Phon und Sone

Was bedeuten Phon und Sone?

Phon und Sone sind die beiden Einheiten, mit denen sich empfundene Lautstärke beziffern lässt. Das Dezibel misst den Schalldruck; diese beiden Einheiten messen, was davon beim Hörer ankommt — und sie tun es auf zwei verschiedene Weisen.

Zwei gleich starke Töne können unterschiedlich laut wirken, wenn der eine tief und der andere mittelhoch ist. Damit man das trotzdem vergleichen kann, gibt es eigene Einheiten für die gefühlte Lautstärke. Die eine sagt: „So laut wie ein bestimmter Vergleichston." Die andere geht einen Schritt weiter und macht die Zahlen ehrlich — dort bedeutet doppelt so viel wirklich doppelt so laut. Im Alltag begegnet Dir das vor allem in Datenblättern zu Geräuschen von Geräten.

Ausführliche Erklärung

Phon ist der Lautstärkepegel, eingeführt in den 1920er-Jahren vom Dresdner Nachrichtentechniker Heinrich Barkhausen. Ein Schallereignis hat 60 phon, wenn es gleich laut empfunden wird wie ein Ton von 1.000 Hz mit einem Schalldruckpegel von 60 dB. Bei 1.000 Hz sind phon und dB damit per Definition zahlengleich; bei allen anderen Frequenzen weichen sie voneinander ab, und zwar pegelabhängig. Die Zuordnung liefert die Schar der Kurven gleicher Lautheit, normiert in ISO 226 — sie im Zusammenhang erklärt die Wissensseite zu Hören und Lautheit, hier genügt der Hinweis, dass jede Kurve die Schalldrücke verbindet, die gleich laut wirken.

Sone ist die Lautheit und beantwortet eine Frage, die das Phon offen lässt: um wie viel lauter. Weil die Phon-Skala die Dezibelteilung erbt, sind 80 phon nicht doppelt so laut wie 40 phon. Die Sone-Skala, die der Harvard-Psychophysiker Stanley Smith Stevens in den 1930er-Jahren vorschlug, ist dagegen eine Verhältnisskala: 2 sone bedeutet doppelt so laut wie 1 sone, und festgelegt ist 1 sone als die Lautheit bei 40 phon. Oberhalb von etwa 40 phon gilt als Zusammenhang, dass eine Zunahme um 10 phon die Sone-Zahl verdoppelt — die Faustregel „10 dB mehr wirken etwa doppelt so laut" ist genau dieser Satz in seiner Alltagsfassung.

Berechnen lässt sich die Lautheit aus einem gemessenen Spektrum nach genormten Verfahren, die auch die Verdeckung zwischen benachbarten Frequenzbereichen berücksichtigen. Deshalb ist die Sone-Angabe für Geräusche mit breitem Spektrum aussagekräftiger als ein einzelner Pegelwert — und deshalb geben Hersteller die Geräuschentwicklung von Lüftern, Projektoren und Klimageräten häufig in sone an.

Häufiges Missverständnis

Phon wird gern für ein anderes Wort für dB(A) gehalten, weil beide die Frequenzabhängigkeit des Gehörs berücksichtigen. Der Unterschied ist jedoch wesentlich: dB(A) ist ein einziger, fest verdrahteter Filter im Messgerät, der einer Kurve gleicher Lautheit bei niedrigem Pegel nachempfunden ist und deshalb bei hohen Pegeln systematisch danebenliegt. Die Phon-Angabe folgt dagegen der Kurvenschar und ändert sich mit dem Pegel. Praktisch heißt das: Ein A-bewerteter Messwert ist eine schnelle Näherung, keine Lautheitsangabe.

Nicht zu verwechseln mit

Dezibel: Ein physikalisches Verhältnismaß ohne Bezug zur Wahrnehmung. Die Rechenregeln dazu stehen im eigenen Eintrag.
dB(A): Eine feste Frequenzbewertung im Messgerät, nicht die pegelabhängige Bewertung des Gehörs.
Schalldruck: Die physikalische Größe in Pascal, aus der der Pegel gebildet wird.
Dynamikumfang: Der Abstand zwischen leisesten und lautesten Anteilen. Er beschreibt eine Spanne, keine Lautstärke.

In der Planung

Ein Projektor wird mit einer Geräuschangabe in sone beworben, ein zweiter mit einer Angabe in dB(A). Ein direkter Vergleich der Zahlen ist damit nicht möglich, denn die eine ist eine Lautheit und die andere ein bewerteter Pegel.

Der Raum gibt die Grenze vor: Welches Grundgeräusch verträgt er überhaupt verträgt — in einem ruhigen Kellerkino fällt ein Lüfter auf, der in einem Wohnzimmer an einer Straße nie bemerkt würde. Daraus folgt die Verfahrensfrage nach Aufstellung, Gehäuse oder Abstand zum Sitzplatz. Erst danach ist der Gerätevergleich sinnvoll, und dafür braucht es Angaben in derselben Größe, gemessen unter vergleichbaren Bedingungen.

Verknüpfte Inhalte

Die Rechenregeln der Pegelangabe stehen beim Dezibel, die physikalische Grundgröße beim Schalldruck. Warum das Gehör Frequenzen unterschiedlich bewertet und was daraus für Pegel und Einmessung folgt, führt die Wissensseite zu Hören und Lautheit aus.

Quellen

Definitionen und Berechnungsverfahren folgen ISO 226, ISO 532 und DIN 45631 sowie Fastl und Zwicker.