Tiefe: eigenschaften

Absolute Hörschwelle
Die absolute Hörschwelle ist der niedrigste Schalldruckpegel, der erforderlich ist, um in einer stillen Umgebung ein Hörgefühl zu erzeugen. Dieser Schwellenwert variiert von Person zu Person und für jede Schallfrequenz.

Unwohlseinspegel
Der Unwohlseinspegel entspricht dem niedrigsten Schalldruckpegel, der erforderlich ist, um ein Gefühl von Unbehagen zu erzeugen. Es variiert von Person zu Person und für jede Schallfrequenz.

Normale Schwellenwerte
Normale absolute und unbequeme Schwellenwerte werden durch die durchschnittlichen Schwellenwerte bestimmt, die von einer großen Anzahl normalhörender Personen aufgezeichnet wurden.

Hörfeld

Bei hörbaren Frequenzen bestimmt der Bereich zwischen der absoluten Hörschwelle und der Unbehaglichkeitsschwelle das Hörfeld einer Person. Der Dynamikbereich dieses Feldes ist der Abstand zwischen den beiden Schwellenwerten.

Das menschliche Hörfeld reicht von einem Schalldruck von 0,02 MPa (0 dB SPL) bis 20 Pa (120 dB SPL). Dies gilt für Frequenzen zwischen 0,5 und 8 kHz, auf die das Ohr am empfindlichsten reagiert. Niedrigere und höhere Frequenzen erfordern einen viel größeren Schalldruckpegel, um die Hörschwelle zu erreichen, und Frequenzen, die näher am Rand des Hörfelds liegen, haben einen geringeren Dynamikbereich.

Hinweis: Alle Frequenzen unter 20 Hz werden als Infraschall eingestuft, obwohl einige Tiere (z. B. Maulwürfe) Geräusche bis zu einigen Hertz wahrnehmen können: Ihr Hörbereich reicht ein oder zwei Oktaven tiefer als beim Menschen. In ähnlicher Weise werden Geräusche, die über 20 kHz liegen, als Ultraschall bezeichnet, obwohl Hunde Geräusche bis zu 40 kHz und Fledermäuse beeindruckende 160 kHz hören können, was zwei oder drei Oktaven höher ist als beim Menschen.

Equal-Loudness-Konturen

Eine Equal-Loudness-Kontur stellt alle reinen Töne dar, die in Abhängigkeit von der Frequenz das gleiche Lautheitsgefühl erzeugen (wie in der internationalen Norm ISO 226:2003 definiert).

Diese Grafik stellt die durchschnittliche Gleichlautstärke von 50 normalhörenden jungen Menschen dar, die in einer schalltoten Kammer mit bilateraler Freifeldschalldarstellung aufgenommen wurden. Die Maßeinheit für diese Konturen ist der Phon, der dem Schallpegel (in dB SPL) bei 1 kHz entspricht. Zum Beispiel wird ein 1 kHz reiner Ton, der bei 20 dB SPL präsentiert wird, gleich 20 Phons sein, ebenso wie ein 100 Hz reiner Ton, der bei 43 dB SPL präsentiert wird.

Hinweis: Die phon ist nur gleich die dB SPL für eine 1 kHz sound.

Sones

Das Phon ist eine Einheit gleicher Empfindung und nicht der Empfindung an sich. Daher wird auch eine zweite Einheit verwendet: der sone

Für Pegel über 40 Phons und für mittlere Frequenzen ist der Sone durch die Gleichung mit dem Phon verbunden:

Sone=2(phon-40)/10. Daher ist bei 1 kHz ein Ton von 40 Phons 2(40-40) / 10 = 1 Sone wert.

Die Lautstärke entwickelt sich je nach Frequenz unterschiedlich. Die Lautstärke eines 0,1-kHz-Tons nimmt viel schneller zu als bei 1 und 8 kHz. Dies übersetzt die Idee, dass der Dynamikbereich bei dieser Frequenz kleiner ist als der eines 1 kHz- oder 8 kHz-Schalls (siehe oben ‚Hörfeld‘).

