GB T 3241-2010 电声学 倍频程和分数倍频程滤波器.pdf
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1、GB ICS 17.140.50 A 59 和国国家标准=lI二中华人民G/T 3241-2010 代替GB/T3241-1998 倍频程和分数倍频程滤波器山子士同电Electroacoustics-Octave-band and fractional-octave-band fil ters CIEC 61260: 1995 , MOD) 2011-05-01实施2010-12-01发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会是6¥fJi仿G/T 3241-2010 目次前言.皿1 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义4 性能规范.5 测试方法-6 仪器标记7
2、使用于册128 静电和电磁兼容要求与试验方法附录A(资料性附录)频带的中心频率.附录B(资料性附录)对于1/3倍频程滤波器最小和最大相对衰减限值处的归一化频率18附录C(资料性附录)带通滤波器电性能特性检验的推荐项目20附录D(资料性附录)射频发射限值.图11级倍频程滤波器的相对衰减的最小和最大衰减限值的说明表1倍频程滤波器的相对衰减的限值.表A.1在声频范围内的倍频程和1/3倍频程滤波器的中心频率表B.1 1/3倍频程滤波器相对衰减的限值. 18 表队1在10m距离测量的B级信息技术设备(lTE)的射频骚扰限值21表D.2在B级信息技术设备(lTE)的电源端口的传导骚扰限值21I GB/T
3、3241-2010 目U昌本标准修改采用IEC61260: 1995(电声学倍频程和分数倍频程(带通)滤波器及其第1次修改单(2001-09)。本标准做了下列编辑性修改:a) 删除了IEC61260: 1995中的前言;b) 规范性引用文件中的引导语按GB/T1. 1-2000的要求编写;c) 术语和定义的引导语按GB/T1. 1-2000的要求编写。本标准代替GB/T3241-1998(倍频程和分数倍频程滤波器。本标准与GB/T3241-1998相比主要变化如下:a) 根据第一次修改单删去了原文本中的有关电磁兼容的引用文件IEC801-2: 1991、IEC801-3: 1984和有关内容4
4、.14.3、4.14.4、4.14.5和5.11、5.12; b) 根据IEC61260 Amendment (2001-09)的内容,增加了第8章静电和电磁兼容性要求和试验方法,附录D射频发射限值,在正文中页边空白处用垂直双线(11)标识;c) 在规范性引用文件中,IEC60651和IEC60804已经被GB/T3785. 1-2010 (lEC 61672-1: 2002,IDT)所代替,本标准直接引用GB/T3785. 1-2010; d) 增加了4个术语和定义:3.323. 35; e) 第7章使用手册中增加了7项内容:W)Z), aa) , bb) ,cc); f) 附录C根据第一修
5、改单做了相应的修订。本标准的附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国电声学标准化技术委员会归口(SAC/TC23)。本标准起草单位:南京大学、中国科学院声学研究所、中国演艺设备技术协会演出场馆设备专业委员会、杭州爱华仪器有限公司。本标准主要起草人:赵其昌、章汝威、周建辉、张绍栋。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一二-GB/T3241-1982; 一一-GB/T3241-19980 而且GB/T 3241-2010 电声学倍频程和分数倍频程滤波器1 范围1. 1 本标准规定了组成滤波器组或谱分析仪的模拟的、取样数据和数字方法得到的带
6、通滤波器的性能规范和测试方法。对于给定带宽的所有滤波器,由滤波器的相对衰减特性确定的通带范围是中心频率的恒定的百分数。符合本标准要求的仪器可以包含覆盖任何所需频率范围的任何数目的带通滤波器。1. 2 本标准适用于三种等级的滤波器,0级,1级和2级的性能要求,其允差随等级的增加而增加。1. 3 符合本标准性能要求的带通滤波器可以是各种测量系统中的一部分或某一特定仪器中的一个完整部件,并可实时工作。1. 4 符合本标准要求的仪器,对于各种信号,例如,时变的、间歇的和稳态的信号;宽带的和离散的频率,以及持续时间长的和短的信号,能够提供经频带滤波的谱的信息。满足本标准要求的不同实现方式的滤波器,在涉及
