廳堂擴聲特性測量方法

9/9ＧB/T4９59-1995廳堂擴聲特性測量方法本標準適用于安裝有擴聲設備的各類廳堂聲學特性的測量

?1

名詞解釋

?注：本名詞解釋是為了說明標準中有關項目的物理意義,不是有關名詞術語的完整定義。

?1．１高可用增益??擴聲系統(tǒng)在所屬廳堂內(nèi)產(chǎn)生聲反饋自激臨界增益減去6dＢ的增益。

1．２

傳輸［幅度]＊

頻率特性??擴聲系統(tǒng)達最高可用增益時，廳堂內(nèi)各聽眾席得穩(wěn)態(tài)聲壓的平均值相對于擴聲系統(tǒng)會傳聲器處聲壓或擴聲設備輸入端電壓的幅頻響應。

1．3

傳輸增益?

擴聲系統(tǒng)達最高可用增益時,廳堂內(nèi)各聽眾席處穩(wěn)態(tài)聲壓級平均值與擴聲系統(tǒng)傳聲器處聲壓級的差值。

?1．4

最大聲壓級

?擴聲系統(tǒng)在廳堂聽眾處產(chǎn)生的最高穩(wěn)態(tài)峰值聲壓級。

?1。5

聲場不均勻度?

廳堂內(nèi)（有擴聲時)不同聽眾席處穩(wěn)態(tài)（或直達聲）聲壓級的差值。?

1．6

背景噪聲??當擴聲系統(tǒng)不工作時，廳堂內(nèi)各聽眾席處室內(nèi)固有噪聲聲壓級的平均值。

?1.７

總噪聲

?擴聲系統(tǒng)達到最高可用增益，但無有用聲信號輸入時，廳堂內(nèi)各聽眾席處噪聲聲壓級的平均值。?

1.8

系統(tǒng)失真＊*

?擴聲系統(tǒng)由輸入聲信號到輸出聲信號全過程中產(chǎn)生的非線性畸變.??1.9

反饋系數(shù)?

反饋聲壓在系統(tǒng)中所產(chǎn)生的相應電壓與自然聲加反饋聲壓所產(chǎn)生總的相應電壓的比值，稱為反饋系數(shù).

1．1０

測試聲源

為了測量擴聲系統(tǒng)的各項指標專門組成各種形式的發(fā)聲器.??1。１1

音節(jié)清晰度?

測聽人員對規(guī)定的音節(jié)語聲判斷準確率的統(tǒng)計平均值.

１．12

系統(tǒng)［頻率］均衡器?

＊［

］中的內(nèi)容可省略，下同?

＊＊

當測量由聲輸入到聲輸出的非線性畸變有困難（例如產(chǎn)生標準測量信號有困難或無條件在廳堂中提取擴聲的直達聲信號時,允許測量由電輸入到輸出的非線性畸變作為系統(tǒng)的非線性失真,但應注明這是由電到聲的失真。

?

國家標準局

1985-0２-16發(fā)布

19８5-08—０１實施?

?GB４9５9－85??

?

為了補償系統(tǒng)傳輸[幅度］頻率特性，在擴聲系統(tǒng)中加入的頻率特性校正裝置.

1．1３

混響時間??聲源停止發(fā)聲后,室內(nèi)聲壓級衰減60dＢ所需的時間。

?１。14

再生混響時間??計入聲反饋因素以后的混響時間。

1．15

反射聲時間分布??聲源發(fā)脈沖聲時,室內(nèi)反射聲的時間排列狀況。

?1.

測量條件??2。1測量前擴聲設備須按設計要求在廳堂內(nèi)安裝完畢,并調(diào)整擴聲系統(tǒng),使之處于正常工作狀態(tài)。

注：測量時，系統(tǒng)均衡器（若有的話）需要進行系統(tǒng)最佳補償調(diào)整。

?2。2

測量時，擴聲系統(tǒng)中調(diào)音臺的多頻補償置于“平直”位置。功率放大器的音調(diào)補償（若有的話)置于正常位置。

2.3

測量時,廳堂內(nèi)測點的聲壓級至少應高于廳堂總噪聲15dB?；祉憰r間及再生混響時間測量時信噪比至少應滿足3５ｄB要求。

?2。4

各項測量一般應在空場及滿場條件分別進行.對滿場或模擬滿場難以進行的項目可以只作空場。?

