Trotz gleichen Schalldrucks können sich zwei Schallsignale im subjektiven Lautstärkeeindruck bis zum Faktor vier
unterscheiden. Die Ursache für diese enorm großen Diskrepanzen liegt in der spektralen und zeitlichen Struktur der Schalle begründet. So werden beispiels weise breitbandige Schalle lauter empfunden als
schmalbandige, auch wenn in beiden Fällen der effektive Schalldruck gleich ist.

Auch spektrale Verdeckungs-effekte spielen eine wichtige Rolle und werden bei der Lautheitsanalyse automatisch berücksichtigt und angezeigt."Verdeckte Schallanteile" tragen zwar zum Schalldruckpegel bei, nicht aber zum Höreindruck!

Mit Hilfe der Lautheitsanalyse können Sie endlich das messen, was Sie auch empfinden (Lautstärkeeindruck bzw. Lautheit in Sone). Die Analyse erfolgt gemäß DIN 45631. (also für stationäre Signale). Zusätzlich können Tendenzen "live" beobachtet und aufgezeichnet werden. Bei der Option handelt es sich um eine Software, die
den XL2 direkt an den PC anbindet (Remote-Option erforderlich).

WEITERE INFOS ZU: Lautheit DIN_45631_Zwicker_Psychoakustik_sone

Die Live-Lautheitsanalyse berücksichtigt die Nichtlinearitäten und Maskierungs- und Verdeckungseffekte des menschlichen Gehörs, und berechnet für jede Frequenzgruppe eine spezifische Lautheit, dargestellt über der sogenannten"Bark-Skala". In Zeitrastern von einer Sekunde werden die Teillautheiten mit ihren Verdeckungs-effekten berechnet und angezeigt. Ebenso wird die Summenlautheit berechnet. Eine Verdoppelung der

empfundenen Lautstärke entspricht hierbei auch einer Verdoppelung des "Sone-Wertes". Die spektralen Verdeckungseffekte werden als fallende Kurven dargestellt. Alle spektralen Anteile eines Geräusches die sich unter einer solchen Kurve befinden sind zwar als physikalische Größen vorhanden, und werden auch von herkömmlichen Analysatoren gemessen und angezeigt, aber sie sind für das menschliche Gehör unhörbar, da verdeckt, und wirken sich somit nicht auf die Summenlautheit aus. Die Lautheitsberechnung erfolgt exakt nach DIN 45631 bzw. ISO 532B. Es handelt sich hierbei um die sogenannte „Zwicker-Lautheit“, benannt nach Prof. Dr.-Ing. Eberhard Zwicker, dem „Vater“ der modernen Psychoakustik.

Bei herkömmlichen Schalldruckpegelmessungen von Geräuschereignissen werden nur physikalische Parameter erfaßt. Trotz verschiedener Gewichtungen und Bewertungen stellt dies nur eine grobe Annäherung an die Wahrnehmung des menschlichen Gehörs dar. Deswegen passiert es oft, daß von zwei Geräuschen mit
gleichem herkömmlich gemessenem Pegel das eine viel lauter oder viel lästiger empfunden wird, als das andere. Genauso können Geräusche die als gleich laut wahrgenommen werden, einen Unterschied im gemessenen Schalldruckpegel von bis zu 15 dB(A) aufweisen.

Man könnte vermuten, dass die wahrgenommene Lautstärke direkt vom Schalldruck abhängt, dass folglich zwei beliebige Schalle gleich laut wahrgenommen werden, sofern nur ihr (effektiver) Schalldruck gleich groß ist. Dies ist allerdings nicht der Fall: Trotz gleichen Schalldrucks können bei verschiedenen Schallen Lautstärkeunterschiede bis zum Verhältnis 1:4 auftreten.

Die Ursache für diese großen Diskrepanzen liegt in der spektralen und zeitlichen Struktur der Schalle begründet. So werden beispielsweise breitbandige Schalle lauter empfunden als schmalbandige, auch wenn in beiden Fällen der effektive Schalldruck gleich ist. Normalerweise werden für die Geräuschanalyse herkömmliche Verfahren wie A-Pegelmessung, Terzanalyse oder FFT verwendet. Diese Verfahren analysieren jedoch nur physikalische Parameter und geben kein Maß dafür, wie ein Geräusch vom Menschen wahrgenommen wird. Die Grenzen der herkömmlichen Verfahren und die Notwendigkeit gehörrichtige Verfahren zu entwickeln sind bereits vor.
Jahrzehnten erkannt worden. Zwicker entwickelte ein gehörangepaßtes Verfahren zur Geräuschmessumg welches (frequenzgruppen-) spezifische Lautheitswerte und die Summenlautheit in "Sone/bark" und "Sone" berechnet. Das Berechnungsverfahren dieser "Zwicker-Lautheit" ist in DIN 45631 und ISO 532 B genormt.