7、到瞬态信号的应用中可能会给出不同的结果。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 3240-1982 声学测量中的常用频率(neqISO 266: 1975) GB/T 3785. 1-2010电声学声级计第1部分:规范(IEC61672-1:2002 ,IDT) GB 9254-2008 信息技术设备的元线电骚扰限值和测量方法(CISPR22: 2006
8、, IDT) GB/T 17626. 2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验。EC61000-4-2 : 2001 ,IDT) GB/T 17626. 3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验。EC61000-4-3: 2002 , IDT) GB/T 17799. 1 1999 电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验。dtIEC 61000-6-1 :1997) GB/T 17799. 2-2003 电磁兼容通用标准工业环境的抗扰度试验。EC61000-6-2: 1999 , IDT) GB/T 17799. 3-2001 电磁兼容通用标准居住
9、、商业和轻工业环境中的发射标准Cidt IEC 61000-6-3 :1 996) SJ/T 10444-1993电声学术语CISPR 16-1: 1999 射频干扰和抗扰测量仪器和方法第1部分z射频干扰和抗扰测量仪器。IML:1978法定计量词汇基础术语3 术语和定义GB/T 17626.2、GB/T17626. 3、GB/T17799. 1、GB/T17799. 2、GB/T17799. 3确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3. 1 带通滤波器bandpass filter 具有单一的传输频带(或具有小的相对衰减的通带)的滤波器,它从大于零的下限频率延伸到有限GB/T 3241-201
10、0 的上限频率。3.2 倍频程比octave ratio 标称频率比为2: 1;记作Go注1:在确定倍频程通带和分数倍频程通带的频率比时,本标准允许二种选择,应指明以10为底和以2为底。注2:对于以10为底的系统2GIO _ 103/10 . ( 1 ) 注3:对于以2为底的系统2G2 = 2 . ( 2 ) 注4:优选以10为底的系统。3.3 带宽指示值bandwidth designator 用包括1在内的正整数的倒数来指示倍频程带宽的分数,记作l/b3.4 参考频率reference frequency 准确值为1000 Hz的频率,记作j,。3.5 准确的(频带)中心频率exact m
11、idband frequency 与参考频率有规定关系的频率,它使在一规定带宽的滤波器组中,任何相邻的两个带通滤波器的准确的中心频率之比相同,记作儿,单位Hz。当带宽指示值的分母是奇数时,在一组滤波器中任何一个滤波器的准确的中心频率由下式确定:3.6 3. 7 j m = (Gx/b) (j,) .( 3 ) 当带宽指示值的分母是偶数时,在一组滤波器中任何一个滤波器的准确的中心频率由下式确定:jm = (G(2叶1)/(2的)(j,) . ( 4 ) 式中:z 任何整数,正数,负数,或零。注1:当式(3)或式(4)确定的准确的中心频率的滤波器,允许由窄的分数倍频程滤波器联合组成。该滤波器的输出
12、可产生具有相应的准确的中心频率和相应的截止频率的宽带滤波器的通带电平。注2:以10为底的系统,任何一个10: 1频率范围内所包含的中心频率与任何其他10: 1频率范围内相应的中心频率除了小数点符号的位置不同外,其数值是相同的。以2为底的系数,其中心频率是单一的,不重复的。注3:例如,对于1/3倍频程滤波器,标称中心频率为5000Hz的频带,其准确的中心频率(取三位小数在以10为底的系统中是501 1. 873 H趴在以2为底的系统中是5039. 684 Hz,两者之差近似为0.6%。标称中心频率为50000Hz时,其准确的中心频率在以10为底的系统中是50118.123 Hz,在以2为底的系统