2。5

測點的選取應符合下列條件：??2.5。1

所有測點必須離墻1。5m以遠;測點距地高度為1。１~1．2m。對于有樓座的廳堂,測點應包括樓座區(qū)域。??2.5．２

對于對稱廳堂，測點可在中心線的一側(cè)（包括中心線）區(qū)域內(nèi)選取.?

2.５．2．１

傳輸頻率特性、傳聲增益、最大聲壓級、系統(tǒng)失真和反射聲時間分布的測點數(shù)不得少于全場千分之五,而且最少不得少于八點。其余，圖１中的P,P’，P’’三點及池座、樓座距后墻1.5m處的座席共,

點必須包括在內(nèi)。

2。5。２．2聲場不均勻度的測點數(shù)不得少于全場座席的六十分之一。它們可以是中心線一列,在左半場(或右半場)再均勻取1～2列.每隔一排或幾排進行選點測量。??2．5．2.3

混響時間及再行混響時間測量，空場時不少于五點，滿場時不少于三點。圖１的Ｐ1和Ｐ２兩點必須包括在內(nèi)：滿場測點與空場測點重合。??2．5．２．4

總噪聲及背景噪聲測量只在空聲條件下進行。測點的選取同第2.5.2.3項.

?2.５．２．5

混響時間及反射聲時間分布測量需要時可增設舞臺上的測點.

?2．5．３

對于非對稱廳堂,應增加三分之二數(shù)量的測點。??2．6

有些項目的測量亦可采用錄音法（聲記錄或重放）。?

3

測量儀器

3.1

聲頻信號發(fā)生器

?3。１。1

頻率范圍:２0~20000Hｚ，不均勻度:優(yōu)于0．5dＢ。??３．1．2

總諧波失真：不大于０．3％

。?

3.２

噪聲信號發(fā)生器

３.２.1

應具有白噪聲和粉紅噪聲輸出擋。?

３．2.1．1

白噪聲均勻頻譜密度:20～20000Ｈz，在“衰減器輸出”或負載端開路時不均勻度±1dB。?

３.2。1。２

粉紅噪聲（—3dＢ

oct）的頻譜密度：2０~20000Ｈz，在“衰減器輸出"或負載端開路時不均勻度±1.5dＢ。??3。2.2

20～20000Hｚ幅度為高斯分布。

３。２．3

信噪比不低于60dＢ。

3.2。4

具有壓縮器輸入。??3．3

功率放大器

3.3．1頻率范圍：50~150０0Hz，不均勻度優(yōu)于１ｄＢ。??3．3。2

總諧波失真:不大于0.5%.

?3．3。3

額定功率：不少于50W

３．3．4

負載阻抗:8W，16W。

3.４

測試傳聲器?

按GB

36６1-8３《測試電容傳聲器技術條件》。?

3．5

測量放大器?

3.5．１

頻率范圍:2０～20000HＺ,不均勻度優(yōu)于±0．5dB。?

3．5。２

總諧波失真：不大于０。５％。

?3.5．３

開路噪聲（線性）：不大于15uV;短路噪聲（線性）:不大于10uV。?

3.6

1

3

oct帶通濾波器

?按GB

3２41-8２《聲和振動分析用１/1

和１/3

倍頻程濾波器》。??3．7

1

４

oct帶通濾波器

３.7.1

頻率范圍：60～１130Hz。??3.7．2

中心頻率:６3，90，125,180,２50，3５5，500，710，100０,1400,20０0，2８０0，4000,５600,8０00,11200Hz。??３．7．3

帶寬:１

4

ｏｃt(-3dB點）?

3.7．4

選擇性:優(yōu)于30０dB

ocｔ.

?3。7．5

輸入阻抗:不小于1０kW。

?3．7．６

輸出阻抗:不大于10０Ｗ。

?3。8

3/4ｏｃｔ帶阻濾波器

3。8。1

頻率范圍：６0~１13０0Hｚ。

?3．8．２

中心頻率:６３，9０,１25,１80，2５0，355,５0０,71０,100０,1400,2000,２800,4000，5600，８000，11200Hz。?

3。8.3

帶寬:3/4

oct

（—３dB點）。?