Die differentielle Schwelle oder nur spürbare Differenz (jnd)

Die jnd ist die kleinste physikalische Intensitätsvariation, die eine Änderung der Lautstärke verursacht. Es hängt sowohl von der Intensität als auch von der Frequenz des Tons ab. Bei höheren Intensitäten kann das Ohr einen Intensitätsunterschied von 0,4 dB unterscheiden. Es wird geschätzt, dass es etwa 150 Lautstärken gibt.

Lautstärke und kritische Bänder

Wenn ein komplexer Klang aus zwei reinen Tönen unterschiedlicher, aber enger Frequenzen monaural dargestellt wird, bleibt die Lautstärke gleich, solange der Abstand zwischen diesen Frequenzen kleiner ist als die Breite des kritischen Bandes. Sobald die Frequenzlücke die Breite des kritischen Bandes überschreitet, nimmt die Lautstärke zu.Kritische Bänder können einer Batterie von Bandpassfiltern assimiliert werden, die Grenzfrequenzen aufweisen, die entlang der Cochlea variabel, aber im Vergleich zur Frequenzzusammensetzung des Klangs fest sind.

Maskierung

Die Wahrnehmung verschiedener Komponenten eines komplexen Klangs erfolgt nicht unabhängig voneinander. Tatsächlich behindert die Wahrnehmung bestimmter Frequenzen aus physiologischen Gründen die Wahrnehmung anderer Frequenzen: Dies wird als Maskierung bezeichnet.

Diese Abbildung zeigt Hörschwellen, die ohne Maskierung in Grün und mit einem breitbandigen Rauschmaskierer (von 1100 bis 1300 Hz) über verschiedene Intensitätsstufen erhalten wurden.

Die rote Kurve zeigt die Änderung der Hörschwellen, die bei einem Geräuschpegel von 60 dB SPL erzielt werden. Zum Beispiel ist ein reiner Ton von 1000 Hz nur ab 45 dB SPL zu hören, anstatt 3 dB in Abwesenheit eines Rauschmaskers.

Diese Grafik zeigt auch, dass der Maskierungseffekt des Rauschens mit zunehmender Intensität zunimmt und bei höheren Frequenzen eine größere Wirkung hat. Mit anderen Worten, niedrige Frequenzen maskieren höhere Frequenzen leichter als umgekehrt.

Es gibt auch eine andere Form der Maskierung. Bekannt als ‚Informationsmaskierung‘, ist dies die Modifikation der Wahrnehmung der Intensität eines Klangs auf einer zentralen Ebene. Wenn beispielsweise einem Ohr ein reiner Ton und dem anderen ein Rauschmasker präsentiert wird, ändert der zentrale Effekt des Rauschmaskers die Lautstärke des reinen Tons. Auf diese Weise erfolgt die Maskierung auch dann, wenn der Maskierer dem anderen Ohr präsentiert wird.

Andere Faktoren, die die Lautstärke beeinflussen

Dauer
Die Lautstärke steigt auf einen kritischen Wert zwischen 50 und 400 ms an, bevor sie leicht abnimmt.

Vorhersagbarkeit
Wenn ein Hörer einen lauten Ton erwartet, ist seine Lautstärke geringer als wenn der Ton nicht erwartet wird.

Stapedialer Reflex
Dieser Reflex tritt hauptsächlich bei kurzen Mittengeräuschen über 80 dB auf. Es wirkt durch Versteifung der Gehörknöchelchenkette, was zu einer Dämpfung der Schallschwingung und damit zu einer Verringerung der Lautstärke führt. Dieser Reflex kann jedoch ermüden.

Ermüdung
Nachdem das Ohr einem zu intensiven Schall ausgesetzt ist, kann es aufgrund der Ermüdung der Nervenfasern zu einer Erhöhung der Hörschwelle kommen. Dies zeigt sich beim Verlassen eines Nachtclubs oder nach längerem Gebrauch von persönlichen MP3-Playern.