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Bereich der Psychoakustik
| Die subjektiv empfundene Lautstärke und der künstliche Begriff Lautheit. Die Lautstärke oder Lautheit eines Störgeräuschs wird in Sone angegeben. 1 Sone entspricht 40 Phon, das sind 40 dB-SPL bei einem Sinuston von 1000 Hz. |
Umrechnung gültig zwischen 40 phon und 120 phon
Für Lautstärkepegel LN > 40 phon: Lautheit N in sone = 2[(LN in phon − 40)/10]
Für Lautheit N > 1 sone: Lautstärkepegel LN in phon = 40 + [10 · log N / log102] in sone
log 2 = 0,301029995
Umrechnung gültig nur zwischen 8 phon und 40 phon
Für Lautstärkepegel LN < 40 phon: Lautheit L in sone = (LN in phon / 40)2.86 − 0.005
Für Lautheit N < 1 sone: Lautstärkepegel LN in phon = 40 · (N in sone + 0.0005)0,35
| 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"-Angabe für die frequenzabhängige Hörschwelle beim menschlichen Hören. |
Zusammenhang zwischen Lautheit N in sone
und Lautstärkepegel LN in phon
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| 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 geht 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 auseinanderzuhalten: sone gehört zur Lautheit phon gehört zum Lautstärkepegel dB oder dB-SPL gehört zum Schalldruckpegel |
| 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.
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?
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. 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,
aber mehr ein ziemliches Raten für dBA
| 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 | 33,0 | 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 |
| Worte an weise Menschen: 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
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| 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 30 dB berücksichtigen soll. Das Filter wird jedoch auch für höhere Pegel verwendet, wobei es niedrige Messwerte liefert als unsere Ohren empfinden. Die abgeschnitteten tiefen Frequenzen werden nicht bewertet. |
| 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] |

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.
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Phon ist eine Maßeinheit der psychoakustischen Größe für den 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):
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? |
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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! |
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Übrigens nimmt der Schalldruck nicht quadratisch mit der Entfernung von der Schallquelle ab. Das ist ein häufig erzähltes und wirklich geglaubtes Märchen. http://www.sengpielaudio.com/FalscheAbnahmeDesSchalldrucks.htm http://www.sengpielaudio.com/FalscheAbnahmeDesSchalldrucksMitEntfernung.pdf |
| 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.
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 Ziemliche "Ungenauigkeit" auf: http://www.code-knacker.de/sone.htm "Im Unterschied zu anderen Messmethoden, wie etwa beim dB (Dezibel), Diese Antwort ist nicht richtig. Die Phon-Messung (Lautstärkepegel) hat gegenüber der Das physiologische Empfinden wird bei Sonemessungen eben nicht "Lautheit: Einheit Sone - Da die meisten menschenbestimmte Antwort: Die Phon- bzw. die dB-Messung bei einem Sinuston von 1 kHz hat gegenüber Behauptung: "Die Sone-Skala entspricht eher dem menschlichen Hören; Antwort: Dass 4 sone die meisten Menschen angeblich als doppelt so laut empfinden, wie |
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 |
| +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 | 0,01 |
| −20 dB | 0,25 | 0,100 | 0,01 |
| −30 dB | 0,125 | 0,0316 | 0,001 |
| −40 dB | 0,0625 | 0,0100 | 0,0001 |
| 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? |
| Eine empfundene Verdopplung der Lautstärke entspricht etwa einer Pegeländerung zwischen 6 dB und 10 dB. |
| 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? |
Bewertungsfilter nach DIN EN 61672-1 2003-10 (DIN-IEC 651) - weighted dB-A und dB-C
Addieren von bis zu zehn (10) Pegeln in Dezibel
Umrechnung von Schalldruckpegel in Schalldruck und Schall-Intensität
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