (N in sone)
log 2 = 0,30103      LN in phon = 40 + 33,22 · log N      (N in sone)
 
Umrechnung gültig nur zwischen 8 phon und 40 phon
Das heißt für kleinere Werte als '1 sone entsprechend 40 phon'

 
 Lautstärkepegel LN  phon   |  Lautheit N   sone 
 Nur für LN < 40 phon     |   Nur für N < 1 sone   
         |         
   |   
Lautheit N   sone   |   Lautstärkepegel LN  phon 
   |      
 

Für Lautstärkepegel LN < 40 phon: Lautheit L in sone = (LN/ 40)2,86 − 0,005       (LN in phon)
Für Lautheit N < 1 sone: Lautstärkepegel LN in phon = 40 · (N + 0,0005)0,35      (N in sone)

Nach der Definition von Stanley Smith Stevens entspricht 1 Sone genau 40 phon.
Das ist der Lautstärkepegel eines 1-kHz-Sinustons mit LN = 40 dB-SPL oder dBA, aber nur (!) für einen Sinuston von 1 kHz und nicht für Breitbandgeräusche.
Es gibt keine "dBA"-Kurve für die frequenzabhängige Hörschwelle beim menschlichen Hören. "dBA" hat absolut nichts mit Sone, mit Phon oder mit dem Schalldruckpegel in dB zu tun.
60 phon bedeutet: "so laut, wie ein 1000 Hz Sinuston mit einem Pegel von 60 dB."

Zusammenhang zwischen Lautheit N in sone
und Lautstärkepegel LN in phon

Sone-Phon-Tabelle
Dynamik  phon   sone 
  120 256
  110 128
fff 100 64
ff 90 32
f 80 16
--- 70 8
p 60 4
pp 50 2
ppp 40 1
  32 1/2
  25 1/4
  19 1/8
  14 1/16
  11 1/32
  9 1/64

Sone-Phon-Leiste

Lautheit N (sone) und Lautstärkepegel LN (phon) können - wie hier gezeigt wird - problemlos ineinander umgerechnet werden.
Der psychoakustisch empfundene Lautstärkepegel und der objektiv gemessene Schalldruckpegel dBSPL ist jedoch nicht in den bewerteten dBA-Pegel umzurechnen.


Die häufige Frage: "Wie ist eigentlich die Umrechnung von Sone in dB?"
oder "Was ist denn 0,5 sone in Dezibel (dB) als Schalldruckpegel (SPL) umgerechnet?" kann wirklich nicht beantwortet werden.
Nur ein einzelner Sinusston von 1 kHz gemessen in Phon ist der Angabe in dB-SPL gleichzusetzen.
 
Sorgfältig sind bei der Lautstärke auseinanderzuhalten:
Sone gehört zur Lautheit. Phon gehört zum Lautstärkepegel.
Vermeide hierbei das laienhafte Wort "Intensität".
 
dB oder dB-SPL gehört zum Schalldruckpegel.
dBA ist ein Filter für grob vereinfachte Bewertung der Lautstärke.

Die Lautstärke eines Geräuschs wird rein subjektiv empfunden. Um die Lautstärke zu "messen", wird die Lautstärke eines 1000 Hertz-Sinustons so laut eingestellt, bis es von Hörern ebenso laut wie das Geräusch empfunden wird. Der Lautstärkepegel des Schalls in Phon ist dann gleich dem Schalldruckpegel in dB.
Der Pegelwert eines bewerteten oder eines unbewerteten 1 kHz-Sinustons sollte identisch sein.
Die Lautheit gibt an, wie laut Schall rein subjektiv empfunden wird. Sie ist also eine psychoakustische Empfindungsgröße mit großer Toleranz und keine wirkliche Messgröße. Es gibt keine Umrechnungsformel. Die persönlichen subjektiven Empfindungen der Lautstärke und der Lautheit beim Lärmempfinden entziehen sich als psychoakustische Werte einfacher physikalischer Messung.


Merke: "Lautheit ist ein künstlicher Begriff (engl. loudness) aus der Psychoakustik, dem in der Umgangssprache die Lautstärke entspricht".
Der Begriff Lautheit wurde erst 1936 von Stanley Smith Stevens mit dem Fachbegriff "Sone" und loudness als "Lautheit" von den Psychoakustikern bei uns eingeführt.

