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/

3 Gedanken zu „Grundlagen der Psychoakustik

  1. Claudia Skubella

    Wieder eine Nacht wach und dieses Brummen in den Wänden. Heute ist es extrem schlimm. Wenn ich nur wüsste woher das kommt. Ich wohne im 4.OG einer grossen Wohnanlage. Dieser Ton ist so schrecklich immer Abends fängt es an und ich höre dieses brummen sogar wenn ich Fernseh schaue. Ich kann keine Nacht schlafen. Ich wohne in Heilbronn a.N. Kann mir vielleicht jemand helfen an wen ich mich wenden kann um die Ursache endlich zu finden. Kann es sein das dies Schwingungen sind von der Strasse und den fahrenden Autos. Vibrationen die sich durch die Betonmauern tragen ?
    Vielleicht wisst ihr Rat. Ich will hier so schnell wie möglich ausziehen, es ist nur so schwer zur Zeit eine Wohnung zu finden

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  2. 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

    Antworten
    1. Ivo Feizelmeier

      Hallo Herr Simon,
      Vielen Danke für Ihren Beitrag. Ich beschäftige mich mit dem Brummton seit ca. 6 bis 10 Jahren, etwa in diesem Zeitraum ist es mir irgendwann aufgefallen. Ich hätte viele viele Dinge darüber zu sagen, weil ich mich intensiv damit beschäftigt habe. Das mache ich vermutlich einmal an anderer Stelle, wenn ich meine Gedanken gut sortiert darstellen kann.
      Da SIe aber geschrieben haben, dass Sie den Ton eher von links kommend wahrnehmen, musste ich darauf antworten. Denn genau das ist bei mir auch der Fall und wenn es bei Ihnen nun auch so ist, hat es evtl. nicht nur damit zu tun, dass unsere Ohren vielleicht die entsprechenden Störfrequenzen zufällig auf dem einen Ohr stärker wahrnehmen als auf dem anderen.
      Das ist wirlich sehr rätselhaft. Vielleicht schreiben ja weitere Menschen Ähnliches.
      Viele Grüße
      Ivo Feizelmeier

      P.S. Übrigens hatte ich ebenfalls eine ähnliche Assoziation wie die Weltraumassoziation.
      Das Ganze ist einfach extrem rätselhaft, denn ich habe das Geräusch auch gemessen und auch der Höreindruck klingt eigenlich eher wie ein technisches Geräusch. Es besteht aus einem etwas tieferes Dröhen und einem etwas hellerem spitzeren mit konstanten Frequenzen. Seltsam ist auch, dass ich es manchmal als massivst bedrohlich empfunden habe und es seit kurzem (am Donnerstag vor Karfreitag war es seit ca. 5 Jahren 24 h 7 Tage Dauerbeschallung für ein paar Tage komplett verschwunden, um mittlerweile etwas unregelmäßiger und leiser aufzutauchen), hat es – obwohl ich es lieber weghätte – manchal auch eine fast beruhigende Komponente.

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