3.8．4

選擇性:優(yōu)于300dB

oct.??3．8．5

輸入阻抗:不小于1０ｋW。?

3。８.6輸出阻抗:不大于100W。?

3.９

電平記錄儀

3．９。1

頻率范圍：20～２００00Ｈz，不均勻度優(yōu)于±0。5dB

?

ＧB4959-85

?3。9．２

動態(tài)范圍:0db,75dB.

３．9。3

分辨率:用１00mm記錄紙時優(yōu)于０.５mm。

?

用５0mｍ記錄紙時優(yōu)于0。25mm。

?3.9．４

輸入阻抗:１0～18kW。

3.9。5

描劃速度：至少具有1０0和２50mｍ/s兩檔。

?3．10

聲級計

?按GB378５—8３《聲級計電、聲性能測量方法.》中1型聲級計要求。??3。11

聲頻頻譜儀

聲頻頻譜儀是測量放大器與１/1和1/３ocｔ濾波器的組合。

?３。12

示波器

?3．12．１

長余輝.?

3．１2．2

最低掃描時間10s。

?3．１２．3

能夠觀察重復頻率不高于20０0HZ,寬度為5０us～10ｓ，振幅為0。０2～10ｖ的負脈沖波形;?

３.12．4

時標：具有０.0２，0。2，2，2０，200和５０0mｓ

六擋。

?3．13

聲頻電壓表??3.１3.1

頻率范圍:2０～20０0０Ｈz。

3．13．2

輸入阻抗：不少于1０0kW。

?3.１３．3

輸入電容：不大于20pＦ。?

3．13．4

指示準確度:優(yōu)于±2.5％。

?3.１3．5

峰值因數(shù)不少于5。

?3.14

錄音機??按GB

２019—80《磁帶錄音機基本參數(shù)和技術要求》中優(yōu)于盤式三級或盒式二級指標.?

３.15

測試聲源

?3．15．１頻率范圍：6３～1500０Hz.不均勻度優(yōu)于10dB;??

其中1００～10000Hｚ,不均勻度優(yōu)于6ｄB.

?3．1５.２

總諧波失真:不大于5％。?

3．15.3

靈敏度:不少于94dＢ（1m，1W測)

3.15.4

額定功率：10W。??3.１5．5

標稱阻抗:8Ｗ。

3．1５．６

箱體容積：不大于0．1ｍ3。

?３．1６

模擬節(jié)目信號網(wǎng)絡

用于粉紅噪聲源的模擬節(jié)目信號濾波器見圖2

?

模擬節(jié)目信號功率譜及其要求分別見圖３和表１。

?

???

表1

模擬節(jié)目信號功率譜

?頻率??（Ｈz)

相對電平(dB）

容差極限

(dB）

頻率（Hz)

相對電平（dＢ）

容差極限（dB)?

正

負

正

負

２０

－13.5?

3.０?

3．0?

６３0

0?

0.5

0。３?

25?

-10。2?

2.0?

2。０?

800

0?

0.５?

0．3

31.5?

-7。4?

１．0?

１．0

１00０

-0.1

0.6

０.６?

40?

-5．2?

1．0

1.0?

1２5０?

－0.3

0.７?

０．7

50?

－3.5

１.0

１.0

16００

－0。5

0。8?

0．8

63?

—2。3

1.0?

1.0

2000?

—1.0?

1。0?

1.0?

?8０?

－１。4?

1。0?

1.0?

2５00

－1。6?

1。０

１.0?

1００?

－0.9

０.８

0。8?

3150

—2。5?

1.0?

1.0?

125

—０．５

0．6?

０。6?

4000?

—3。7?

1。0

1。0

?16０?

-0。2

0。5

0．5?

5０00?

-5。1

1.0?

1。0

?2０0?

—0。1?

0.5?

0.5?

6３00

—7。0?

１。０

１。0?

25０?

０?

0．5?

０。5

80００?

-９．４?

1。0?

１。0?

?3１５

0

0。5

0．５

１000０

－１1。9

1．０?

１．0?

400

０

0。5

0。5

1２５00

－1４.8

１.5

1.5

500

0

0。５?

0。５?

1６000

—18．2?

2.0?

2.０

?600

0

0．5

0。5

200０0?

—21。6

３．03。０測試項目?

