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Das menschliche Lautstärke-Empfinden
● Lautheitsfaktor und Lautstärkefaktor (Ratio, Gain) ●
 
Lautheit ist ein subjektiver Begriff, der versucht die Stärke
der Schall-Wahrnehmung durch unser Gehör zu beschreiben.
 

Die wahrgenommene Lautstärke ist eine psychoakustische Größe, die vom Schalldruckpegel, vom Frequenzspektrum und dem Zeitverhalten des Schalls abhängig ist.   Lautheit (engl. loudness) ist ein künstlicher Begriff aus der Psychoakustik, dem in der Umgangssprache die Lautstärke entspricht. Der Begriff Lautheit wurde erst 1936 von Stanley Smith Stevens mit dem Fachbegriff "Sone" und loudness als "Lautheit" = 40 phon bzw. 40 dB bei 1 kHz durch Psychoakustiker bei uns eingeführt; siehe: Sone und Phon.   Pegel, "Volume" und Lautstärke (Lautheit): Die wahrgenommene Lautstärke oder Lautheit des Schalls ist ein komplexes Phänomen, das nicht gänzlich von Experten verstanden wird. Eine weit verbreitete Methode zur Beurteilung der Lautheit ist die SPL-Messung mit einem Schalldruckpegel- Messer, das den Schalldruckpegel in Dezibel (dB) anzeigt. Bei Audio-Produktionen wird dieses mit Pegel bezeichnet. Der Pegel eines Audiosignals ist eine Art der Messung des Lautheitseindrucks eines gehörten Signals und ist ein Teil der Information, die in einer Audio-Datei gespeichert ist.

 

Vermeide die Verwendung der psychoakustischen Ausdrücke Lautstärke und Lautheit. Diese subjektive Schall-Empfindung ist nicht eindeutig messbar. Die Begriffe "Lautstärke" oder "Lautheit" sind ein Problem, weil diese zur Psycho-Akustik gehören und solch eine persönliche Empfindung nicht klar bestimmbar ist. Lautheit oder Lautstärke wird als psychologische Ergänzung der physischen Schall- Stärke (Amplitude) auch nach anderen Parametern als dem Schalldruck beurteilt, einschließlich der Frequenz, der Bandbreite, der spektralen Zusammensetzung, dem Informationsgehalt, der zeitlichen Struktur, der subjektiven Einstellung, sowie der Einwirkungsdauer des Schallsignals. Der gleiche Schall erzeugt nicht bei allen Individuen (Menschen) die gleiche Lautheitsempfindung.

 

Als psychoakustische Größen zur Beschreibung der "Lautstärke" gibt es den "Lautstärkepegel" (Lautheitspegel) LN mit der Einheit Phon und die "Lautheit" N mit der Einheit Sone.

 

Der Lautstärke- Knopf. Gain und Volume.

Lautstärke- Pegel ändern. Pegel und Lautheit.

 
Eine Lautstärkeerhöhung von 6 bis 10 dB als Pegel soll eine Empfindung
der Verdopplung der Lautheit ergeben, sagen uns die Psychoakustiker.  
Der Lautheit N = 1 Sone entspricht 40 Phon, das ist der Lautstärkepegel
L_N = 40 dB bei einem Sinuston mit der Frequenz von f = 1000 Hz.

Umrechnung: Faktor, Ratio, Gain (Verstärkung) in
Pegeländerung (Gain Dezibel dB) und zurück

Energiegröße x ist Feldgröße y (Amplitude RMS) quadriert: x ~ y².

Verhältnis oder Faktor x  Schallintensität (Leistung oder Energie)	↔	Pegeländerung Δ LI  Energiegröße (berechnet)  dB
● Verhältnis oder Faktor y  Schalldruck (Spannung oder Amplitude)	↔	● Pegeländerung Δ Lp  Feldgröße (gemessen)  dB
Verhältnis oder Faktor z  Lautheit (Lautstärke des Schalls)	↔	Pegeländerung Δ Llaut  Psychoakustische Größe (empfunden)  dB

Zwei Autos. Wie laut?

Eine gute Anfrage: "Sind zwei Autos doppelt so laut wie ein Auto? Und wenn nicht, um welchen Faktor sind denn zwei Autos lauter als ein Auto?"   Die Addition zweier pegelgleicher Schallquellen ergibt eine Anhebung des Schallpegels von (+)3 dB − Das entspricht einem Schalldruck-Faktor (Amplitude) von 1,414; siehe: Pegeladdition zweier gleichlauter unkorrelierter akustischer Schallquellen   Schall-Leistungssumme inkohärent (90°) √ (1² + 1²) = 1,414...   Der obige Rechner bringt als "Faktor" folgende Ergebnisse:   1. Die Pegeländerung Δ Llaut = 3 dB zeigt als psychoakustische Größe den Faktor der empfundenen Lautheit (Lautstärke) z = 1,232.   2. Die Pegeländerung Δ Lp = 3 dB zeigt als Feldgröße den Faktor der gemessenen Spannung, (Schalldruck) y = 1,414.   3. Die Pegeländerung Δ LI = 3 dB zeigt als Energiegröße den Faktor der berechneten Energie (Leistung) x = 2.   Man erkennt, dass es beim Schall 3 unterschiedliche Faktoren gibt, die penibel auseinander gehalten werden müssen. Welcher Faktor ist denn gefordert? Die Lautstärke als Empfindung, der Schalldruck als Messung oder die Schallintensität als Berechnung? Die typische Frage ist doch: Ein "Schall" soll verdoppelt werden. Wieviel mal mehr ist denn das?   Soll die Dezibel-Zahl verdoppelt werden? Muss der Schalldruck in Pascal verdoppelt werden? Soll die Schallintensität in Watt pro Quadratmeter (W/m2) verdoppelt werden? Muss die psychoakustisch empfundene Lautstärke (Lautheit) verdoppelt werden? Na? Das ist den Fragenden eigentlich nie richtig klar. Was ist Schall?   Weitere Fragen: Verdoppeln des Schalls bzw. des Schallpegels?

Pegel in Dezibel (dB) und ihre unterschiedlichen Faktoren

Pegelzunahme Δ L bei n gleich lauten Schallquellen Anzahl n gleich lauter Schallquellen Pegelzunahme Δ L in dB   1 0    2   3,0   3   4,8   4   6,0   5   7,0   6   7,8   7   8,5   8   9,0   9   9,5 10 10,0 12 10,8 16 12,0 20 13,0

Formeln: Δ L = 10 · log n  oder  n = 10^(ΔL/10)
 
Δ L = Pegelzunahme; n = Anzahl der gleich lauten Schallquellen.

Pegelzunahme bei gleichstarken inkohärenten Schallquellen

Pegelzunahme bei Summierung von gleich starken inkohärenten Schallquellen
Anzahl der Schallquellen n	↔	Pegelzunahme Δ L   dB

Der Gesamtpegel in dB ergibt sich aus dem Pegel einer Schallquelle,
zu dem die Pegelzunahme (der Pegelzuwachs) linear addiert wird.
 

Lautstärke - Schalldruck - Intensität
Faktoren und ihre Pegel in Dezibel (dB)
Lautstärke Empfindung - Schalldruck Effekt - Schallintensität Ursache

Schallwellen bewegen unsere Trommelfelle.
Aber welche Schallgröße erzeugt denn diese Wirkung?

Schallpegel-Vergleichstabelle und der Faktor

Subjektiv empfundene Lautstärke (Lautheit),
objektiv gemessener Schalldruck (Spannung)
und theoretisch berechnete Schallintensität

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