GB T 4959-1995 厅堂扩声特性测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准厅堂扩声特性测量方法发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准厅堂扩声特性测量方法代替国家技术监督局批准实施主题内容与适用范围本标准规定了装有扩声设备的厅堂声学特性测量方法本标准适用于装有扩声设备的各类厅堂及其他场所的声学特性测量本标准不排斥能得到同等精度的其他测量方法引用标准磁带录音机基本参数和技术要求声和振动分析用的和倍频程滤波器测试电容传声器技术条件声级计的电声性能及测试方法模拟节目信号传声器测量方法客观评价厅堂语言可懂度的法声学语言清晰度测试方法厅堂混响时间测量规范术语所用术语仅为了说明标准中有关项目的物理意义最高可用增益扩声系统在所属厅堂内产生反馈自激临界

2、增益减去时的增益测试声源为了测量扩声系统的各项指标专门组成各种形式的发声器音节清晰度测听人员对规定的音节语声判断准确率的统计平均值均衡器为了补偿厅堂扩声系统传输幅度频率特性而加入的频率特性调节装置语言传输指数它是一个物理量且表示与可懂度有关的语言传输质量快速语言传输指数它是语言传输指数法法在某些条件下的一种简化形式用来测定与可懂度有关的语言传输质量见测量条件测量前扩声设备须按设计要求在厅堂内安装完毕并调整扩声系统使之处于正常工作状态注测量前均衡器若有的话需要进行系统最佳补偿调整测量时扩声系统中调音台的音调调节器置于平直位置功率放大器的音调补偿若有的话置于正常位置测量时厅堂内测点的声压级至少应高

3、于厅堂总噪声混响时间及再生混响时间测量时信噪比至少应满足要求各项测量一般应在空场及满场条件下分别进行满场或模拟满场难以进行时可只作空场测点的选取应符合下列条件所有测点离墙以远测点距地高度对于有楼座的厅堂测点应包括楼座区域对于有舞台或主席台扩声的场所测点还应包括舞台区或主席台区对于对称厅堂测点可在中心线的一侧包括中心线附近区域内选取传输频率特性传声增益最大声压级系统失真和反射声时间分布的测点数宜选全场座席的千分之五且最好不得少于八点无楼座场所不得少于五点测点的分布应当合理并有代表性声场不均匀度的测点数不得少于全场座席的六十分之一它们可以是中心线附近左半场或右半场再均匀取列每隔几排进行选点测量对于

4、大型场所为减少测量工作量测点数可适当减少混响时间及再生混响时间测量空场时不少于五点满场时不少于三点满场测点一般须与空场测点一致总噪声及背景噪声测量只在空场条件下进行测点的选取同第条混响时间及反射声时间分布测量需要时可增设舞台上的测点指数的测量可在空场及满场条件下进行测点的选取同第条对于非对称厅堂应增加测点有些项目的测量亦可采用录音法声记录重放测量仪器本标准不排除使用达到同等准确度的其他仪器声频信号发生器频率范围不均匀度优于总谐波失真不大于噪声信号发生器具有粉红噪声输出功能粉红噪声的频谱密度在衰减器输出或负载端开路时不均匀度优于幅度为高斯分布信噪比不低于测试功率放大器频率范围不均匀度优于总谐波失

5、真不大于额定功率不小于负载阻抗测试电容传声器按的规定测量放大器频率范围不均匀度优于总谐波失真不大于开路噪声线性不大于短路噪声线性不大于带通滤波器按的规定电平记录仪频率范围不均匀度优于动态范围分辨率用记录纸时优于用记录纸时优于输入阻抗描划速度至少具有和两档声级计按的规定声频频谱仪声频频谱仪是测量放大器与和滤波器的组合示波器长余辉最长扫描时间能够观察重复频率不高于宽度为振幅为的正负脉冲波形时标具有六档声频电压表频率范围输入阻抗不小于输入电容不大于指示准确度优于峰值因数不小于录音机按中优于盘式级或盒式级指标这些录音机应不带电路控制测试声源扬声器频率范围不均匀度优于其中不均匀度优于总谐波失真不大于灵敏

6、度不小于测额定功率标称阻抗箱体容积不大于脉冲声源具有一定的持续时间和波形要求性能稳定的脉冲声源例如火花声发生器语言传输指数仪发送器测试信号赝无规粉红噪声其包括符合典型语言谱倍频程滤波器和调制频率输出内接扬声器在相距处参考输出声级为在相距处参考输出声级为接收器输入灵敏度输入产生显示输入动态范围正弦信号输入范围倍频程信号倍频程信号调制频率精度测量周期三种显示位节测量方法扩声特性传输幅度频率特性厅堂内各听众席处稳态声压的平均值相对于扩声系统传声器处声压或扩声设备输入端电压的幅频响应测量可用下述方法进行测量结果中需注明使用的是哪种方法声输入法测量可用代替法见图和第条或比较法见图和第条进行图测量时粉红噪