13、中是50 796.834 Hz,两者差值近似为1.4%。注4:当带宽指示值的分母为奇数时,一完整的滤波器组中会有一个滤波器其中心频率为1000 Hz,当带宽指示值的分母为偶数时,在一完整的滤波器组中相邻一对滤波器的截止频率可以是在1000 Hz,因而,没有一个滤波器的中心频率为1000 Hz o 注5:声频范围内使用的倍频程和1/3倍频程滤波器的准确的中心频率在表A.1中给出。标称(频带)中心频率nominal midband frequency 为标识带通滤波器而取整的中心频率,单位为赫兹。截止频率bandedge frequency 带通滤波器的通带的下限频率和上限频率,单位为Hz。准确的
14、中心频率是下限和上限截止频率(分别记作h和j2)的几何平均值,截止频率由下式确定:2 G/T 3241-2010 11=(G一1/()(fm)( 5 ) 和12 = (G+l/(2的)(1m) ( 6 ) 式中:G一倍频程比,对于以10为底的系统用式(1)计算,对于以2为底的系统用式(2)式计算;1m 由式(3)或式(4)确定的准确的中心频率。3.8 归一化频率normalized frequency 对于带通滤波器,频率与准确的中心频率之比,记作111m0 3.9 滤波器的带宽filter bandwidth 对于某给定的滤波器,其上限频率12减去相应的下限频率元,11和12分别用式(5)和
15、式(6)计算。3. 10 倍频程滤波器octave-band filter 上限频率与下限频率的标称比为2的带通滤波器。3. 11 分数倍频程滤波器fractional-octave-band filter 是一种带通滤波器,它的上限频率12与下限频率11之比是倍频程比的某一幕次,该幕次等于相应的带宽指示值。注:用符号表示,截止频率比为/2/1=G1/b。3. 12 滤波器衰减filter attenuation 对于带通滤波器,在任何频率,它的时间均方的输入信号电平减去所示的时间均方的输出信号电平,这两个信号电平相对于同一基准量。记作A,单位为分贝。注:时间均方输入信号电平Lin用符号表示为
16、:Lin = 10叫(川)问(t)dtJ川dB 式中:Vin (t)一一瞬时输入信号,是时间的函数;T二十积分时间;V。相应的基准量如20Vo对应的表示式适用于时间均方输出信号电平。3. 13 参考衰减reference attenuation ( 7 ) 为了确定仪器中的所有带通滤波器的相对衰减,由厂家规定的在通带内标称滤波器的衰减,单位为分贝,记作Aref0 3. 14 相对衰减relative attenuation 对于带通滤波器,在任何频率,滤波器的衰减减去参考衰减,单位为分贝,记作&生。注:在任何归一化频率1/儿,其相对衰减M(I/Im),单位为分贝,由式(8)确定:M (j/lm
17、) = A(I/Im) -Aref 式中zA(I/Im)-一在归一化频率I/Im处的滤波器的衰减;Aref一一参考衰减。( 8 ) 3 GB/T 3241-2010 精确的中心频率!m由式(3)或式(4)计算。3.15 归一化有效带宽normalized effective bandwidth 对于恒振幅的正弦电输入信号,由滤波器组输出端的读出设备指示的信号时间均方值与输入信号时间均方值之比,并在归一化频率上积分;信号的时间均方值之比乘以常数100叫of进行归一化,其中Af是参考衰减,单位为分贝,记作丘。注:归一化有效带宽的解析式由4.5.2给出。3.16 归一化基准带宽normalized
18、reference bandwidth 对于带通滤波器,滤波器的带宽与准确的中心频率之比,记作丘。注:归一化基准带宽B,由式(9)确定:B, = (f2 - !1)/!m =1/归的一1/(2b) 3.17 滤波器的积分晌应filter integrated response ( 9 ) 滤波器的归一化有效带宽与归一化基准带宽之比以10为底的对数,乘以10,单位为分贝,记作t:.Bo注:tJ.B的解析表达式在4.5.1中给出。3. 18 参考电平范围reference level range 为测试电性能用,制造厂规定的某一电平范围,单位为分贝。3. 19 参考输入信号电平reference
