GB T 12060.3-2011 声系统设备.第3部分：声频放大器测量方法.pdf

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1、ICS 33.160. 10 M72 母国中华人民主t/、和国国家标准GB/T 12060.3-2011/IEC 60268-3:2000 代替GBjT9001-1988 声系统设备第3部分:声频放大器测量方法Souod system equipmeot-Part 3: Methods of measuremeot 00 audio amplifiers (IEC 60268-3: 2000 , IDT) 2011-10-31发布数码防伪/ 中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2012-02-01实施发布GB/T 12060.3-20门/IEC60268-3: 200

2、0 目次V1111122223333344 件川条量测uu件准条标件量H置件和条测-uu位太阳T文u件言定准件川的快4用条引额标条牛器器备量设EHUM叫叫自测耗寻川是bu另主口市川青置的功性额J-J其类换控控的UE围范件J1J作互动源量量p3言范规条川333口工可自电音测系可nu- 前1234567891112 标志413 工作环境.414 特性解释及相应的测量方法.4 14. 1 电源的基本特性.4 14. 1. 1 特性解释.4 14. 1. 2 测量方法.5 14.2 (长期)电源电压变化的容差.5 14.2.1 特性解释.14.2.2 测量方法.14.3 电源频率变化的容差14.3.1

3、 特性解释.14.3.2 测量方法14.4 电源谐波和纹波的容差.14.4.1 特性解释14.4.2 测量方法.7 14.5 输入特性.7 14. 5. 1 额定源阻抗，特性解释.7 14.5.2 输入阻抗.7 G/T 12060.3-2011月EC60268-3: 2000 14.5.3 额定源电动势，特性解释.8 14.5.4 对应于额定失真限制的输出电压的最小源电动势.8 14.6 输出特性.9 14.6.1 额定负载阻抗，特性解释14.6.2 输出源阻抗14.6.3 失真限制的输出电压和功率.10 14.6.4 调整率14.6.5 过载恢复时间-14. 7 限幅特性14.7.1 过载源

4、电动势14.7.2 短期最大输出电压和功率.12 14.7.3 长期最大输出电压和功率.12 14.7.4 温度限制的输出功率14.8 保护电路特性.13 14.8.1 概述.13 14.8.2 对存在隐患的电压电流输出组合的保护.14 14.8.3 直流偏移保护电路特性14. 9 额定(失真限制的)输出电压或功率的持续时间.16 14.9.1 概述14.9.2 特性解释14.9.3 测量方法.17 14. 10 增益1714. 10. 1 电压增益和电动势增益.17 14. 10. 2 最大电动势增益.17 14.10.3 音量控制器的衰减特性.17 14.10.4 多通道设备中平衡控制器的

5、衰减特性.18 14.11 响应.18 14.11. 1 增益一频率响应.18 14.11. 2 增益限制的有效频率范围.14.11. 3 失真限制的有效频率范围.19 14.11. 4 相位一频率响应.19 14. 12 幅度非线性.20 14. 12. 1 14.12.2 14.12.3 14.12.4 14. 12.5 14.12.6 14. 12. 7 14.12.8 14. 12. 9 14. 12. 10 14. 12. 11 H 概述.20 额定总谐波失真.20 标准测量条件下的总谐波失真.20 总谐波失真作为幅度和频率的函数.20 标准测量条件下的阶谐波失真. 21 n阶谐波失

6、真作为幅度和频率的函数n阶调制失真(其中=2或3). 22 n阶差频失真(其中n=2或3). 23 动态互调失真(DIM).24 总差频失真.26 计权总谐波失真.27 G/T 12060.3-2011 /IEC 60268-3: 2000 14. 13 噪声.2714. 13. 1 特性解释.27 14. 13. 2 测量方法.28 14. 14 哼声.14. 14. 1 概述.28 14.14.2 特性解释.28 14.14.3 测量方法.29 14. 15 平衡输入和输出.29 14.15. 1 输入平衡.29 14.15.2 过载(失真限制的)峰-峰值共模输入电压.30 14.15.3

