Grundlagen der Psychoakustik

Definitionen für den subjektiven Höreindruck

Kürzlich fand ich einen interessanten Artikel im Web über Psychoakustik. Dieses Teilgebiet der Akustik versucht, wissenschaftliche Erklärungen für unsere subjektiven Reaktionen auf Schallereignisse zu finden. Hierbei beleuchtet sie die Verarbeitung von physikalischen Schallsignalen hin zum finalen Höreindruck. Die Psychoakustik liegt somit zwischen den beiden wissenschaftlichen Feldern der Physik = messbarer Schall und Psychologie = Wahrnehmung und Verarbeitung von Schall. Damit unser Hörapparat Töne aufnehmen kann, muss die sogenannte Hörschwelle überschritten werden. Bei einer Frequenz von 4.000 Hz ist diese am niedrigsten und unser Gehör am empfindlichsten. Die Hörschwelle liegt in diesem Frequenzbereich bei nur 4 dB. Je tiefer der Ton, desto höher muss der Schalldruck sein, um ihn wahrnehmen zu können. So liegt die Hörschwelle zum Beispiel im Frequenzbereich von 63 Hertz bei 35 dB. Bei hohen Tönen ist der Effekt nicht ganz so stark, z.B. 18.000 Hz = 15 dB).

Tiefe Geräusche lassen sich nur schwer lokalisieren

Am besten können wir Schallquellen durch beidseitiges Hören in der horizontalen Ebene lokalisieren. Ein Unterscheidungsmerkmal ist die Lokalisation durch Laufzeitunterschiede. Wir erkennen, ob ein Schall von links oder rechts kommt, je nach dem welches Ohr der Schall zuerst erreicht. Aufgrund unserer Kopfgröße beträgt der maximal erkennbare Laufzeitunterschied nur 0,63 Millisekunden. Aus diesem Grund können wir tiefe Frequenzen unter 300 Hertz nicht gut lokalisieren. Neben dem Laufzeitunterschied ist der unterschiedliche Pegel ein wichtiges Kriterium. Ein Klang ist um so lauter, je näher wir an der Schallquelle dran sind. Aber auch hier setzt die Kopfgröße Grenzen. Unterhalb von 400 Hertz fällt es uns schwer, Pegeldifferenzen zu bestimmen.

Die Psychoakustik hat eigene Bestimmungsgrößen festgelegt

Für das Hörempfinden gibt keine technischen Parameter wie in der Physik. Deshalb hat die Psychoakustik eigene Parameter definiert, um das Empfinden eines Schallereignisses messen zu können. Die wichtigsten Begriffe sind die Lautstärke in “phon”, die Lautheit in “sone”, die Tonheit in “mel”, die Schärfe in “acum”, die Rauigkeit in “asper” und Schwankungsstärke in “vacil”. Im folgenden soll die Lautheit in sone näher betrachtet werden. Die Lautheit setzt wiederum auf der Lautstärke auf, die eine Phonskala beschreibt. Diese reicht von Null bis 130 Phon. Nur bei der Frequenz von 1 Kilohertz sind Phon und die physikalische Größe “Dezibel” gleich groß. Ansonsten bildet die Phonkurve den Höreindruck in Abhängigkeit von der Frequenz ab. Mit der “Lautheit” soll die subjektiv empfundene Lautstärke gemessen werden (siehe Grafik).

Darstellung der Lautheit in Sone

Bildquelle: soundexperts.de/was-ist-psychoakustik/

Bei einem Lautstärkepegel von 40 phon verlaufen beide Kurven parallel zueinander. 40 phon entsprechen der Einheit 1 sone. 2 sone sind aber nicht 80 phon, sondern 50. Bemerkenswert ist, dass eine Verdopplung von 40 auf 80 Phon einem 16-fachen Anstieg in der gefühlten Lautheit in “sone” entspricht.

Mehr Infos dazu auf der Webseite
https://soundexperts.de/was-ist-psychoakustik/

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Ein Gedanke zu „Grundlagen der Psychoakustik

  1. A. Simon

    Guten Tag, ich habe Sie heute im Internet gefunden. – Kurz zu mir: 79 J., w. im Nordschwarzwald lebend. Trage Hörgeräte, habe einen Tinnitus und sehe auch nicht gut. Seit Anfang Mai d.J. höre ich Brummtöne, besser gesagt: ein Dröhnen, ähnlich wie das Schleudern einer Waschmaschine. Während der Schleudernvorgang in der Waschmaschine irgendwann aufhört, geht das Dröhnen unentwegt weiter. Ich höre es jetzt, am Nachmitttag des 26. Juli 2021, eher von links kommend und in ziemlicher Entfernung von mir. Manchmal denke ich auch, ich höre die Erde selber, wie sie durchs Weltall jagt! Draußen höre ich das Dröhnen nur sehr leise, manchmal gar nicht; in der Wohnng höre ich es laut und deutlich. Nachts höre ich das Dröhnen ebenfalls. Allerdings: nach dem Schlafen höre ich für etwa eine viertel Stunde gar kein Dröhnen! Dann setzt es leise ein, um sich immer weiter zu verstärken. Es ist also in Abhängigkeit von meiner eigenen Verfassung. Ich meine sogar, je schlechter meine eigene Verfassung ist, desto lauter höre ich das Dröhnen.
    Ich habe mir natürlich schon Gedanken gemacht, warum gerade jetzt ein solches Phänomen bei mir eintritt! Hat sich etwas in meiner Umgebung geändert? Oder liegt es nur an mir, an meinem Zustand, der eigentlich besser sein könnte?

    Ich weiß es nicht, finde es aber gut, dass ich das hier einmal darlegen konnte.

    Mit freunlichen Grüßen
    A. Simon

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