4．１

擴聲特性項目

4。1．1傳輸［幅度]頻率特性

測量可用下述方法之一進行,測量結果中需注明使用的是哪種方法.??4．1.１.1

聲輸入法測量時,首先關閉測試聲源系統(tǒng)。調(diào)節(jié)擴聲增益，使之達到最高可用增益＊。然后開啟測試系統(tǒng)，１

/３

oct

粉紅噪聲信號經(jīng)過功率放大器加到測試聲源上，調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)輸出，使測點的信噪比滿足第2.３條要求。改變１/３

ocｔ帶通濾波器的中心頻率,在傳聲器處和觀眾廳內(nèi)的測點上分別測量聲壓級。??測量時控制傳聲器處聲壓恒定。??測量時傳聲器置于設計所定的使用點＊＊上,傳聲器的指向性按設計要求調(diào)節(jié).測試聲源置于傳聲器前的距離，對語言擴聲為0.５ｍ,對音樂擴聲為5ｍ。

?傳聲器處聲壓級的測量可用比較法或代替法進行.?

測量在傳輸頻率范圍內(nèi)進行,測試信號的中心頻率按1/３

ｏct中心頻率取點。

4．1．１．2

電輸入法測量時擴聲系統(tǒng)置于最高可用增益狀態(tài)。?

1/3oｃt粉紅噪聲信號直接饋入擴聲系統(tǒng)調(diào)音臺輸入端。調(diào)節(jié)噪聲源的輸出，使測點的信噪比滿足第２.3條要求.改變1/3oct帶通濾波器的中心頻率，保持各頻段電平值恒定，在觀眾廳內(nèi)規(guī)定的測點上測量聲壓級.?

測量在傳輸頻率范圍內(nèi)進行，測試信號的中心頻率按第４。1。１。1項規(guī)定。

4．1．2傳聲增益?

測量線路同圖4。?

在按第4．1.1款測傳輸頻率特的同時，把在觀眾廳內(nèi)各測點上測得的聲壓級減去傳聲器所接收的聲壓級，按頻率加以平均即該頻帶的傳聲增益。若把傳聲增益值與頻率的關系繪在同一張頻率坐標紙上，可得傳聲增益頻率特性。?

測試信號的中心頻率同第４。1．1。。1項，也允許按倍頻程中心頻率測量。?

4。1．3反饋系數(shù)

?測量步驟如下:?

a.

關閉測試系統(tǒng)，調(diào)節(jié)擴聲系統(tǒng)增益,使之達到最高可用增益.?

ｂ．

接通測試系統(tǒng)，輸出1/３oct粉紅噪聲信號，調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)的輸出，使測點的信噪比滿足第２。3條要求。然后用聲頻電壓表測量V點的電壓Ｕ１（代表自然聲聲壓加反饋聲壓）。

＊在調(diào)擴聲系統(tǒng)最高可用增益時，自激臨界點的判定可利用儀表指示輔之以判別為依據(jù)。

?*＊當設計所定的使用點不明時，傳聲器可置于舞臺大幕線的中點.c．

關閉測試系統(tǒng)，斷開Ｖ點.在功率放大器輸入電壓U1的１／3ｏct粉紅噪聲信號，然后電電表測量調(diào)音臺的輸出電壓U2（代表反饋電壓）??d．

U２與U1的比值即為反饋系統(tǒng).??測量時，測試聲源,擴聲系統(tǒng)傳聲器位置和指向性按第4.1．1．1項規(guī)定.

?測試信號的中心頻率按倍頻程中心頻率取值。?

４．1。4最大聲壓級

?測量可用下述方法之一進行，測量結果中需注明使用的是哪種方法.??4．1．４.1

電輸入法

?４。1。4.1.１

窄帶噪聲法?

測量線路同圖6。

?1／３oct粉紅噪聲信號直接饋入擴聲系統(tǒng)調(diào)音臺輸入端，擴聲系統(tǒng)置于最高可用增益狀態(tài).調(diào)節(jié)噪聲源輸出，使揚聲器系統(tǒng)的輸入電壓相當于四分之一設計使用功率＊的電平值。在系統(tǒng)的傳輸頻率范圍內(nèi)測出每一個1／3ｏct頻帶聲壓級，加上6dB獲得相應頻帶的最大聲壓然后加以平均。?

測試頻率的選取按倍頻程中心頻率取值.