Lautheit ist eine psychoakustische Größe die den wahrgenommenen Lautstärkeeindruck zahlenmäßig beschreibt. Sie ist skaliert in Sone. Zur richtigen Berechnung müssen verschiedene Parameter berücksichtigt werden:

a) Frequenz und Pegel
Das menschliche Gehör ist am empfindlichsten im Frequenzbereich zwischen 2 und 4 kHz, und weniger empfindlich für höhere und tiefere Frequenzen. Besonders bei tiefen Frequenzen hängt der Frequenzgang des Gehörs auch vom Pegel ab. Dieser Zusammenhang ist in den Kurven gleicher Lautheit dargestellt, die seit ca. 50 Jahren bekannt sind. Die Lautheit eines 1 kHz Sinustones mit 40 dB SPL wurde willkürlich als Bezugssignal gewählt. Seine Lautheit entspricht 1 Sone. Die Lautheit eines Schalles der als doppelt so laut empfunden wird, ist 2 Sone. Im Gegensatz zur dB(A)-Skala sind Lautheitswerte proportional zur Empfindung. Aber die Lautheitsanalyse basiert nicht nur auf einfachen Filterkurven, da die Lautheitswahrnehmung auch von der Bandbreite des Signals abhängt: Breitbandige Signale werden lauter wahrgenommen als schmalbandige, bei gleichem (A-bewertetem) Schalldruckpegel. Lautheit ist eine psychoakustische Grundgröße, die zusammen mit weiteren psychoakustischen Größen wie Schärfe, Rauhigkeit etc. auch Aussagen über die Lästigkeit von Geräuschen ermöglicht.

b) Frequenzgruppen (Barks)
Die Analysebandbreite des menschlichen Gehörs ist genau untersucht worden. Es zeigte sich, daß das Innenohr Geräusche mit der Hilfe von mechanischen Filtern zerlegt, deren Bandbreite jeweils einer Frequenzgruppe zugeordnet wurde. Diese Frequenzgruppen haben eine absolute Bandbreite von 100 Hz für f < 500 Hz und eine relative Bandbreite von ungefähr 20 % für f > 500 Hz. Für den Bereich über 500 Hz ist ein Terzfilter (23 %) eine gute Annäherung für ein Frequenzgruppenfilter.

c) Spektrale Verdeckung bedeutet, daß ein Ton unhörbar wird, durch die Wirkung eines weiteren, gleichzeitig vorhandenen Tones. Tiefe Töne mit hohen Pegeln verdecken hohe Töne mit niedrigen Pegeln. Ein 1 kHz-Ton mit 40 dB ist deutlich zu hören, solange kein anderes Geräusch vorhanden ist. Wenn ein 600 Hz-Ton mit 70 dB hinzugeschaltet wird, wird der 1 kHz-Ton verdeckt und dadurch unhörbar. Verdeckung kann nicht durch einfache Filterung nachgebildet werden, sie ist ein komplexer nichtlinearer Prozeß. Lärmminderungsmaßnahmen sollten nur hörbare Töne berücksichtigen, um unnötigen Aufwand zu vermeiden. Wenn tonale Komponenten z. B. mit einer FFTAnalyse gemessen werden, ist damit keine Aussage über Verdeckungen möglich. Die Ursache für diese Verdeckungen ist die Wanderwelle auf der Basilarmembran im Innenohr. Ein Sinuston erregt die Basilarmembran nicht nur an einem bestimmten Punkt, der eigentlich für diese Frequenz zuständig ist, sondern in einem breiteren Bereich. Die Hüllkurve dieser Wanderwelle ist asymmetrisch, mit einem steilen Abfall zu tiefen Frequenzen und einem flachen Abfall zu hohen Frequenzen. Die Verdeckungskurven zeigen den gleichen Verlauf. Aufgrund von nichtlinearen Rückkoppelungseffekten im Innenohr hängt die Steilheit der Verdeckungskurven auch vom Pegel ab. Besonders der Abfall zu hohen Frequenzen hin ist flacher bei höheren Pegeln.

 

 

Hinweis: XL2, EXEL, M2230, Minirator, MR-PRO, MR2, MR1, Acoustilyzer,AL1 , Minilyzer, ML1, Minstruments, M4260 und MA220,ASD, TalkBox, MiniSPL, Flexus, MiniLINK, Digilyzer, DL1, NTi, NTi Audio, sowie Kombinationen dieser Begriffe
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