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[[Bild:Akustik_phon2sone3.jpg|thumb|Zusammenhang zwischen Sone und Phon]]
'''Sone''' ist die [[Psychoakustik|psychoakustische]] [[Maßeinheit]] für die subjektive [[Lautheit]] eines Klanges. Sie geht auf einen Vorschlag von S.S.Stevens aus dem Jahr 1936 zurück.
'''Sone''' ist die [[Psychoakustik|psychoakustische]] [[Maßeinheit]] für die subjektive [[Lautheit]] eines Klanges. Sie geht auf einen Vorschlag von S.S.Stevens aus dem Jahr 1936 zurück.


== Berechnung ==
== Definition ==


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[[Bild:Akustik_phon2sone3.jpg|thumb|Zusammenhang zwischen Sone und Phon]]
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Dabei wurde einer [[Lautstärke]] von 40 [[Phon (Akustik)|Phon]] die Lautheit 1 Sone zugeordnet (eine Lautstärke von 40 Phon ist definiert durch die Lautstärke eines Sinustons mit der Frequenz 1 kHz und einem [[Schalldruckpegel]] von 40 dB). Ein doppelt so laut empfundener Schall hat dann eine Lautheit von 2 Sone und ein vierfach so laut empfundener Schall hat die Lautheit 4 Sone.
Die Definition der [[Lautheit]] in Sone beruht auf der Definition des [[Lautstärkepegel]]s in [[Phon (Akustik)|Phon]].


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Einem Lautstärkepegel von 40 Phon wird hierbei die Lautheit 1 Sone zugeordnet (eine Lautstärke von 40 Phon ist definiert durch die Lautstärke eines Sinustons mit der Frequenz 1 kHz und einem [[Schalldruckpegel]] von 40 dB SPL). Ein doppelt so laut empfundener Schall hat dann eine Lautheit von 2 Sone und ein vierfach so laut empfundener Schall hat die Lautheit 4 Sone, ein halb so laut empfundener Schall erhält dann eine Lautheit von 0,5 Sone.
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Dabei gilt für die Zunahme von Lautheiten größer 1 Sone, dass eine Lautstärkezunahme von 10 Phon zu einer Verdopplung der Lautheit führt.


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Dabei gilt für Lautstärkepegel größer 40 Phon, also für Lautheiten größer 1 Sone, dass eine Zunahme des Lautstärkepegels um 10 Phon zu einer Verdopplung des Lautheitswerts in Sone führt.
Gemäß der [[Stevenssche Potenzfunktion|Stevensschen Potenzfunktion]] wird für die Lautheit ''L'' und dem Schalldruck ''p'' folgender Zusammenhang angenommen:
Für Lautstärkepegel kleiner 40 Phon, das heißt für Lautheiten kleiner 1 Sone gilt dieser Zusammenhang nicht, hier führen schon Vergrößerungen/Verkleinerungen des Lautstärkepegels um weniger als 10 Phon zu einer Verdopplung/Halbierung des Lautheitseindrucks (siehe Abbildung oben).
: L = k * (p/p<sub>0</sub>)<sup>n</sup>
mit ''n'' = 0,6. (Bei der Ausgangsgröße Schallintensität ''I'' ist ''n'' = 0,3.)


Die Maßeinheit Sone ist somit skaliert auf den Lautheitseindruck eines Sinustons von 40 dB SPL. Will man für andere Geräusche die Lautheit bestimmen, muss dies entweder durch vergleichende [[Hörversuch]]e erfolgen oder die Wahrnehmung der Lautheit durch den Menschen muss durch entsprechende mathematische Modelle nachvollzogen werden.
Beispielsweise gilt für q-fache Lautheit:
:q * L = k * (q<sup>1/n</sup> * p/Ip<sub>0</sub>)<sup>n</sup>
Für doppelte Lautheit (''q = 2'') muss der Schalldruck um ''2<sup>1/0,6</sup> ~ 10'' erhöht werden. Erst 10 Posaunenspieler sind etwa doppelt so laut wie einer.