7、 输出平衡.30 14.16 多通道放大器中的串音衰减和分离度.14. 16. 1 特性解释.14.16.2 测量方法.14.17 多通道放大器中通道间的增益差和相位差. 14.17.1 增益差.32 14.17.2 相位差.33 14.18 尺寸和质量，特性解释.33 附录A(资料性附录)平衡接口参考文献.40 图1测量输入阻抗的电路.图2测量过载恢复时间的波形图.34 图3防止有潜在破坏性的输出电压和电流的保护图4合并两输入信号的电路.36 图5频率在30kHz以下的动态互调失真的测量信号频谱.36 图6测量平衡输入的平衡度的电路.37 图7测量平衡输出的内阻平衡度的电路.37 图8测量平

8、衡输出的电压对称度的电路.38 表1相同放大器的不同额定总谐波失真及额定失真限制的输出功率的规范表2处于20kHz以内的动态互调失真分量.25 mM G/T 12060.3-2011/IEC 60268-3:2000 -目IjJ:I GB/T 12060(声系统设备分为以下各部分:一一第1部分:概述;一第2部分:一般术语解释和计算方法;一一-第3部分:声频放大器测量方法;一一第4部分:传声器测量方法;一-第5部分:扬声器主要性能测试方法;一一第6部分:辅助元源元件;第7部分:头戴耳机测量方法;一一第8部分z自动增益控制器件;第9部分:人工混响、时间延迟和频移装置测量方法;一一第10部分:峰值节

9、目电平表;一一第11部分:声系统设备互连用连接器的应用;一第12部分:广播及类似声系统用连接器的应用;一一一第13部分:扬声器昕音试验;一一第14部分:圆形和椭圆形扬声器，外形尺寸和安装尺寸;一一第16部分:由语言传输指数(STI)对语言可懂度的客观等级评估;一一第17部分:标准音量表;一一第18部分:峰值节目电平表-数字音频峰值电平表。本部分为GB/T12060的第3部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分采用翻译法等同采用IEC60268-3: 2000(声系统设备第3部分:放大器)(英文版)。本部分作了下列编辑性修改:a) 用小数点，代替作为小数点的逗号，;b)

10、删除国际标准的前言;c) 图2b)中过载恢复时间=t1-tz改为过载恢复时间=t3-tz。本部分是对GB/T9001-1988(声系统设备第3部分:放大器的修订。本部分与GB/T9001-1988相比主要变化如下:a) 增加3.1.2h); b) 删除GB/T9001-1988中3.2.4电源的影响气c) 删除GB/T90011988中第5章额定源阻抗气d) 删除GB/T9001-1988中第8章特殊的操作说明气e) 改变GB/T90011988中16.4.2测量方法的内容;f) 增加14.5.2.2.3用电桥测量输入阻抗;g) 增加14.5.2.2.4使用源电阻的两个阻值测量输入阻抗;h)

11、增加GB/T9001-1988中18.1额定负载阻抗中的表格内容;i) 改变GB/T9001-1988中19.2.1特性解释的内容;j) 增加14.8保护电路特性和14.9额定(失真限制)输出电压或功率的持续时间气k) 增加GB/T9001-1988中22.4.1特性解释的内容;V GB/T 12060.3-2011月EC60268-3: 2000 1) 增加14.12.7.20; m)增加14.12.8.2j)和k);n) 增加14.12.11计权总谐波失真;0) 重新规定GB/T9001一1988中第25章平衡的内容;p) 删除GB/T9001-1988中第26章外界影响和第27章杂散磁场

12、气q) 删除GB/T9001-1988中第31章规定特性的分类飞将分类原则应用到有关条款中;r) 本部分的章、条编号与IEC60268-3: 2000(声系统设备第3部分:放大器)(英文版)保持一致。本部分代替GB/T9001-1988(声系统设备第3部分z放大器。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会CSAC/TC242)归口。本部分起草单位:南京大学声学研究所、江苏省电子信息产品员量监督检验研究院、国光电器股份有限公司。本部分主要起草人:沈勇、张志强、杨军。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB/T9001-1988 0 VI

