DIN EN 62458-2011 Sound system equipment - Electroacoustical transducers - Measurement of large signal parameters (IEC 62458 2010) German version EN 62458 2011《音响系统设备 声电变换器 大信号参数的测.pdf

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1、Juli 2011DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 33.

2、160.50!$pt“1775781www.din.deDDIN EN 62458Elektroakustische Gerte Elektroakustische Wandler Messung von Grosignal-Parametern (IEC 62458:2010);Deutsche Fassung EN 62458:2011Sound system equipment Electroacoustical transducers Measurement of large signal parameters (IEC 62458:2010);German version EN 62

3、458:2011Equipements pour systmes lectroacoustiques Transducteurs lectroacoustiques Mesure des paramtres en grand signal (CEI 62458:2010);Version allemande EN 62458:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 26 SeitenDIN EN 62458:2011-07 2 Anwendungsbe

4、ginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-01-02 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2011-07-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 62458:2009-07. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 742.5 Lautsprecher“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik E

5、lektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 100 Audio, video and multimedia systems and equipment“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert

6、 bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung

7、im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Te

8、xt bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN

9、 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62458 Mrz 2011 ICS 33.160.50 Deutsche Fassung Elektroakustische Gerte Elektroakustische Wandler Messung von Grosignal-Parametern (IEC 6245

10、8:2010) Sound system equipment Electroacoustical transducers Measurement of large signal parameters (IEC 62458:2010) Equipements pour systmes lectroacoustiques Transducteurs lectroacoustiques Mesure des paramtres en grand signal (CEI 62458:2010) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-01-02

11、angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen

12、 mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Veran

13、twortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankr

14、eich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Euro

15、pisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind welt

16、weit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62458:2011 DDIN EN 62458:2011-07 EN 62458:2011 Vorwort Der Text des Schriftstcks 100/1624/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62458, ausgearbeitet von dem IEC/TC 100, Audio, video and multimedia systems and equipment“, wurde der IEC-CENELEC Pa

17、rallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-01-02 als EN 62458 angenommen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizie

18、ren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2011-10-02 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden

19、 mssen (dow): 2014-01-02 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62458:2010 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. 2 DIN EN 62458:2011-07 EN 62458:2011 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbere

20、ich.6 2 Normative Verweisungen .6 3 Begriffe .6 4 Prfsignale .8 4.1 Allgemeines8 4.2 Gleichstrom-Grosignal .8 4.3 Gleichstrom-Grosignal und Wechselstrom-Kleinsignal8 4.4 Breitband-Geruschsignal8 4.5 Musik 8 5 Einbaubedingungen .9 5.1 Lautsprecherchassis 9 5.2 Lautsprecherkombinationen (en: loudspeak

21、er systems) .9 6 Klimatische Bedingungen.9 7 Akustische Umgebung .9 8 Vorbereitung.9 9 Zeitvernderliche Eigenschaften der Lautsprecher .10 10 Messverfahren10 10.1 Allgemeines10 10.2 Statische oder quasistatische Verfahren10 10.3 Dynamisches Punkt-zu-Punkt-Verfahren.11 10.4 Voll dynamisches Verfahren

22、 13 11 Nichtlinearer Kraftfaktor14 11.1 Kraftfaktorkurve Bl(x)14 11.2 Kraftfaktorbegrenzte Auslenkung XBl.15 11.3 Symmetriepunkt xsym(xac) .16 11.4 Schwingspulenverschiebung Xoffset17 12 Nichtlineare Steifigkeit17 12.1 Kurve der nichtlinearen Steifigkeit Kms(x).17 12.2 Nachgiebigkeitsbegrenzte Ausle

23、nkung xC.18 12.3 Steifigkeitsasymmetrie AK(xSpitze).19 13 Auslenkungsabhngige Induktivitt Le(x) .19 13.1 Induktivittskurve Le(x) .19 13.2 Induktivittsbegrenzte Auslenkung xL20 14 Stromabhngige Induktivitt Le(i).21 3 DIN EN 62458:2011-07 EN 62458:2011 Seite14.1 Anzugebende Eigenschaft21 14.2 Messverf

24、ahren21 15 Von Geometrie und Leistungsfhigkeit abgeleitete Parameter21 15.1 Maximale Spitzenauslenkung xmaxd21 15.2 Messverfahren21 Literaturhinweise.23 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen 24 Bilder Bild 1 El