DIN 45631 und ISO 532 B beschreiben genormte Messverfahren zur Lautheitsmessung.
Lautheitszunahme: ''Δ L'' = 10 log ''n''. Hierbei ist ''n'' die Anzahl gleichlauter Schallquellen.
Diese Mesverfahren bestimmen wahlweise den Lautstärkepegel in Phon oder die Lautheit in Sone.


Anzahl gleichlauter Schallquellen, wenn die Lautheitszunahme gegeben ist: ''n'' = 10<sup>''Δ L''/10</sup>


== Lautstärkewahrnehmung ==
== Einflüsse auf die Lautstärkewahrnehmung ==
Die Lautstärkewahrnehmung des Menschen und damit auch die [[Lautheit]] in sone hängt von [[Schalldruckpegel]], [[Frequenzspektrum]] und zeitlichem Verhalten des Schalls ab.
Die Lautstärkewahrnehmung des Menschen und damit auch die [[Lautheit]] in Sone hängt von [[Schalldruckpegel]], [[Frequenzspektrum]] und zeitlichem Verhalten des Schalls ab.
Schallsignale mit gleichem Schalldruckpegel aber unterschiedlichem Frequenzspektrum und Zeitverhalten können zu sehr unterschiedlichen Lautheiten in sone führen.
Schallsignale mit gleichem Schalldruckpegel aber unterschiedlichem Frequenzspektrum und Zeitverhalten können zu sehr unterschiedlichen Lautheiten in sone führen.


Wesentlichen Einfluss auf die Lautheit hat die Umsetzung der Schallsignale in Nervenimpulse im [[Innenohr]]. Je nach Stärke der Erregung der [[Nervenzelle]]n wird ein Geräusch lauter oder leiser beurteilt.
Wesentlichen Einfluss auf die Lautheit hat die Umsetzung der Schallsignale in Nervenimpulse im [[Innenohr]]. Je nach Stärke der Erregung der [[Nervenzelle]]n wird ein Geräusch lauter oder leiser beurteilt.
Verfahren zur Lautheitsmessung modellieren deshalb das Verhalten des menschlichen [[Gehör]]s. Zu den bekanntesten zählt das Verfahren von Zwicker, das auf der Modellierung von [[Maskierungseffekt]]en beruht.
Verfahren zur Lautheitsmessung modellieren deshalb das Verhalten des menschlichen [[Gehör]]s. Zu den bekanntesten zählt das Verfahren von Zwicker, das auf der Modellierung von [[Maskierungseffekt]]en beruht. Dieses Verfahren bildet auch die Grundlage der Lautheitsnormen DIN 45631 und ISO 532 B.


Eine Messung der Lautheit in Sone wird dann verwendet, wenn die Wirkung des Schalls auf den Menschen im Vordergrund steht. (z.B. messen mehrere Computer-Zeitschriften den von Computern und ihren Komponenten abgestrahlten Schall in Sone. Komponenten, die unter 1&nbsp;sone bleiben, gelten als sehr gut.)
Eine Messung der Lautheit in Sone wird dann verwendet, wenn die Wirkung des Schalls auf den Menschen im Vordergrund steht. (z.B. messen mehrere Computer-Zeitschriften den von Computern und ihren Komponenten abgestrahlten Schall in Sone. Komponenten, die unter 1&nbsp;sone bleiben, gelten als sehr gut.)

Version vom 24. Januar 2006, 02:16 Uhr

Sone ist die psychoakustische Maßeinheit für die subjektive Lautheit eines Klanges. Sie geht auf einen Vorschlag von S.S.Stevens aus dem Jahr 1936 zurück.

Definition

Zusammenhang zwischen Sone und Phon

Die Definition der Lautheit in Sone beruht auf der Definition des Lautstärkepegels in Phon.