 
 Der normale Mensch kennt nur Lautstärke und hat ein 
 etwas komisches Gefühl bei dem Wort Lautheit.

 

Dieser nicht auszuhaltende Satz musste unter dem Begriff "Lautheit" von einem "ordentlichen" Administrator aus Wikipedia beseitigt werden.
Darum steht dieser unerwünschte, also störende Satz jetzt unlöschbar hier.

DIN 45631 und ISO 532 B beschreiben jedoch genormte "Messverfahren" zur "Lautheitsmessung". Diese Messverfahren "bestimmen" wahlweise den Lautstärkepegel in phon oder die Lautheit in sone. Da die unmittelbare "Bestimmung" der psychoakustischen Lautheit jedoch recht schwierig ist, wurde zwischen der Lautheit N in sone und dem Lautstärkepegel LN in phon folgende Beziehung festgelegt (ISO-Empfehlung ISO/R 131-1959):
Lautheit N = 2(LN - 40)/10 oder Lautstärkepegel LN = 40 + 10 · lb N.
"lb" bezeichnet den Logarithmus zur Basis 2.                    10 · lb N = 10 · log2(N)

Sone ist die Maßeinheit der subjektiven Lautheit eines Klangs nach dem Vorschlag von Stanley Smith Stevens (1906-1973) aus dem Jahre 1936. Ein Lautstärkepegel von 40 phon soll dabei 1 sone sein und das entspricht der Lautstärke eines Sinustons mit der Frequenz 1 kHz und einem Schalldruckpegel von 40 dBSPL. Somit hat ein "doppelt so laut" empfundener Schall dann eine Lautheit von 2 sone und ein "vierfach so laut" empfundener Schall die Lautheit 4 sone. Frage: Wie empfindet man wirklich, wann etwas genau doppelt so laut ist? Diese Frage wird allgemein nicht gestellt. Punkt. Es ist eben einfach so.
Um ganz genau zu sein, müssen Messungen in Sone durch die zusätzliche Nachsilbe G gekennzeichnet sein, was bedeutet, dass der Lautstärkewert aus Frequenzgruppen errechnet wurde und einer der beiden Nachsilben zusätzlich F (für Freifeld) oder D (für Diffusfeld) angibt. Dieses ist jedoch recht selten der Fall. Im Allgemeinen werden Geräusche von unter einem sone als recht leise empfunden. In Umgebungen mit Hintergrundgeräuschen (PCs, Klimaanlage oder Ähnliches) mögen bis zu zwei sone noch hingenommen werden. Alles darüber lässt sich kaum ignorieren. Werte über drei sone gelten schon als laut.
   Lautheits-Tabelle:
0,3 sone: Blätterrascheln                                              (ca. 26 dB)
   1 sone: Rauschen von Klimaanlagen                       (ca. 40 dB)
   2 sone: Normale Unterhaltung in 1 m Entfernung    (ca. 50 dB)
   4 sone: Fernseher auf 'Zimmerlautstärke' *)            (ca. 60 dB)
   8 sone: Alte Schreibmaschine in 1 m Entfernung   (ca. 70 dB)


*) Es gibt keine objektive Definition der Zimmerlautstärke anhand von
Schallpegelwerten; siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zimmerlautstärke

Es gibt noch weitere Größen, die sich mehr mit der Lästigkeit, d. h. mit der psychologischen Auffälligkeit beschäftigen. Die Einheiten dafür sind
acum als psychoakustische Schärfe eines Hörereignisses,
asper als psychakustische Rauhigkeit und
vacil als subjektiv empfundene Schwankungsstärke.

Hersteller geben die "Lautstärke" ihrer Geräte oft in sone oder auch in dBA an, als Dezibel, gemessen mit der A-Bewertung. Sone und dBA lassen sich nur bei einer konstanten Frequenz ineinander umrechnen. Bei der Sone-Skala soll einer Verdopplung des Sone-Werts ungefähr einer subjektiv wahrgenommenen Verdopplung der Lautstärke entsprechen und bei der Dezibel-Skala soll etwa ein um 10 dBA höherer Wert einer empfundenen Verdopplung der Lautstärke entsprechen - versuchen uns die Psychoakustiker zu erklären.
Die Lautheitsskala in sone beruht darauf, dass 1 sone halb so laut ist wie 2 sone und 9 sone dreimal so laut ist wie 3 sone. Diese subjektive Skala bildet das Hörempfinden linear ab.