25、ektrodynamischer Wandler.6 Bild 2 Aufbau der statischen und quasistatischen Messung .11 Bild 3 Aufbau fr die Messung von Grosignal-Parametern durch Anwendung der dynamischen Punkt-zu-Punkt-Methode12 Bild 4 Aufbau fr die dynamische Messung von Grosignal-Parametern.13 Bild 5 Ablesen der nur durch den

26、Kraftfaktor begrenzten maximalen Spitze-Auslenkung xB.16 Bild 6 Ablesen des Schwingspulen-Offset vom Symmetriepunkt xsym(xac)16 Bild 7 Definition des Symmetriepunkts xsymin der nichtlinearen Kraftfaktor-Charakteristik Bl(x) 17 Bild 8 Ablesen der Steifigkeitsasymmetrie von der Kms(x)-Kurve19 4 DIN EN

27、 62458:2011-07 EN 62458:2011 Einleitung Elektromechanische akustische Wandler wie Lautsprecherchassis, Lautsprecherkombinationen, Kopfhrer, Miniaturlautsprecher, Schwingtische und andere Aktuatoren verhalten sich bei greren Amplituden nicht-linear. Dies begrenzt das akustische Ausgangssignal und erz

28、eugt nichtlineare Signalverzerrungen. Zur Beschreibung des Grosignalverhaltens solcher Wandler versagen lineare Modelle. Es wurden erweiterte Modelle entwickelt, welche die entscheidenden Nichtlinearitten im Antrieb und der Aufhngung berck-sichtigen. Die freien Parameter des Grosignalmodells wurden

29、an den einzelnen Wandlern mit statischen und dynamischen Verfahren gemessen. Die Grosignal-Parameter zeigten die physikalischen Ursachen der Signalverzerrungen unmittelbar und sind fr die objektive Bewertung der Wiedergabequalitt und die Fehler-diagnose in der Entwicklung und Fertigung entscheidend.

30、 Auerdem sind die fr die einzelnen Lautsprecher ermittelten Modelle und Parameter die Grundlage fr die Voraussage der maximalen Ausgangsleistung und Verzerrungen fr jedes Eingangssignal. Die enge Beziehung zwischen Ursachen und Symptomen verein-fachen die Auswertung der nach IEC 60268-5 gemessenen H

31、armonischen und der Intermodulations-Verzerrungen. Grosignal-Parameter sind ntzliche Eingangsdaten fr die Synthese von Lautsprecher-systemen und die Entwicklung von elektrischen Steuersystemen fr Lautsprecher. 5 DIN EN 62458:2011-07 EN 62458:2011 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm gilt fr

32、 elektroakustische Wandler wie Lautsprecherchassis, Lautsprecherkombina-tionen, Kopfhrer, Miniaturlautsprecher, Schwingtische und andere Aktuatoren, die mit einer mechanischen Aufhngung gekoppelte elektrodynamische oder elektromagnetische Antriebe verwenden. Das Grosignal-verhalten der Wandler wird

33、durch ein Modell mit konzentrierten Parametern nachgebildet, das, wie in Bild 1 gezeigt, die bestimmenden Nichtlinearitten wie Kraftfaktor, Steifigkeit und Induktivitt bercksichtigt. In der Norm werden die grundlegenden Benennungen und Parameter des Modells definiert, die Messverfahren und die Art d

34、er Angabe der Ergebnisse sollten angegeben werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug gen

35、ommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60268-1, Sound system equipment Part 1: General IEC 60268-5:2003, Sound system equipment Part 5: Loudspeakers Amendment 1 (2007) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 elektromechanisches Ersatzschaltbild

36、 elektrische Schaltung eines elektrodynamischen Wandlers, wie in Bild 1 dargestellt ANMERKUNG 1 Dieses Bild zeigt ein Beispiel eines konzentrierten Parameter-Modells eines elektrodynamischen Wandlers, der die dominierenden Nichtlinearitten bercksichtigt. ANMERKUNG 2 Andere quivalente Ersatzschaltbil

37、der knnen angewendet werden. Im Gegensatz zu den Ergebnissen der linearen Modellbildung sind einige Parameter der konzentrierten Elemente nicht konstant, sondern hngen von augenblicklichen Zustandsvariabeln (wie Auslenkung x, Geschwindigkeit v und Strom i) ab. Bild 1 Elektrodynamischer Wandler 3.2 E

38、ingangsstrom und Eingangsspannung i, u elektrische Zustandsvariablen an den Anschlssen des Wandlers 6 DIN EN 62458:2011-07 EN 62458:2011 3.3 Auslenkung x Auslenkung der Schwingspule aus der Ruheposition 3.4 Geschwindigkeit zeitliche Ableitung der Auslenkung x 3.5 Gleichstromwiderstand Reelektrische