7、声信号经过测试功率放大器加到测试声源上调节测试声源系统输出使测点的信噪比满足第条要求改变带通滤波器的中心频率在传声器处和观众厅内的测点上分别测量声压级取其差值在比较法中可控制传声器处声压恒定如图中虚线连接也可不控制其恒定如图但无虚线框图和连接测量时传声器置于设计所定的使用点上传声器的指向性按设计要求调节在比较法中并应不受测试传声器的影响测试声源置于传声器前的距离对语言扩声为对音乐扩声为注当设计所定的使用点不明确时传声器可置于舞台大幕线的中点测量可用点测法或自动测量法见第条测量在传输频率范围内进行测试信号的中心频率按中心频率取点图电输入法测量线路见图图粉红噪声信号直接馈入扩声系统调音台输入端调节

8、噪声源的输出使测点的信噪比满足第条要求改变带通滤波器的中心频率保持各频段电平值恒定在观众厅内规定的测点上测量声压级测量在传输频率范围内进行测试信号的中心频率同第条规定传声增益扩声系统达最高可用增益时厅堂内各听众席处稳态声压级平均值与扩声系统传声器处稳态声压级的差值测量线路同图把在观众厅内各测点上测得的声压级平均值减去传声器处的声压级按频率加以平均即得该频带的传声增益若把传声增益值与频率的关系绘在同一张频率坐标纸上可得传声增益频率特性也是在最高可用增益条件下声输入法的传输频率特性测试信号的中心频率同第条也允许按倍频程中心频率测量注在调扩声系统最高可用增益时自激临界点的判定可利用仪表指示辅之以人耳

9、判别为依据最大声压级扩声系统在厅堂听众席处产生的最高稳态准峰值声压级测量可用下述方法进行测量结果中需注明使用的是哪种方法电输入法窄带噪声法测量线路同图将或粉红噪声信号直接馈入扩声系统调音台输入端调节噪声源输出使扬声器系统的输入电压相当于十分之一至四分之一设计使用功率的电平值当声压级接近时可用小于十分之一的使用功率在系统的传输频率范围内测出每一个或频带声压级加以换算获得相应频带的最大声压级然后平均注当设计使用功率不明时可按额定功率计算宽带噪声法测量线路同图只是将带通滤波器改用模拟节目信号网络测量时经过计权网络的模拟节目信号直接馈入扩声系统调音台输入端扬声器系统的功率调节同第条用声级计在厅堂内的规

10、定测点上进行测量把测得的值加以换算然后平均声输入法窄带噪声法测量线路同图调节测试系统使舞台上设置的测试声源发出粉红噪声信号由传声器接收进入扩声系统扬声器系统的功率调节及测试频率的选取同第条在系统的传输频率范围内测出每一个频带声压级加以换算获得相应频带的最大声压级然后平均测试时传声器位置同图即设计所定的使用点上测试声源置于传声器前距离上宽带噪声法测量线路同图只是将带通滤波器换之以模拟节目信号网络调节测试系统使测试声源发出模拟节目信号经传声器接收进入扩声系统扬声器系统的功率调节同第条用声级计在厅堂内的规定测点上进行测量把测得的值加以换算然后平均即为最大声压级传声器及测试声源的位置同第条注按此方法测

11、量时测试声源的输出信号只是接近于模拟节目信号的频率特性声场不均匀度厅堂内有扩声时不同听众席处稳态声压级的差值测量线路同图测量信号用粉红噪声测量信号的中心频率一般按倍频程中心频率取值根据各测点在不同频带测得的频带声压级可作出相应的声场分布图系统谐波失真扩声系统由输入声信号到输出信号全过程中产生的谐波失真注当测量由声输入到声输出的非线性畸变有困难例如产生标准测量信号有困难或无条件在厅堂中提取扩声的直达声信号时允许测量由电输入到声输出的谐波失真作为系统的谐波失真见图但应注明这是由电到声的失真中心频率为的粉红噪声信号馈入扩声系统调音台输入端调节扩声系统增益使扬声器系统输入电压相当于四分之一设计使用功率