Anmerkung: "Stell' doch mal das Radio auf doppelt so laut oder auch halb so
laut." Wer dieses nicht ganz selbstsicher kann - der ist ganz normal. Lass' doch
mal eine heiße Tasse Kaffee auf "halb so heiß" abkühlen - und denke dabei
allgemein über die "Empfindung" halb laut oder doppelt so laut nach.
Was ist das eigentlich genau?

Merke: Vergleich dB und dBA: Es gibt keine Umrechnungsformel von gemessenen dBA-Werten in Schalldruckpegel dBSPL oder umgekehrt.
Es gibt keine Korrelation zwischen dem Schalldruckpegel in dB-SPL
als breitbandige Messung und der bewerteten Messung in dBA.
 
Ein fester Bezug besteht nur bei frequenzreinen Signalen, z. B. bei 1 kHz.
Jedoch könnte man anhand dieser Tabelle die psychoakustischen Werte ungefähr "ganz vorsichtig" vergleichen. Die Amplitudenzusammensetzung des Signals ist meistens unbekannt. Der Abstand des Messpunkts hat eine ausschlaggebende Bedeutung für die Größe des gemessenen Werts.
Man darf von dB-A-Messungen keine zutreffende Beschreibung der "Lautstärke" erwarten.

 
Eine typische Frage: Was ist dbA im Vergleich zu sone?
 
Folgende Tabelle ist jedoch für die dBA-Werte kein genaues Wissen −
sondern eher wildes Raten!       Die "Umrechnung" von "sone in dBA"

Umrechnung zwischen Sone und Phon −
jedoch nur ein recht grobes "Schätzen" derdBA-Werte

 sone   phon  dBA    sone   phon  dBA
0,1 17,9 20,5   1,8 48,5 34,8
0,2 22,8 21,5   1,9 49,3 35,3
0,3 26,2 22,5   2,0 50,0 35,8
0,4 29,0 23,5   2,1 50,7 36,4
0,5 31,4 24,4   2,2 51,4 37,0
0,6 33,5 25,3   2,3 52,0 37,5
0,7 35,3 26,3   2,4 52,6 38,0
0,8 37,0 27,2   2,5 53,2 38,4
0,9 38,6 28,2   2,6 53,8 38,8
1,0 40,0 29,2   2,7 54,3 39,3
1,1 41,4 30,2   2,8 54,9 39,8
1,2 42,6 31,1   2,9 55,4 40,2
1,3 43,8 32,0   3,0 55,9 40,6
1,4 44,9 32,9   3,1 56,3 41,1
1,5 45,9 33,5   3,2 56,8 41,5
1,6 46,9 33,9   3,3 57,2 42,0
1,7 47,7 34,4   3,4 57,7 42,5

 
 Audiogeräte zeigen in ihren Datenblättern häufig A-bewertete Pegel
 − nicht weil das mit unserem Gehör übereinstimmen würde − sondern
 weil damit beispielsweise Brummkomponenten versteckt werden können,
 die sonst ein Datenblatt schlechter aussehen lassen.
 
 Worte an helle Köpfe: Immer fragen, was ein Hersteller wohl zu
 verbergen hat, wenn die A-Frequenzbewertung angegeben wird. 
*)
 

*) http://www.google.com/search?q=Always+wonder+what+a+manufacturer+Rane&filter=0

dBA-Kurve

Diese Frequenzbewertung mit der A-Kurve wird bei der Messung von Geräuschen verwendet. Hierbei werden die Messgrößen durch ein Bewertungsfilter gewichtet, das eigentlich den Frequenzgang des menschlichen Gehörs für leise Pegel unter 40 dB berücksichtigen soll. Dieses Filter wird jedoch gern für höhere Pegel verwendet, ein Zweck für den es nie gedacht war und für den es sich nicht eignet.
Daher liefert das A-Filter niedrigere Messwerte als unsere Ohren empfinden.
Die abgeschnittenen tiefen Frequenzen werden demnach nicht gemessen.

