Designing Sound

Perception of Loudness
The intensity of a sound is an objective measure of energy received by the ear.
It is proportional to amplitude, either in terms of absolute sound pressure level
or sound intensity level in power per unit area. The
loudness
of a sound is a
subjective value which depends on frequency and other factors. Our perception
of loudness isn’t the same as sound pressure level or sound intensity level, which
can be confusing.
1
Loudness is measured in
sones
, another relative ratio, which
has a relation to
phons
, described below. One sone is defined as the loudness
of a 1kHz sine wave at 40dB SPL. An increase of 10dB SPL is perceived to
be twice as loud in sones, 20dB SPL as four times louder, and 40dB SPL as
sixteen times louder.
Loudness Scales and Weighting
Some frequencies seem louder to our ears than others. Sounds in the mid-range
seem louder than low-frequency and high-frequency sounds of the same pressure
level, which is unsurprising given an evolutionary influence towards selecting
speech as the most important range. Several “equal loudness” curves have been
developed in the past, including the Fletcher-Munson and Robinson-Dadson
curves. The most recent DIN/ISO 225 curve combines the best features of ear-
lier ones and eliminates some errors. Of course there is no such thing as an
absolutely objective equal loudness curve, just a best approximation to one
that works well for most people. The DIN/ISO 226 curve specifies the
phon
such that 1 phon is equal to 1dB SPL at 1kHz. It is not a unit but a contour or
set of data points for subjectively measured loudness for pure tones of certain
frequencies. In figure 6.1 you can see the curve for 80 phon-dB(ISO226). Notice
1. At the interface of audio engineering and psychoacoustics the proliferation of scales and
units is confusing even to seasoned professionals and academics.

---