13、 G/T 12060.3-2011月EC60268-3: 2000 声系统设备第3部分:声频放大器测量方法1 范围本部分规定了放大器规范中应给出的特性，以及其相应的测量方法。本部分适用于组成专业或家用声系统的模拟放大器以及模拟/数字放大器中的模拟部分。一般地说，所给出的测量方法是与定义有最直接关系的，但并不排除采用能得到等效结果的其他方法。本部分规定的额定条件和标准测量条件，下文中即作为规范和测量的条件。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 5465

14、. 2-2008 电气设备用图形符号第2部分:图形符号(IEC60417 DB:1973 , IDT) GB/T 6278 模拟节目信号GB 8898-2011 音频、视频及类似电子设备安全要求(eqvIEC 60065: 1998(第六版)GB/T 12060.2-2011 声系统设备第2部分:一般术语解释和计算方法(lEC60268-2: 1987 ,IDT) GB/T 14197 音频、视频和视昕系统互连的优选配接值(IEC61938 , IDT) GB/T 17626. 17-2005 电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验。EC61000-4-17 :2002 ,IDT

15、) GB/T 17626.29-2006 电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(IEC61000-4-29: 2000 , IDT) SJ/Z 9140. 1-1987声系统设备第1部分:概述(idtIEC 60268-1: 1988) 3 条件3.1 额定条件和标准测量条件3. 1. 1 引言为便于安排放大器的测量，本部分分别在额定条件和标准测量条件的标题下规定了几组条件。术语额定的完整解释见GB/T12060.2-2011。放大器的额定条件是:-一一额定电源电压z额定源阻抗;一-额定源电动势;一额定负载阻抗;一一额定总谐波失真，或者额定(失真限制的

16、)输出电压或功率;额定机械和气候条件。注1:总谐波失真和(失真限制的输出电压或功率是相互关联的。二者不能同时作为额定条件，因为通常一个给定G/T 12060.3-2011月EC60268-3: 2000 的样品放大器输出额定输出电压或功率时产生的失真小于额定总谐波失真。注2:如果电源频率是关键性的，则也代表一个额定条件。为了得到正确的测量条件，应当从制造商给出的规范中取得上述额定条件的数值。这些数值本身不是要测量的对象，但构成了测量其他特性的基础。GB/T 12060的本部分给出了一些其他特性的测量方法，要求或允许制造商在设备规范中给出下列特性的额定值一一额定电压增益;额定失真限制的输出电压或

17、功率(不作为额定条件时); 一一额定信噪比;一一额定等效噪声源电动势。3.1.2 额定条件放大器可作为一个四端网络来考虑，它具有一对特定的输入端和一对特定的输出端。满足下列条件时就应认为该放大器在额定条件下工作:a) 放大器接在额定电源上。b) 7w-、电动势与额定源阻抗串联，再接到输入端上。注:对于有多个相同通道的放大器，输入信号宜同时馈给所有相应的成对输入端。c) 输出端额定负载阻抗。d) 如有必要，测量过程中不用的端子按制造商的规定连接。e) 在适当的频率上，调整源电动势使其正弦电压等于额定源电动势。没有明确的反对理由时，该频率应该采用S/Z9140.1中规定的标准参考频率1kHz。反对

18、的理由可能是标准参考频率在放大器有效频率范围之外或接近其极限。如果有音量控制器，置于使输出端出现额定失真限制的输出电压的位置。g) 如果有音调控制器，置于规定位置以给出规定频响，规定频响一般为平直频响。h) 如果有平衡控制器，置于机械中心位置。i) 额定机械和气候条件，按S/Z9140.1执行。当额定失真限制的输出功率大于额定温度限制的输出功率时，某些放大器在额定条件下工作时间长了会过热。这些放大器的额定条件持续时间不得比放大器容许的时间长。3. 1. 3 标准测量条件将放大器置于额定条件下(见3.1. 2) ，然后把源电动势降到比额定源电动势低10dB，即为标准测量条件。3. 2 其他条件如