39、Impedanz Ze(s) bei sehr niedrigen Frequenzen, bei denen der Effekt der Gegen-EMK vernachlssigt werden kann ANMERKUNG Die elektrische Impedanz kann verwendet werden, um den Gleichstromwiderstand Reder Schwingspule zu messen. Der Gleichstromwiderstand Rehngt von der mittleren Temperatur TVder Schwings

40、pule ab. 3.6 nichtlineare Induktivitt und Verluste das die nichtlineare Induktivitt und Verluste bercksichtigende Ersatzschaltbild in Bild 1 verwendet das LR-2-Modell, das aus der Induktivitt Le(x, i), der Induktivitt L2(x, i2) und dem zustzlichen Widerstand R2(x, i3) besteht, um die Auswirkungen de

41、s magnetischen Wechselfeldes, die Verluste im magnetischen Material und die durch Wirbelstrme verursachten Verluste nachzubilden 3.7 nichtlinearer Kraftfaktor Bl(x) Abhngigkeit des Augenblickwertes des Kraftfaktors Bl(x) bei der Schwingspulenauslenkung x, der durch das Integral des magnetischen Flus

42、ses B ber den Schwingspulenleiter der Lnge l definiert ist ANMERKUNG Das Produkt aus Kraftfaktor Bl(x) und Geschwindigkeit v ist die auf der elektrischen Seite des Ersatz-schaltbildes in Bild 1 erzeugte Gegen-EMK. Das Produkt aus Kraftfaktor Bl(x) und Eingangsstrom i ergibt die elektrodynamische Ant

43、riebskraft des mechanischen Systems. 3.8 Reluktanzkraft Fmzustzliche elektromagnetische Antriebskraft, verursacht durch die Auslenkung von sich verndernden Induktivitten Le(x, i) und L2(x, i2) 3.9 Steifigkeit der Aufhngung Kms(x) Verhltnis zwischen der augenblicklichen Rckstellkraft F(x) und der Aus

44、lenkung x, wie in Gleichung (1) dargestellt ms()()F xKxx= (1) ANMERKUNG Die nichtlineare Nachgiebigkeit ist der Kehrwert der mechanischen Steifigkeit. ms ms() 1/ ()Cx Kx=3.10 mechanische Masse Mmsgesamte bewegte Masse, bestehend aus der Masse der bewegten Teile und dem Blindanteil der Luftbelas-tung

45、 auf beiden Seiten der Membran 7 DIN EN 62458:2011-07 EN 62458:2011 3.11 mechanischer Widerstand Rms nichtelektrische Verluste des Antriebssystems durch die Aufhngung, Verwirbelung und Abstrahlung 3.12 mechanische Impedanz ZLastmechanische Impedanz, die jede durch zustzliche mechanische Elemente (Ko

46、nus, Panel) oder akustische Elemente (wie ein Gehuse mit ffnung oder Horn) verursachte Belastung darstellen kann 4 Prfsignale 4.1 Allgemeines Die Messung von Grosignal-Parametern erfordert eine elektrische, mechanische oder akustische Anregung. In Abhngigkeit der bei der Messung von Grosignal-Parame

47、tern eingesetzten Methode werden verschie-dene Arten von Test-Signalen fr die Ansteuerung des Wandlers benutzt. Da der Lautsprecher sich wie ein zeitvernderliches System verhlt, kann es durch die Anregung zu einer permanenten oder temporren Ver-nderung der Eigenschaften des Lautsprechers kommen. Dah

48、er mssen die Eigenschaften der Anregung (spektrale Bandbreite, Crestfaktor, Wahrscheinlichkeitsdichte Funktion) angegeben werden. Dieselbe Anre-gung sollte verwendet werden, wenn die numerischen Werte der Ergebnisse von zwei Messungen verglichen werden sollen. 4.2 Gleichstrom-Grosignal Eine konstant

49、e Gleichspannung oder Gleichstrom festgelegter Gre und ausreichender Dauer wird an die elektrischen Anschlsse angelegt, um die stationre Wiedergabekurve des Wandlers zu messen. Wenn der Wandler in einem geschlossenen Gehuse eingebaut ist, darf eine Differenz zwischen dem Luftdruck im und auerhalb des Gehuses als statische Anregung verwendet werden. 4.3 Gleichstrom-Grosig