?４．1。4.1。2

寬帶噪聲法??測量線路同圖６;只是將１/3oｃt帶通濾波器換之以模擬節(jié)目信號網(wǎng)絡.??測量時，經(jīng)過計權網(wǎng)絡的模擬節(jié)目直接饋入擴聲系統(tǒng)調(diào)音臺輸入端，揚聲器系統(tǒng)的功率調(diào)整同第4。1.4。1.１項。用聲級計在廳堂內(nèi)的規(guī)定的測點上進行測量,把測得的值分別加上6ｄB然后以平均即為最大聲壓級。

?４．1．４.２聲輸入法??4．1．4．２．1窄帶噪聲法

?測量線路見圖4。??擴聲系統(tǒng)置于最高可用增益狀態(tài)。

?調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)使舞臺上設置的測試聲源發(fā)出1/3oｃt粉紅噪聲信號，由傳聲器接收進入擴聲系統(tǒng)。電器系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)及測試頻率的選取同第４.1.4。1項。在系統(tǒng)的傳輸頻率范圍內(nèi)測出每一個1/３ocT頻帶聲壓級，加上6dB獲得相應頻帶的最大聲壓級然后加平均.

測量時，傳聲器位置同第4。1．１。1項，測試聲源置于傳聲器前0．5m距離上.?

*當設計使用功率不明時可按額定功率計算.4。１.４。2.２

寬帶噪聲法??測量線路同圖4，只是將１/3

oct帶通濾濾器換之以模擬節(jié)目信號網(wǎng)絡.

測量時擴聲系統(tǒng)置于最高可用增益狀態(tài).??調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)使測試聲源發(fā)出模擬節(jié)目信號，經(jīng)傳聲器接收進入擴聲系統(tǒng)，揚聲器系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)同第4.1。4。1.1項。用聲級計在廳堂內(nèi)的規(guī)定測點上進行測量，把測得的值分別加上6DB然后加以平均最大聲壓級.傳聲器及測試聲源的位置同第４.１。4．2。1項。?

4。1.5

聲場不均勻度

測量線路同圖4。

測量信號用１/3ｏct粉紅噪聲。測量信號的中心頻率一般按倍頻程中心頻率取。?

根據(jù)各測試在不同頻帶測得的頻帶聲壓級可作出相應聲場分布圖。?

測量信號亦可使用模擬節(jié)目信號。?

4.1.6

系統(tǒng)失真

?測量可用下述方法之一進行，測量結果中需注明使用的是哪種方法。

?４.1．６。1

窄帶噪聲法

測量線路見圖8。?

中心頻率為Ｆ的1／3oｃt

粉紅噪聲信號UF饋入擴聲系統(tǒng)調(diào)音臺輸入端.調(diào)節(jié)擴聲系統(tǒng)增益，使揚聲器系統(tǒng)輸入電壓相當于四分之一設計使用功率*的電平值.在廳堂內(nèi)的規(guī)定測點上，通過測試傳聲器用聲頻頻譜儀測量中心頻率為F,2Ｆ,3Ｆ的信號。按如下公式計算其總諧波失真系數(shù)。亦可通過曲線表示出基波、二次、三次諧波特性。?

測試頻率從１２5~400０HZ按倍頻程中心頻率取值。?

4.１．６.2

寬帶噪聲法經(jīng)過計權網(wǎng)絡的寬帶噪聲信號饋入擴聲系統(tǒng)調(diào)音臺輸入端.擴聲系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)同第4．1.6。7項利用1/4

ｏｃt帶通濾波器把從測量放大器接收到的信號按頻段分別檢出,以總聲壓信號為０dB,作出總頻譜圖.然后,在輸入端接入３

/4ocｔ帶阻濾波器，使它與帶通濾波器中心頻率同步.利用有效值指示表檢出由1/４oｃt帶通濾波器所接收的相應阻帶段的失真信號，作成失真特性曲線.總頻譜圖與失真曲線的組合反映了擴聲系統(tǒng)的非線性特性。

?非線性失真的大小可用百分數(shù)表示。

4。１。７

總噪聲??測量在空場條件進行??測量時廳堂內(nèi)的設備，例如通風、調(diào)溫等產(chǎn)生噪聲的設備及擴聲系統(tǒng)設備和可控硅調(diào)光系統(tǒng)全