Eine grobe Formel, mit dem Versuch sone ungefähr in dBA "umzurechnen":
dBA = 33,22 · log (sone) + 28 mit einer Genauigkeit von vielleicht ±2 dBA
oder Sone = 10^[(dBA − 28) / 33,22]

Umrechnung sone Lautheit in phon Lautstärke Pegel

Merke: Der Dynamikumfang wird in den letzten Jahren immer häufiger allein A-bewertet angegeben,
auch wenn das für die Bewertung der Rauscharmut nicht sinnvoll ist. Das Marketing hat halt das Sagen.

Bewertungsfilter nach DIN EN 61672-1 2003-10 (DIN-IEC 651) −dBA und dBC

Phon ist eine Maßeinheit der psychoakustischen Größe für den Lautstärkepegel. Neben der Lautheit in sone wird der Lautstärkepegel in phon dazu benutzt, die empfundene Lautstärke, mit der ein Mensch ein Schallereignis wahrnimmt, zu beschreiben.

Der Wert in phon gibt an, welchen Schalldruckpegel ein Sinuston mit einer Frequenz von 1000 Hz besitzt, der gleich laut wie das Schallereignis empfunden wird. Durch diesen Vergleich der empfundenen Lautstärke eines beliebigen Schallsignals mit der Lautstärke eines Referenzsignals (Sinuston 1 kHz) ist es möglich, die Hörempfindung zu beschreiben, nämlich mit dem Abstand des Pegelwerts zum Referenzsignal.
Die untere Hörschwelle liegt bei etwa 3 phon. Dieses ergibt sich aus dem Sachverhalt, dass die Hörschwelle bei einer Frequenz von 1 kHz gerade 3 dB beträgt, d. h., der Schalldruckpegel des 1 kHz-Referenzsignals an der Hörschwelle beträgt 3 dB. Die Schmerzschwelle liegt bei etwa 130 phon.
Lautere Geräusche werden als Schmerz wahrgenommen und können selbst bei kurzzeitiger Einwirkung zu Hörschäden führen.
Mit Hörgrenze wird die hohe obere (rechte) Frequenzgrenze um 19 kHz und die tiefe untere (linke) Frequenzgrenze um 20 Hz des Hörbereichs bzw. der der Hörfläche bezeichnet.

Zusammenhang zwischen Lautstärke und Lautheit

Die Größe des Lautstärkepegels in phon dient in der Praxis hauptsächlich der Erkennung gleicher Lautstärken über die sogenannten Isophone der Kurven gleicher Lautstärke. Ein quantitativer Vergleich unterschiedlicher Lautstärken ist über die Phon-Skala dagegen nur eingeschränkt möglich.
Dieses kommt daher, dass z. B. eine Verdopplung des Schalldruckpegels des 1 kHz Referenzsignals nicht auch zu einer Verdopplung der wahrgenommenen Lautstärke führt. Daraus ergibt sich, dass ein doppelter Phon-Wert nicht der auditiven Wahrnehmung einer doppelt so großen Lautstärke entspricht. Was immer auch doppelt so laut hier bedeuten soll.
Insofern ist noch eine weitere Größe zur psychoakustischen Beurteilung der> Lautstärke notwendig, die einen solchen linearen Zusammenhang zwischen objektivem Zahlenwert und psychoakustischem Effekt besitzt. Dieses wird von der psychoakustischen Größe Lautheit mit ihrer Einheit sone geleistet:
Einem Geräusch, das den Lautstärkepegel 40 phon besitzt, wird die Lautheit "1 sone" zugewiesen. Ein Geräusch, das "doppelt so laut" empfunden wird, erhält die doppelte Lautheit (also 2 sone), usw. Oberhalb von 40 phon besteht ein linearer Zusammenhang zwischen sone und phon (siehe obige Abbildung). Eine Zunahme des Lautstärkepegels um 10 phon
entspricht hier einer Verdopplung der empfundenen Lautstärke. Z. B. soll ein Geräusch der Lautstärke 100 phon 64-mal (?) so laut wahrgenommen werden, wie ein Geräusch mit 40 phon. Anmerkung: Ist so etwas überhaupt vorstellbar? Was ist eigentlich 64-mal so laut? Ist diese Angabe einer gehörten Empfindung nicht ziemlicher Unsinn?