19、果对于除额定条件和标准测量条件以外的情况(例如不同的频率或不同的控键位置)给出了放大器的附加数据，则应完整说明相关条件。如有可能，应按本部分的有关条款中的推荐来选择这些条件。补充的测量步骤可以从给出的标准条件下的测量步骤中引申出来。如有必要采用特殊的预防措施来保证测量准确度，应与有关的测量步骤一起做出说明。4 工作类别A类:提供负载电流的每个有源器件中的电流在信号的每个周期内始终大于零，对负载电流的一切值均如此，负载电流最大达到井包括由额定输出功率或电压及额定负载阻抗所确定的值。GB/T 12060.3-2011月EC60268-3: 2000 B类z提供负载电流的每个有源器件中的电流，正好在

20、负载电流的每个周期的半周等于零。注:一般用法中，B类可以扩展到电流流动稍许大于半周的情况。AB类:至少有一个提供负载电流的有源器件中的电流在负载电流的每个周期的某一部分等于零，负载电流值的范围不超过额定输出功率或电压以及额定负载阻抗所确定的值。注2信号电平足够低时，AB类放大器通常工作于A类。D类:提供负载电流的每个有源器件中的电流受一个载波信号的控制。处于零或最大值的开关状态，而该载波信号的调制输送有用信号。注:其他一些工作类别已经商品化了，但还未提交供标准化的正式类别定义。5 可互换部件对典型测量而言，可互换部件应具备这些部件规定的平均特性。测量个别样机时应采用随样机提供的可互换部件。6

21、自动控制器放大器可能包含自动控制电路，如限幅器、压缩器、扩展器和电子衰减电路。这些电路使放大器的某些特性与通过放大器本身的信号有关，或与外加的控制信号有关。测量这种放大器的特性时，应使自动控制电路不起作用，测量自动控制器的特性时除外。7 电源应该把放大器接到额定电源上测量。测量过程中应注意保持电源电压为额定值。如果制造商标称的电源电压的容差超过士10%，那么也应说明在容差上下限处的待测量的特性。可以在电源电压、电源频率、交流电源的谐波或直流电源的纹波的标称容差的上下限处进行附加测量。警告:不得超过制造商规定的电源电压窑差。8 音量控制器的位置除非音量控制器的最大和最小位置是待测特性所固有的，否

22、则若只对音量控制器的一个位置进行特性测量，则音量控制器应置于3.1.2给出的额定条件的位置。如需在音量控制器的几个不同位置进行特性测量，则应包括额定条件的位置，其他优选位置为最大位置、相对于额定条件位置的一3dB、-6dB、-10dB、-20dB及-40dB等位置。所有不测量的通道的音量控制器如有可能应置于最小增益位置，除非另有规定。9 测量的预备状态开始测量放大器之前，应使其在近似标准测量条件下工作1h，或按制造商的规定进行。操作放大器之前，应仔细阅读制造商对开始操作的说明。随后把放大器置于3.1.3给定的标准测量条件下。由于内部发热，输出电压可能会随时间而改变。除非变化过大，否则在预备状态

23、期间可以忽略这种影响。预备状态结束后，应根据需要把放大器置于额定条件或标准测量条件下。3 GB/T 12060.3-2011/IEC 60268-3 :2000 10 系列的测量如果进行一系列测量，在两次测量之间，放大器最好保持在标准测量条件下。如果在两次测量之间，放大器必须较长时间停止工作，则进一步的测量应从第9章规定的预备状态开始进行，除非能说明这样的处理不必要。门可变功耗设备声系统设备如果包含一个或者多个工作在AB类或者B类的功率放大器时，元论其中输出级的直流电源是否具有采用串联控制元件的电子稳压电路，都应认为是可变功耗设备。注1:IEC 60065第四版(1976)定义了可变功耗设备:

24、由于输出电路的负载阻抗或者信号参数的变化导致的功率损耗变化可超过15%的设备。但是在第五版(1985)和第六版(1998)没有定义。注2:直流电源用并联电子控制元件来稳压时，功率损耗实质上一般是(如果不总是)基本稳定的。但是这些设备在某些方面仍可作为可变功耗设备，实际上14.7.4.1的内容仍然适用。本部分中的所有测量都适用于可变功耗设备，大多数情况下没有特殊问题。但是在测量哼声和额定失真限制的输出功率时也许会出现一些问题，因此一些附加的测量对评价这些设备的性能是有价值的。(见14.6.3.1注和14.14. 3c) 12 标志SJ/Z 9140.1-1987给出了端子标志和控制器标志的规定。

25、标志会涉及到下列内容:一一见GB8898的人身安全和防火。出现连接错误时的安全。见GB/T5465.2的正常操作指示。标志既不能防止不正确的操作，也不能提供完整的操作说明。因此必须把防止危险或误操作的方法以及手册中的使用说明配合起来考虑。一定要使标志明显，尽可能容易理解。当设备安装好以后，凡不使用工具元法触及的互联端子，制造商应在安装指南中清楚明显地标示出来。这种安装指南是供专业人员阅读的。13 工作环境应该把放大器安装在与使用环境相似的环境中进行测量，特别是包含温度的测量更是如此。在安装方面的限制条件以及专门的通风要求均应由制造商加以说明，并成为额定条件的组成部分(见3.1. 2)。同时参见

26、GB8898或其他适用的国家安全标准。14 特性解释及相应的测量方法14. 1 电源的基本特性14. 1. 1 特性解释对于接电源的每对端子和电源电压选择器(如果有的话)的每个位置，制造商应作出下列规定(标明4 G/T 12060.3-2011月EC60268-3: 2000 任选处除外): a) 电源类别(交流或直流)，在设备上和规范上标示pb) 额定电源电压(为额定条件，见3.1. 2) ，在设备上和规范上标示;c) 电源频率或频率范围(可以是额定条件，见3.1.刀，在设备上和规范上标示;d) 额定条件下从电源汲取的功率，用瓦表示，在设备上和规范上标示;e) 对于可变功耗设备(见11章)，

27、在规定的负载阻抗(包括额定负载阻抗)下，从电源汲取的功率可以表示为从零到额定值范围内的输出电压或功率的函数。对于用电池供电的设备，该特性有特殊的价值，可以用图表示。注z在上面的d)和e)中，从电源汲取的视在功率明显地大于有用功率，则视在功率应另作说明。14. 1. 2 测量方法a) 将放大器置于额定条件下;b) 用功率计测量从电源汲取的功率，用瓦表示:1) 采用额定电源电动势，见14.5.3;2) 采用标准测量条件下的电源电动势;3) 对可变功耗设备，输出电压或功率在零到额定值的范围内改变。14.2 (长期)电源电压变化的窑差14.2. 1 特性解释制造商规定的电源电压的容差应使在规定限额内的

28、任何电源电压都满足:a) 在任何正常操作条件下，工作电压都不能超过其上限，这一点特别适用于像半导体器件和电解电容器等元件;b) 用在放大器中的电子管的灯丝电压不能超过其容差5c) 放大器长时间在标准测量条件下工作，任何元器件都不能超过其最高容许温度，与电源电压有关的除外;d) 输出和增益都不得发生过度的变化;e) 信号哼声比与额定值相比不劣于一3dB。从电网获得电源的放大器一般不会遇到电源电压变化超过士10%的情况。这样的变化一般不需要对放大器作特殊设计。以电池或小变压器为电源的放大器，电源电压的变化可能较大，这也许是由于负载的变化、电池的温度造成的，也许是在电池的寿命或放电期间电池电压逐渐下