12、的电平值在厅堂内的规定测点上通过测试传声器用声频频谱仪测量中心频率为的信号按公式计算其谐波失真系数注当设计使用功率不明时可按额定功率计算亦可通过曲线表示出基波二次三次谐波特性测试频率可从按倍频程中心频率取值图总噪声扩声系统达最高可用增益但无有用声信号输入时厅堂内各听众席处噪声声压级的平均值测量在空场条件下进行测量时厅堂内的设备例如通风调温调光等产生噪声的设备及扩声系统全部开启测点的选取同第条测量可用声级计在范围内按倍频程带宽取值测量结果与评价曲线比较并得到数值测量也可用计权数据扩声系统增益控制位置同第条测量可按图点测或实现自动记录图与扩声特性有关的建筑声学项目背景噪声当扩声系统不工作时厅堂内各

13、听众席处室内噪声声压级的平均值在测量总噪声的同时关闭扩声系统设备按第条方法测量背景噪声反射声时间分布指声源发脉冲声时室内反射声的时间排列状况测量线路见图接收频率采用脉冲的宽度为脉冲间隔为测量时示波器时标总长度取测点的选择同第条在示波器上显示的反射声图形可用照像机拍摄以进行分析图混响时间室内声音已达到稳定状态后停止声源平均声能密度自原始值衰减到百万分之一所需的时间由噪声源发出的或或全频带粉红噪声信号直接馈入扩声系统调音台输入端调节扩声系统输出使测点的信噪比满足第条要求在观众厅内的预定测点上进行测量测点的选择同第条测量线路见图注在满场情况下低频衰减不足时可以酌情降低信噪比图当模拟自然声源进行混响时

14、间测量时测量线图见图测试声源取自然声源的位置图当声源停止发声后记录声压级衰减时的衰减曲线并用专用量规量得所测之混响时间测量频率的选取至少应有再生混响时间计入声反馈因素以后的混响时间测量线路见图测量时扩声系统置于最高可用增益状态调节测试系统使舞台上设置的测试声源发出或粉红噪声信号由传声器接收进入扩声系统调节噪声源的输出使测点的信噪比满足第条要求测点的选择按第条当声源停止发声后记录声压级衰减时的衰减曲线并用专用量规量得所测之混响时间测量时传声器位置同图测试声源与传声器间距分别为和语言扩声音乐扩声测量频率的选取同第条图快速语言传输指数客观评价厅堂语言可懂度的法与可懂度有关的语言传输质量是根据模拟实际

15、发话人声学特性的测试信号通过房间时调制指数的降低确定测试信号由位于发话人位置的声源传输到听音人位置上的传声器此处的调制指数是测量可按图无扩声或图有扩声进行图图声学测试信号是由一个安装在合适壳体中的声源产生的壳体尺寸与人头大小相当指向性指数以方位角和仰角为参考轴应为时时在给定的倍频带内在参考轴上偏离在任何方向上测得的频率响应应相当平坦声源应置于相当厅堂中真实发话人头部位置参考轴指向正常发话方向测试信号电平应调节到使参考语言声级为在附加测量时也可以选用其他的参考语言声级它可以是从待测厅堂中距发话人唇部前距离处实际测量的真实发话人的计权档及慢响应对中心频率为的倍频带测试信号应调到使长期有效值声压级相

16、对于参考语言声级为对中心频率为的倍频带为这些声压级是指声源参考轴相距处为参考的值注在使用声系统时声源与声系统传声器之间距离应加以说明测试信号应是一个有正弦强度调制的噪声载波并具有确定的初始调制指数调制频率容差为应为频带频带厅堂中应放置全向测量传声器可以使用厅堂中听音者所占的任何位置测点的选择按第条传声器输出接到符合的中心频率为和倍频程滤波器从滤波信号中得出调制指数得出的调制指数与初始的调制指数之比可由式确定然后将个值中的每一个按照式转换成注这可以看作为视在信噪比以分贝表示高于的值按取值低于的值按取值确定由此得到的个值的算术平均值把指数从按式归一化得出所选条件下或规定条件下的指数法的应用受到语言传输背景噪声和混响时间诸因素的限制因此在满足下列要求时才能应用基本上是线性语言传输无削波等因为法没有考虑非线性失真影响宽带语言传输典型值为因为此方法是以假定基本上是无限制的语言谱为基础的背景噪声中不包含可闻纯音在倍频带频谱中无明显的峰或谷背景噪声无脉冲特征混响时间随频率变化不太大时上述要求中的一个或多个不满足时最好使用法汉语清晰度测量方法见附加说明本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由电子工业部标准化研究所归口本标准由电子工业部第三研究所和广播电影电视部设计院负责起草本标准主要起草人崔广中李齐勋骆学聪朱雷凤吴灵本标准于年月首次发布年月第一次修订