 
In der Praxis wurde die "Einheit" phon überwiegend durch das dBA als A- bewertetes Dezibel ersetzt, wobei die Werte aber nicht gleich sind. Viele ältere Lehrbücher und damit auch die Ausbilder "kennen" weiterhin das Phon.


Lautstärkepegel (LN in Phon): Subjektive (psychoakustische) Lautstärkeempfindung Kurven gleicher Lautstärkepegel (Isophonen oder Phonkurven) (Fletcher und Munson 1933, ursprünglich): Bezugston:
1000 Hz: Hier Schallpegel = Lautstärkepegel (dB = phon). Mit diesem werden andere Tonhöhen verglichen. Es zeigte sich: um subjektiv die gleiche Lautstärke zu erhalten, muss (besonders bei tieferen Frequenzen) der Schallpegel erhöht werden. Nach einer systematischen Durchmessung erhielt man im Hörfeld die "Kurven gleicher Lautstärke" (unter 80 dB der Hörschwelle nachempfunden, darüber immer geradliniger werdend), auf denen die Frequenzen die gleiche Lautstärke wie der Bezugston bei 1000 Hz aufweisen, aber jedoch unterschiedliche Schallpegel.

Lautheit (N in sone) (Stevens 1955): Empfindungsmäßige psychoakustische Aussage über das Verhältnis zweier verschiedener Lautstärken zueinander: Kurven gleicher Lautheit: Bezugston: 1000 Hz bei 40 dB = 40 phon = 1 sone. Mit diesem werden andere Lautstärken verglichen. Wann ist etwas doppelt so laut/halb so laut? Oberhalb von 40 dB soll eine Verdopplung der Lautstärke bei einem Zuwachs von etwa 10 phon wahrgenommen werden, sagen uns die Psychoakustiker.
Verhältnis zwischen Lautstärkezuwachs (phon, unten) und Lautheitsbewertung (sone, oben):
sone 1 2 4 8 16 32 64 128 256
phon 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Unterhalb von 40 dB soll eine "Halbierung der Lautstärke" bei einer Absenkung um jeweils etwa 8 phon wahrgenommen werden.

Zum Nachdenken: Wenn wir eine Temperatur von 15 Grad Celsius empfinden, halten wir die Frage, wie hoch denn empfindungsmäßig die "doppelte Temperatur" davon sei, für blöd. Wenn wir den Schallpegel
von 80 dB empfinden, scheint die Frage, wie hoch denn die "doppelte Lautstärke" davon sei, widerspruchslos hingenommen zu werden. Oder?

Frage:
"Wenn wir heute 15 Grad haben, wie warm müsste es morgen sein, wenn es doppelt so warm wäre?"


Antwort:
0 Grad Celsius ist 273 Grad vom absoluten Nullpunkt entfernt. Das heißt −273 Grad Celsius entspricht Null. Somit haben wir heute 273 + 15 = 288 Grad. Das Doppelte davon ist 576 Grad vom absoluten Nullpunkt aus gerechnet für die Temperatur von morgen; wobei auf der Celsius Skala damit 576 − 273 = 303 Grad Celsius gemeint ist. Das ist unerträglich heiß!
 
 
Übrigens nimmt der Schalldruck p nicht quadratisch mit der Entfernung von der
Schallquelle ab (1/
r²). Das ist ein häufig erzähltes und gern geglaubtes Märchen.
 
 
Falsche Abnahme vom Schalldruck mit der Entfernung von der Schallquelle

Newsgroups: Falsche Abnahme vom Schalldruck mit der Entfernung zur
Schallquelle − ohne Quadrat! p ≈ 1 / r
 