Einem Lautstärkepegel von 40 Phon wird hierbei die Lautheit 1 Sone zugeordnet (eine Lautstärke von 40 Phon ist definiert durch die Lautstärke eines Sinustons mit der Frequenz 1 kHz und einem Schalldruckpegel von 40 dB SPL). Ein doppelt so laut empfundener Schall hat dann eine Lautheit von 2 Sone und ein vierfach so laut empfundener Schall hat die Lautheit 4 Sone, ein halb so laut empfundener Schall erhält dann eine Lautheit von 0,5 Sone.

Dabei gilt für Lautstärkepegel größer 40 Phon, also für Lautheiten größer 1 Sone, dass eine Zunahme des Lautstärkepegels um 10 Phon zu einer Verdopplung des Lautheitswerts in Sone führt. Für Lautstärkepegel kleiner 40 Phon, das heißt für Lautheiten kleiner 1 Sone gilt dieser Zusammenhang nicht, hier führen schon Vergrößerungen/Verkleinerungen des Lautstärkepegels um weniger als 10 Phon zu einer Verdopplung/Halbierung des Lautheitseindrucks (siehe Abbildung oben).

Die Maßeinheit Sone ist somit skaliert auf den Lautheitseindruck eines Sinustons von 40 dB SPL. Will man für andere Geräusche die Lautheit bestimmen, muss dies entweder durch vergleichende Hörversuche erfolgen oder die Wahrnehmung der Lautheit durch den Menschen muss durch entsprechende mathematische Modelle nachvollzogen werden.

DIN 45631 und ISO 532 B beschreiben genormte Messverfahren zur Lautheitsmessung. Diese Mesverfahren bestimmen wahlweise den Lautstärkepegel in Phon oder die Lautheit in Sone.


Einflüsse auf die Lautstärkewahrnehmung

Die Lautstärkewahrnehmung des Menschen und damit auch die Lautheit in Sone hängt von Schalldruckpegel, Frequenzspektrum und zeitlichem Verhalten des Schalls ab. Schallsignale mit gleichem Schalldruckpegel aber unterschiedlichem Frequenzspektrum und Zeitverhalten können zu sehr unterschiedlichen Lautheiten in sone führen.

Wesentlichen Einfluss auf die Lautheit hat die Umsetzung der Schallsignale in Nervenimpulse im Innenohr. Je nach Stärke der Erregung der Nervenzellen wird ein Geräusch lauter oder leiser beurteilt. Verfahren zur Lautheitsmessung modellieren deshalb das Verhalten des menschlichen Gehörs. Zu den bekanntesten zählt das Verfahren von Zwicker, das auf der Modellierung von Maskierungseffekten beruht. Dieses Verfahren bildet auch die Grundlage der Lautheitsnormen DIN 45631 und ISO 532 B.

Eine Messung der Lautheit in Sone wird dann verwendet, wenn die Wirkung des Schalls auf den Menschen im Vordergrund steht. (z.B. messen mehrere Computer-Zeitschriften den von Computern und ihren Komponenten abgestrahlten Schall in Sone. Komponenten, die unter 1 sone bleiben, gelten als sehr gut.) Ein Sone ist ca. so laut wie ein Wecker der tickt, zwei Sone sind doppelt so laut, usw.

Beispiele

Vergleich Schalldruckpegel in dB(A) und Lautheit in Sone (Immissionswerte)

SituationSchalldruckpegel am Ohr
in dB(A)		Lautheit
in sone
Hörschwelle00
Sehr ruhiges Zimmer20-300,1-0,4
Normale Unterhaltung40-601-4
Fernseher in "Zimmerlautstärke"~ 60~ 4
PKW (Vorbeifahrt in 5 m Abstand)60-804-16
Hauptverkehrsstraße (in 5 m Abstand)80-9016-32
Gehörschäden bei langfristiger Einwirkung≥ 90≥ 32
Presslufthammer (in 1 m Abstand)/Disko~ 100~ 60
Düsenflugzeug (in 100 m Abstand)110-120125-250
Gehörschäden bei kurzfristiger Einwirkung≥ 120≥ 250

Siehe auch

Quelle: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Sone&diff=prev&oldid=12958720