Frequenzbewertung

Die Frequenzbewertung wird bei der Messung von Geräuschen verwendet. Hierbei werden die Messgrößen durch einen bewertenden Filter gewichtet, das den Frequenzgang des menschlichen Gehörs berücksichtigen soll. Die Frequenzbewertung kann auch als frequenzabhängiger Abzug vom ermittelten Pegel dargestellt werden (für die A- und D-Bewertung ergibt sich in einigen Frequenzbändern ein Zuschlag).

Bewertungskurven

Bewertungsfilter A, B, C, D und Empfindlichkeit des Gehörs

Um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass das menschliche Ohr Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen unterschiedlich laut empfindet, werden so genannte Frequenzbewertungskurven verwendet, wie sie in nebenstehender Abbildung grafisch dargestellt sind. Dazu werden Filter mit empirisch angepassten Übertragungsfunktionen eingesetzt.

Da die Krümmung der Kurven gleicher Lautstärkepegel und damit der Frequenzgang des Gehörs vom Schalldruckpegel abhängig ist, wurden für unterschiedlich hohe Schalldruckpegel unterschiedliche Bewertungskurven definiert:

A-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 20-40 phon
B-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 50-70 phon
C-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 80-90 phon
D-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei sehr hohen Schalldrücken

Bewertete Pegel werden durch den entsprechenden Buchstaben der Frequenzbewertung als Index der Messgröße gekennzeichnet. Z. B. wird ein A-bewerteter Schalldruckpegel mit L_pA oder ein Schallleistungspegel mit L_WA bezeichnet und in dB - in der Praxis auch häufig in dB(A) - angegeben.

Die vier Bewertungsfilter weisen folgende Übertragungsfunktionen G_A…D(s) auf, wobei die analytische Beschreibung der Filter in der s-Ebene erfolgt: ^[1]

G_{A}(s)={k_{A}\cdot s^{4} \over (s+129,4)^{2}\quad (s+676,7)\quad (s+4636)\quad (s+76655)^{2}}

mit k_A ≈ 7,39705×10⁹

G_{B}(s)={k_{B}\cdot s^{3} \over (s+129,4)^{2}\quad (s+995,9)\quad (s+76655)^{2}}

mit k_B ≈ 5,99185×10⁹

G_{C}(s)={k_{C}\cdot s^{2} \over (s+129,4)^{2}\quad (s+76655)^{2}}

mit k_C ≈ 5,91797×10⁹

G_{D}(s)={k_{D}\cdot s\cdot (s^{2}+6532s+4,0975\times 10^{7}) \over (s+1776,3)\quad (s+7288,5)\quad (s^{2}+21514s+3,8836\times 10^{8})}

mit k_D ≈ 91104.32

Die angegeben Konstanten k_A…D sind Faktoren welche die Übertragungsfunktionen auf den Verstärkungfaktor 1 (0 dB) bei 1 kHz normieren.

Verwendung

Neue Kurven gleicher Lautstärkepegel (Isophone) nach ISO 226:2003 - blau ist dagegen die alte 40 Phon-Kurve

Besonders in der Technischen Akustik und im deutschen Rechtssystem wird überwiegend die A-Bewertung angewendet. Auch für die Bestimmung des Beurteilungspegels auf dem Gebiet des Lärmschutzes wird die A-Bewertung verwendet. Da für eine Reihe von Schallsituationen die wahrgenommene Lautstärke, die mögliche Belästigungswirkung und auch die potentielle Schädigung des Gehörs durch die Bewertungskurven jedoch nur unvollkommen wiedergegeben wird, sind bei der Geräuschbewertung noch Zuschläge für bestimmte Geräuschsituationen üblich: z. B. Zuschläge für Tonhaltigkeit („Quietschen“), Impulshaltigkeit („Hämmern“) usw. Der daraus resultierende Beurteilungspegel (Schalldruckpegel + Bewertungsfilter + Zuschläge) wird für die Überprüfung herangezogen, ob ein bestimmtes Geräuschniveau aufgrund gesetzlicher Richtlinien zulässig ist oder nicht.

Eine Alternative zur Verwendung von Bewertungskurven ist die Bestimmung der Lautheit nach DIN 45631 bzw. ISO 532 B. Hierbei wird die Lautstärkeempfindung des Gehörs besser erfasst.

Literatur

ISO/DIS 10845, Akustik - Frequenzbewertung „A“ für Geräuschmessungen. Berlin: Beuth Verlag, Ausgabe:1995-06
Maue, Jürgen H.; Hoffmann, Heinz; von Lüpke, Arndt: 0 Dezibel plus 0 Dezibel gleich 3 Dezibel. Berlin: Erich Schmidt Verlag, 2003, ISBN 3-503-07470-8

Einzelnachweise

↑ Frequency weighting filter characteristics, (engl.)

Siehe auch

Bewerteter Schalldruckpegel

Weblinks

[1] Frequency weighting filter characteristics, (engl.)