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Bezugsdaten für einen neuen Audiometriekopfhörer

01.11.2018

Für den neu entwickelten ohrumschließenden (circumauralen) Audiometriekopfhörer RadioEar DD65v2 wurden Bezugshörschwellen für die Reinton-Audiometrie und Freifeld-Entzerrungsdaten zur Anwendung in der Sprachaudiometrie bestimmt. Bezugshörschwellen sind in der ISO-Normenreihe 389 „Acoustics – Reference zero for the calibration of audiometric equipment“ festgelegt. Für die Tonaudiometrie wurden die Bezugshörschwellen mit Sinussignalen festgelegter Frequenz zwischen 125 Hz und 8 kHz an 25 ohrgesunden männlichen und weiblichen Versuchspersonen im Alter zwischen 18 und 25 Jahren ermittelt.

Dazu wurde bei jeder Versuchsperson die individuelle Hörschwelle nach der in ISO 8253-1 festgelegten sogenannten Eingabelungsmethode mit einem automatisierten Messaufbau bestimmt. Da hierfür ein Hintergrund-Schalldruckpegel unterhalb der Normalhörschwelle der jungen Versuchspersonen erforderlich ist, wurden die Messungen im audiometrischen reflexionsarmen Raum der PTB durchgeführt, der vom Gebäude isoliert und dadurch besonders störgeräuscharm ist. Durch den automatisierten Ablauf wurde der Einfluss des Versuchsleiters auf die Ergebnisse minimiert. Vor den Hörversuchen wurden die Versuchspersonen durch audiologisches Fachpersonal nach den Anforderungen der Normenreihe ISO 389 auf ihre Eignung getestet.

Zur Messung der Äquivalenten Schwellen-Schalldruckpegel wurde der Kopfhörer mit den während der Hörversuche bestimmten, der mittleren Hörschwelle der Versuchspersonengruppe entsprechenden, Signalen betrieben und der auf einem Ohrsimulator für circumaurale Kopfhörer nach IEC 60318-1 erzeugte Schalldruckpegel bestimmt. Letzterer repräsentiert den mittleren am Trommelfell der Versuchspersonen erzeugten Schalldruckpegel und dient zur Kalibrierung von Tonaudiometern, die mit diesem Kopfhörer ausgerüsteten sind.

Aus den individuellen Daten wurden die Quartile sowie die Mittelwerte der Hörschwellen ermittelt. Erstmalig wurde ein umfangreiches Messunsicherheitsbudget für solche in Hörversuchen bestimmten Bezugsdaten erstellt und eine Messunsicherheit nach GUM angegeben. Abbildung 1 zeigt die äquivalenten Bezugshörschwellen für den DD65v2-Kopfhörer als Mittelwerte mit 95%-Konfidenzintervall. Der Verlauf über der Frequenz ergibt sich aus der Kombination der Frequenzcharakteristika des Ohres und des Kopfhörers: die höchste Empfindlichkeit liegt bei 2 - 3 kHz; hier sind die Schalldruckpegel am geringsten, und sie steigen für tiefere und höhere Frequenzen an.

Bild 1: Mittelwerte äquivalenter Bezugshörschwellen für Reintöne für den Kopfhörer RadioEar DD65v2. Die Fehlerbalken stellen das 95%-Konfidenzintervall dar.

Die Freifeld-Entzerrungsdaten wurden in Anlehnung an die Norm IEC 60268-7 „Sound system equipment – Part 7: Headphones and earphones“ bestimmt. Sie wurden für Terzbandsignale mit Mittenfrequenzen zwischen 125 Hz und 8 kHz an 17 otologisch normalen Versuchspersonen ermittelt. Sie ermöglichen die Kalibrierung von mit dem Kopfhörer RadioEar DD65v2 ausgerüsteten Sprachaudiometern. Hierzu führten die Versuchspersonen, ebenfalls mit einem automatisierten Messverfahren, einen Abgleich des Lautstärkepegels des vom Kopfhörer erzeugten Signals mit dem Lautstärkepegel des gleichen Signals im Freifeld durch. Die Freifeldsignale wurden durch einen Lautsprecher in definierter Entfernung zur Versuchsperson im reflexionsarmen Raum erzeugt. Nach dem Pegelabgleich wurde für jedes Signal die Differenz des Schalldruckpegels im Freifeld zum Schalldruckpegel des Kopfhörers, gemessen mit einem Ohrsimulator nach IEC 60318-1, berechnet. Auch hier wurden ein umfangreiches Messunsicherheitsbudget und eine Messunsicherheit nach GUM angegeben. Abbildung 2 zeigt die auf diese Weise ermittelten Freifeld-Übertragungsmaße als Mittelwerte mit 95%-Konfidenzintervall. Im Allgemeinen wurden die über den Kopfhörer eingespielten Signale leiser empfunden als im Freifeld, deshalb sind die Werte negativ. Insbesondere im Frequenzbereich um 4 kHz sind mit dem Kopfhörer weitaus höhere Schalldrücke notwendig um die gleiche Lautstärke zu empfinden wie im Freifeld.

Bild 2: Mittelwerte der Freifeld-Übertragungsmaße für den Kopfhörer RadioEar DD65v2. Die Fehlerbalken stellen das 95%-Konfidenzintervall dar.

Ansprechpartner:

Dr. Marion Bug, FB 1.6, AG 1.61, E-Mail: Opens window for sending emailMarion.Bug(at)ptb.de