19、input signal level 在参考电平范围内,制造厂规定的输入信号电平,单位为分贝。3.20 电平差level difference 对于在任何电平范围内的带通滤波器,输出信号电平减去输人信号电平加上电平范围控制器的标称衰减(如果有的话),用分贝表示。3.21 参考电平差reference level difference 在参考电平范围内,输入信号在中心频率处对于所用的参考输入信号电平的电平差,单位为分贝。3.22 电平线性误差level Iinearity error 在任何电平范围内,在中心频率处的电平差减去参考电平差,单位为分贝。3.23 线性工作范围Iinear opera
20、ting range 对于规定的滤波器带宽和电平范围,电平线性误差保持在从下边界到上边界的规定的允差内时,稳态正弦输入信号电平的范围,单位为分贝。3.24 电平范围控制器level range control 为了保证仪器在整个线性范围内工作,用于调节仪器的灵敏度以适应输入信号电平的变化的装置。3.25 测量范围measurement range 对于任何标称的中心频率,在最低灵敏度电平范围内线性工作范围的输入信号电平的上边界减去4 在最高灵敏度电平范围内线性工作范围的输入信号电平的下边界,单位为分贝。3.26 模拟滤波器analogue filter 对输入信号连续工作以产生一个经滤波输出的
21、滤波器。3.27 取样数据滤波器sampled-data filter 它对输入信号取样并产生一个经滤波的输出的计算过程。3.28 数字滤波器digital filter 取样数据滤波器的子集,运用于输入数据的数字化取样。3.29 实时工作real-time operation G/T 3241-2010 取样数据滤波系统的一种工作模式或能力,它产生经带通滤波的输出信号电平,而且对于这输出所进行的每个取样间隔有关的计算、平均,完成的所需时间周期比在取样间隔内所处理的所有的输入数据的取样间隔要小或相等,从而所有的输入信号的所有取样对于合成的滤波的输出信号电平具有等计权的贡献。3.30 i昆叠频率
22、分量aliased frequency components 在取样数据带通滤波器的输出信号中的虚假的频率分量。它是由于用比输入信号的最高频率分量低得多的速率对连续的随时间变化的输入信号取样时引起的。3.31 3.32 3.33 抗混叠滤波器anti-alias filter 是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。(带通滤波器的)参考方位reference orientation Cof a bandpass filter) 对应于射频场发射机或接收机的主方向的带通滤波器的方位。X类带通滤波器group X bandpass filter 本身包含有符合本标准带
23、通滤波功能的完整仪器,而且规定标称工作模式为由内部电池供电,不需外接到其他装置就能正常王作。3.34 Y类带通滤波器group Y bandpass filter 本身包含有符合本标准带通滤波功能的完整仪器,但按规定连接到电网供电才能正常工作,不需外接到其他装置就能正常工作。3.35 Z类带通滤波器group Z bandpass filter 包含符合本标准带通滤波功能的仪器需要由两个或多个装置,通过某种方法连接在一起才能正常工作,它们既可以是电池供电,也可以由电网供电。4 性能规范4. 1 概述本标准规定的倍频程和分数倍频程滤波器的电响应特性,在4.13基准环境条件下适用。任何以10为底或
24、以2为底的倍频程比的滤波器设计的实施,均可用来提供符合本标准所有适用要求的仪器。5 GB/T 3241-2010 4.2 标称(频带)中心频率是准确的中心频率的适当的取整的值,用以鉴别或标定倍频程和分数倍频程滤波器。附录A提供了倍频程和1/3倍频程滤波器的准确的中心频率和标称中心频率,描述了确定带宽指示值从1/4到1/24的分数倍频程滤波器的标称中心频率的程序。4.3 参考衰减厂家应该规定在通带内的参考衰减,在一组滤波器中,对于所有的滤波器,参考衰减应该是相同的。4.4 相对衰减4.4. 1 对于0级、1级或2级倍频程滤波器,所有滤波器的相对衰减应在表1的限值以内,表中给出了在倍频程带宽内指定
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