29、降造成的。如果制造商指出，不允许放大器的电源电压变化超过土10%，则在正常的放大器设计范围内，应考虑符合要求a)、b)和c)的要求，并按照d)和d的要求进行检查。如果制造商指出，允许放大器的电源电压变化超过士10%，制造商的手册中应详细给出补偿这一变化的特殊方法。如果可能的话检查这些方法是否正常工作，并按照要求a)至d的要求进行检查。14.2.2 测量方法14.2.2.1 温度a) 将放大器置于标准测量条件下，如果己给出额定温度限制的输出功率，应调整源电动势以得到这个输出功率值;b) 将电源电压调到制造商给出的上限值，如果需要的话再调整源电动势使输出电压或功率恢复到a)规定的值;5 G/T 1

30、2060.3-2011月EC60268-3: 2000 c) 放大器应能在这些条件下至少工作4h，任何元器件都不能超过最高允许温度。14.2.2.2 输出和增益的变化a) 将放大器置于额定条件下，用14.12.3.2所给出的方法测总谐波失真;b) 测量源电动势E，和输出电压U2; c) 在制造商规定的范围内步进式地改变电源电压。在选定的每一个电源电压值上，重新调整源电动势E，以获得原有的总谐波失真，并测量源电动势E:和输出电压叫。注z在允许的电源电压范围内，元稳压措施时，旦和u;应与电源电压基本上保持一定的比例。14.2.2.3 哼声a) 信号哼声比按14.14的规定进行测量;b) 在制造商给

31、出的范围内步进式地改变电源电压。在每一个选定的电源电压值上，测量输出端的哼声电压并计算信号哼声比。把测量结果表示为额定输出电压和测得哼声电压的比值，以分贝表示。14.3 电源频率变化的容差14.3. 1 特性解释制造商规定的电源频率变化的容差应使在其规定限额内的任何电源频率都能满足:a) 除电源频率以外，将放大器置于标准测量条件下至少4h，任何元器件都不得超过最高容许温度Fb) 放大器的输出电压和总谐波失真不发生明显变化;c) 信号哼声比与额定值相比不劣于一3dB。制造商应在规施中给出其额定值。在正常的放大器设计范围内，应考虑符合a)要求。注:在电源频率范围的低端，元器件的工作温度可能会升高，

32、特别是电源部分的元器件。14.3.2 测量方法14.3.2.1 输出电压和总谐波失真的变化a) 将放大器置于额定条件下，用14.12.4.2的方法测量总谐波失真。b) 测量源电动势和E，和输出电压U20c) 在制造商规定的范围内，步进式地改变电源频率。在选定的每一个电源频率上测量输出电压u和总谐波失真。d) 在规定的电源频率范围内，无论电压U还是总谐波失真都不应有明显的变化。14.3.2.2 哼声除了用改变电源的频率代替改变电源电压以外，按14.2.2.3所给出的方法测量。注:一般在电源频率的下限将测到最坏的信号哼声比。14.4 电源谐波和纹波的容差14.4. 1 特性解释a) 制造商规定的电

33、源谐波容差，应使在所述容差范围内满足:1) 由电源电压峰值和有效值之比的改变引起的整流电源电压的变化不应超过14.2.1规定6 G/T 12060.3-20门/IEC60268-3: 2000 的容许电源电压变化引起的整流电压的变化;2) 信号哼声比与额定值相比不劣于一3dB; 3) 按照1)的要求，交流电源谐波的容差不得超过14.2.1为电源电压规定的最小的不论正或负的容差。b) 制造商规定的直流电源纹波的容差，应使在所述容差范围内满足:1) 电源电压的变化不应超过14.2.1规定的容许电源电压变化引起的变化;2) 信噪比和额定值相比不劣于一3dB。制造商可选择是否在规范中给出这些容差范围。14.4.2 测量方法a) 电源谐波，参见GB/T17626. 13-20065J ; b) 纹波，参见GB/T17626. 17-2005; c) 电压暂降，短时中断和电压变化，见GB/T17626.29-2006。14.5 输入特性