Im Computerbereich sind zwei verschiedene Einheiten zur Einstufung des
Geräuschs z. B. bei Lüfter und Festplatte gebräuchlich: Die Dezibel-Skala
(Lautstärkepegel), und die Sone-Skala (Lautheit).
Die Dezibel-Skala oder die Phon-Skala wird jedoch immer häufiger in der
'A'-gewichteten Form (dBA) angegeben; sie hat eine logarithmische Skala.
Trotz einer Gewichtung, die dem menschlichen Hörvermögen entlehnt ist,
sagt die dB(A)-Skala nur etwas über den bewerteten (gefilterten)
Schalldruckpegel bzw. die Lautheit eines Geräuschs aus, jedoch nichts
über seine wirklich empfundene subjektive Lästigkeit. Genau dieses, sehr
'menschliche' Kriterium ist jedoch bei relativ leisen Störgeräuschen
entscheidend. Als Beispiel sei der subjektive Vergleich zwischen dem
Sirren einer Mücke und dem Murmeln eines Baches genannt: Obwohl
letzterer mit einem weit höheren dB(A)-Wert gemessen würde, wird jeder
das Mückenschwirren als viel störender einstufen. Daher ist recht schwierig,
Aussagen über die menschliche Empfindung der "Leisigkeit" bei
Computern mit ihren Lüfter- und Festplattengeräuschen zu machen.
Kaum sinnvoller sind die Messwerte mit der Sone-Skala, die auch keine
anderen Faktoren berücksichtigen, die für das menschliche Hörempfinden
eine Rolle spielen. Bei Sone gilt: doppelter Zahlenwert = doppelt (?) so laut
und ist damit doppelt so lästig (?). Was immer das auch sein soll.
Zur Auswahl von Laptops und Computern, können die Werte der folgenden
Tabelle als Orientierung gelten, wobei darauf zu achten ist, dass nur solche
Messwerte vergleichbar sind, die unter den gleichen Bedingungen ermittelt
wurden. Der stärkste Einflussfaktor ist der Mikrofonabstand zur
Schallquelle. Wenn nicht klar ist, ob bei zwei Messungen dieser Abstand
gleich war, ist ein Vergleich der Werte sinnlos.


Wertung Bereich bei PCs 
sehr gut 0 - 0,5 Sone
gut 0,5 - 1,5 Sone
mittel 1,5 - 2,5 Sone
schlecht 2,5 - 4,0 Sone
sehr schlecht  ab 4,0 Sone

Im Zweifel sollte man nie auf ein Probehören verzichten.
Es gibt kein preiswertes Messverfahren, das dem subjektiven Empfinden
des Menschen einigermaßen entspricht.

Die Behauptung, dass die Sone-Messung mehr "menschliche Daten" zur
Lautheitsbestimmung bewertet, als nur den Schalldruckpegel, ist falsch.

Ziemliche "Ungenauigkeit" auf: http://www.code-knacker.de/sone.htm

"Im Unterschied zu anderen Messmethoden, wie etwa beim dB (Dezibel),
das den physikalischen Schalldruck beschreibt, aber nicht das eher einem
Rauschen oder Pfeifen ähnelnde Frequenzspektrum (Computerfestplatte,
Prozessor-Lüfter, Netzteilbrummen, Elektrorasierer), berücksichtigt eine
sone-Messung auch, wie sehr ein Geräusch den Menschen auf Dauer nervt,
es wird sozusagen der Nerv-Faktor mitgemessen." Anm.: Das ist Unsinn.

Diese Antwort ist nicht richtig. Die Phon-Messung (Lautstärkepegel) hat gegenüber der
Sone-Messung (Lautheit) nur eine andere Skala. Es gibt kein Ohrkurven-Bewertungsfilter.
Dabei wird kein Nervfaktor und keine Dauer des Geräuschs mitgemessen.

Das physiologische Empfinden wird bei Sonemessungen eben nicht
berücksichtigt, wie man uns häufig fälschlicherweise weismachen möchte.

"Lautheit: Einheit Sone − Da die meisten menschenbestimmte
Frequenzbereiche als störender empfinden als andere Geräusche, hat man
ein Messverfahren zur Ermittlung der "Lautheit" entwickelt, die in Sone
gemessen wird. Hier wird das physiologische Empfinden berücksichtigt."

Antwort: Die Phon- bzw. die dB-Messung bei einem Sinuston von 1 kHz hat gegenüber
Sone nur eine andere Skala. Es gibt kein Ohrkurven-Bewertungsfilter. Dabei wird kein
physiologisches Empfinden berücksichtigt. Die Messung beschreibt nicht wie angenehm
oder störend ein Ton ist. Ein Sinuston wird von vielen Menschen sicher angenehmer
empfunden als das Geräusch eines Zahnarztbohrers gleicher Lautheit.

