Phon

폰(Phon)은 인간의 귀로 느끼는 '주관적인 음량의 크기(Loudness Level)'를 나타내는 심리음향학적 단위이다. 물리적인 음압 레벨($\text{dB SPL}$)이 주파수에 따른 인간 청각의 민감도를 반영하지 못하는 한계를 해결하기 위해 고안되었다.

Phon 단위는 인간이 소리를 인지할 때 주파수별로 민감도가 다르다는 점에 착안하여, $1\text{ kHz}$ 순음(Pure Tone)을 절대적인 기준으로 삼아 정의한다.

“어떤 주파수의 소리든 간에, $1\text{ kHz}$ 순음의 $X\text{ dB SPL}$ 크기와 동일한 시끄러움으로 느껴진다면 그 소리의 크기는 $X\text{ Phon}$이다.”

• 예시: 어떤 $50\text{ Hz}$의 저음이 너무 작게 들려서 물리적 볼륨을 $80\text{ dB SPL}$까지 올렸을 때, 마침내 $1\text{ kHz}$ 신호를 $60\text{ dB SPL}$로 틀었을 때와 똑같은 크기로 인지되었다면, 그 $50\text{ Hz}$ 저음의 심리음향학적 크기는 60 Phon이 된다.
• 이러한 주파수별 동일 음량 기준점들을 선으로 연결한 지도를 등청감 곡선(Equal-Loudness Contours)이라고 부른다.

1933년

Phon 단위와 등청감 곡선의 개념을 처음 정립한 사람은 미국의 음향학자 Harvey Fletcher와 Wilden A. Munson이다. 이들은 벨 연구소(Bell Labs)에서 수많은 피험자를 대상으로 주파수별 체감 음량 테스트를 진행하여 최초의 등청감 곡선인 Fletcher & Munson(플레처-먼슨 곡선)을 발표하고 Phon 단위를 도입했다.

독일의 심리음향학자 Eberhard Zwicker 박사는 초기 플레처-먼슨 곡선이 가진 저음역 및 고음역대의 측정 오차를 현대적인 실험을 통해 정밀하게 보정했다. Eberhard Zwicker 박사의 연구 데이터는 국제표준화기구의 공식 표준인 ISO 226으로 채택되며 Phon 단위의 정확성을 완성시켰다.