Behauptung: "Die Sone-Skala entspricht eher dem menschlichen Hören;
hier bedeutet eine Verdoppelung des Werts ungefähr einer subjektiv
wahrgenommene Verdoppelung der Lautstärke.
"

Antwort: Dass 4 sone die meisten Menschen angeblich als doppelt so laut empfinden, wie
2 sone, ist doch keine Erklärung dafür, dass die Messung in Sone der Messung in Phon
überlegen sei. Die Definition der Lautheit N in Sone beruht doch auf der Definition des
Lautstärkepegels LN in Phon.

Schallpegel-Vergleichstabelle mit Faktor

Die Schallpegelabhängigkeit und die dazugehörende Änderung des Faktors bei subjektiver
Lautstärke (Lautheit) und objektivem Schalldruck (Spannung) und Schallintensität (Leistung)

Wieviel Dezibel (dB) Pegeländerung ist zweimal, halb oder gar viermal so laut?
Wieviel dB erscheinen doppelt so laut zu sein? Hier sind die unterschiedlichen Faktoren.
Faktor bedeutet "das Wievielfache", also "wie oft" ... Verdopplung der Lautstärke.

Pegel-
Änderung
Lautstärke
Lautheit
Spannung
Schalldruck
Schallleistung
Schallintensität
+60 dB 64 1000      1000000
+50 dB 32    316      100000
+40 dB 16 100   10000
+30 dB   8    31,6 1000
+20 dB   4 10 100
+10 dB  2,0 = Verdopplung         3,16 = √10 10
  +6 dB   1,52 fach  2,0 = Verdopplung  4,0 
  +3 dB   1,23 fach 1,414 fach = √2  2,0 = Verdopplung 
  - - - - ±0 dB - - - - - - - - 1,0 - - - - - - -  - - - - 1,0 - - - - - - -  - - - - 1,0 - - - - -
  −3 dB 0,816 fach           0,707 fach      0,5 = Halbierung
  −6 dB 0,660 fach               0,5 = Halbierung 0,25
−10 dB         0,5 = Halbierung 0,316 0,1  
−20 dB         0,25 0,100 0,01
−30 dB         0,125   0,0316   0,001
−40 dB         0,0625   0,0100     0,0001
−50 dB           0.0312   0,0032        0,00001
−60 dB           0.0156  0,001          0,000001
Log. Größe Psychogröße Feldgröße Energiegröße
dB-
Änderung
Lautstärke-
faktor
Amplituden-
faktor
Leistungs-
faktor

Merke: Für eine 10 dB Pegeländerung brauchen wir zehnmal mehr Leistung vom Verstärker.
Diese Erhöhung des Schallpegels bedeutet eine Erhöhung des Schalldrucks um den Faktor 3,16.
Die psycho-akustische Lautstärke bzw. Lautheit ist eine subjektive Empfindungsgröße.

Merke: Eine Anhebung des Schallpegels um 6 dB entspricht der Verdopplung des Schalldrucks.
Eine Erhöhung des Schallpegels um 3 dB entspricht der Verdopplung der Schallintensität.
Eine Anhebung des Schallpegels um 6 dB entspricht der Vervierfachung der Schallintensität.
Eine Erhöhung des Lautstärkepegels um 10 dB soll der Empfindung doppelter Lautstärke entsprechen.
Die subjektiv empfundene "Lautstärke" bzw. der "Lautstärkepegel" und der künstliche Begriff "Lautheit" ist als Empfindungsgröße des menschlichen Hörempfindens nicht mit der objektiven Messgröße Schalldruck in einen Topf zu werfen. Der Schalldruck als Schallfeldgröße ist nicht das Gleiche, wie die Schallintensität als Schallenergiegröße.

Ist 10 dB oder 6 dB Schallpegeländerung eine Verdopplung oder Halbierung der Lautstärke?
Über den Zusammenhang zwischen Schallpegel und Lautheit gibt es verschiedene Theorien. Weit verbreitet ist immer noch die Theorie des Psychoakustik-Pioniers Stanley Smith Stevens, der angibt, dass die doppelte oder die halbe Lautheitsempfindung einer Pegeldifferenz von 10 dB entspricht.
Neuere Untersuchungen von Richard M. Warren führen dagegen zu einer Pegeldifferenz von 6 dB. *) Das heißt, dass doppelter Schalldruck einer doppelten Lautheit entspricht. Der Psychologe John G. Neuhoff fand heraus, dass das Gehör für ansteigende Pegel empfindlicher ist als für abfallende Pegel. Bei gleicher Pegeldifferenz ist die Lautheitsänderung von leise nach laut stärker als von laut nach leise.
Die derzeitige Skala der Sone Lautheit stellt damit keine grundlegende Beziehung zwischen Reiz und Empfindung dar.
Die Lautheit N in sone ist eine physiologische Größe zum subjektiven Vergleich von Schallquellen.
Eine Verdopplung der Lautheit N soll in etwa einer Änderung des Lautstärkepegels LN von 6 bis 10 phon entsprechen.
Formel nach Stevens N = 20,1(LN − 40) sone. Hierbei wurde willkürlich festgelegt, dass die Lautheit N = 1 sone der Lautstärke LN = 40 phon eines 1 kHz-Tons entsprechen soll.

*) Richard M. Warren, "Elimination of Biases in Loudness Judgments for Tones", 1970, Journal of the Acoust. Soc. Am. Volume 48, Issue 6B, pp. 1397 - 1403 and
Richard M. Warren, "Quantification of Loudness", 1973, American Journal of Psychology,
Vol 86 (4), pp. 807 - 825

 
John G. Neuhoff, "An adaptive bias in the perception of looming auditory motion", 2001, Ecological Psychology 13 (2) pp. 87 - 110 and
John G. Neuhoff, "Perceptual Bias for Rising Tones", 1998, Nature, Volume 395, September

Zitat: When known experimental biases were eliminated, half loudness was equal to half sound
pressure level (−6 dB) from 45 to 90 dB.
Übersetzung: Wenn die bekannten experimentellen systematischen Fehler beseitigt wurden, dann war die halbe Lautheit gleich dem Schalldruckpegel von (−6 dB) bei einem Pegel von 45 bis 90 dB.

Hieraus folgt, dass die Bestimmung der doppelten Lautstärke (Lautheit) nicht so
dogmatisch festgelegt werden sollte. Wirklichkeitsnäher ist die Angabe:


 
Eine empfundene Verdopplung der Lautstärke entspricht etwa einer Pegeländerung zwischen 6 dB und 10 dB.
 
 
 
Es gibt eine ständige Unsicherheit bei der Antwort der Frage:
"Wieviel dB ist denn eine Schallverdopplung"? oder "Was ist der doppelte Schall?"

 
Antwort: Verdopplung heißt "Faktor 2". Was soll denn beim "Schall" doppelt sein?
 
Die doppelte (Schall)-Intensität ergibt sich bei einer Schallintensitäts-Pegelerhöhung von 3 dB.
Der doppelte Schalldruck ergibt sich bei einer Schalldruck-Pegelerhöhung von 6 dB ●
Die doppelte Lautstärkeempfindung ergibt sich bei einer Lautstärke-Pegelerhöhung von etwa 10 dB.

 
Doppelte Leistung = Faktor 2 ist 3 dB mehr berechneter Leistungspegel (Schallintensitätspegel).
Doppelte Spannung = Faktor 2 ist 6 dB mehrgemessener Spannungspegel (Schalldruckpegel)
Doppelte Lautheit = Faktor 2 ist 10 dB mehr empfundener Lautheitspegel (Psychoakustik).

 
 
Wie kann man Schallgrößen in Pegel umrechnen?
Wieviel dB ist denn zweimal (doppelt, halb) oder dreimal so lauter Schall?
Wie nimmt eigentlich der Schall mit der Entfernung ab?
 
Addieren von bis zu zehn (10) Pegeln in Dezibel
Umrechnung von Schalldruckpegel in Schalldruck und Schall-Intensität
Tonhöhenänderung in Abhängigkeit von der Lautstärke bzw. dem Schallpegel
Wie laut hören wir den Schall und wie misst man den Schall?

Kurven gleicher Lautstärke-Pegel ISO 226 − Die neue Norm
Akustik - Normalkurven gleicher Lautstärkepegel (ISO 226:2003)

Kurven gleicher Lautstärke-Pegel ISO 226 − Die neue Norm

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