厅堂扩声特性测量方法汇总.docx
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厅堂扩声特性测量方法汇总
GB/T4959-1995厅堂扩声特性测量方法
本标准适用于安装有扩声设备的各类厅堂声学特性的测量
1 名词解释
注：
本名词解释是为了说明标准中有关项目的物理意义，不是有关名词术语的完整定义。
1．1高可用增益
扩声系统在所属厅堂内产生声反馈自激临界增益减去6dB的增益。
1．2 传输[幅度]* 频率特性
扩声系统达最高可用增益时，厅堂内各听众席得稳态声压的平均值相对于扩声系统会传声器处声压或扩声设备输入端电压的幅频响应。
1．3 传输增益
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声压级的差值。
1．4 最大声压级
扩声系统在厅堂听众处产生的最高稳态峰值声压级。
1．5 声场不均匀度
厅堂内（有扩声时）不同听众席处稳态（或直达声）声压级的差值。
1．6 背景噪声
当扩声系统不工作时，厅堂内各听众席处室内固有噪声声压级的平均值。
1．7 总噪声
扩声系统达到最高可用增益，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。
1．8 系统失真**
扩声系统由输入声信号到输出声信号全过程中产生的非线性畸变。
1．9 反馈系数
反馈声压在系统中所产生的相应电压与自然声加反馈声压所产生总的相应电压的比值，称为反馈系数。
1．10 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。
1．11 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。
1．12 系统[频率]均衡器
*[ ]中的内容可省略，下同
** 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输出的非线性畸变作为系统的非线性失真，但应注明这是由电到声的失真。
国家标准局 1985-02-16发布 1985-08-01实施
GB4959-85
为了补偿系统传输[幅度]频率特性，在扩声系统中加入的频率特性校正装置。
1．13 混响时间
声源停止发声后，室内声压级衰减60dB所需的时间。
1．14 再生混响时间
计入声反馈因素以后的混响时间。
1．15 反射声时间分布
声源发脉冲声时，室内反射声的时间排列状况。
1． 测量条件
2．1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：
测量时，系统均衡器（若有的话）需要进行系统最佳补偿调整。
2．2 测量时，扩声系统中调音台的多频补偿置于“平直”位置。
功率放大器的音调补偿（若有的话）置于正常位置。
2．3 测量时，厅堂内测点的声压级至少应高于厅堂总噪声15dB。
混响时间及再生混响时间测量时信噪比至少应满足35dB要求。
2．4 各项测量一般应在空场及满场条件分别进行。
对满场或模拟满场难以进行的项目可以只作空场。
2．5 测点的选取应符合下列条件：
2．5．1 所有测点必须离墙1.5m以远；测点距地高度为1.1~1.2m。
对于有楼座的厅堂，测点应包括楼座区域。
2．5．2 对于对称厅堂，测点可在中心线的一侧（包括中心线）区域内选取。
2．5．2．1 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不得少于全场千分之五，而且最少不得少于八点。
其余，图1中的P，P’，P’’三点及池座、楼座距后墙1.5m处的座席共， 点必须包括在内。
2．5．2．2声场不均匀度的测点数不得少于全场座席的六十分之一。
它们可以是中心线一列，在左半场（或右半场）再均匀取1~2列。
每隔一排或几排进行选点测量。
2．5．2．3 混响时间及再行混响时间测量，空场时不少于五点，满场时不少于三点。
图1的P1和P2两点必须包括在内：
满场测点与空场测点重合。
2．5．2．4 总噪声及背景噪声测量只在空声条件下进行。
测点的选取同第2.5.2.3项。
2．5．2．5 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。
2．5．3 对于非对称厅堂，应增加三分之二数量的测点。
2．6 有些项目的测量亦可采用录音法（声记录或重放）。
3 测量仪器
3．1 声频信号发生器
3．1．1 频率范围：
20~20000Hz，不均匀度：
优于0.5dB。
3．1．2 总谐波失真：
不大于0.3% .
3．2 噪声信号发生器
3．2．1 应具有白噪声和粉红噪声输出挡。
3．2．1．1 白噪声均匀频谱密度：
20~20000Hz，在“衰减器输出”或负载端开路时不均匀度±1dB。
3．2．1．2 粉红噪声（-3dB oct）的频谱密度：
20~20000Hz，在“衰减器输出”或负载端开路时不均匀度±1.5dB。
3．2．2 20~20000Hz幅度为高斯分布。
3．2．3 信噪比不低于60dB。
3．2．4 具有压缩器输入。
3．3 功率放大器
3．3．1频率范围：
50~15000Hz，不均匀度优于1dB。
3．3．2 总谐波失真：
不大于0.5%。
3．3．3 额定功率：
不少于50W
3．3．4 负载阻抗：
8W，16W。
3．4 测试传声器
按GB 3661-83《测试电容传声器技术条件》。
3．5 测量放大器
3．5．1 频率范围：
20~20000HZ，不均匀度优于±0.5dB。
3．5．2 总谐波失真：
不大于0.5%。
3．5．3 开路噪声（线性）：
不大于15uV；短路噪声（线性）：
不大于10uV。
3．6 1 3 oct带通滤波器
按GB 3241-82《声和振动分析用1/1 和1/3 倍频程滤波器》。
3．7 1 4 oct带通滤波器
3．7．1 频率范围：
60~1130Hz。
3．7．2 中心频率：
63，90，125，180，250，355，500，710，1000，1400，2000，2800，4000，5600，8000，11200Hz。
3．7．3 带宽：
1 4 oct（-3dB点）
3．7．4 选择性：
优于300dB oct。
3．7．5 输入阻抗：
不小于10kW。
3．7．6 输出阻抗：
不大于100W。
3．8 3/4oct带阻滤波器
3．8．1 频率范围：
60~11300Hz。
3．8．2 中心频率：
63，90，125，180，250，355，500，710，1000，1400，2000，2800，4000，5600，8000，11200Hz。
3．8．3 带宽：
3/4 oct （-3dB点）。
3．8．4 选择性：
优于300dB oct。
3．8．5 输入阻抗：
不小于10kW。
3．8．6输出阻抗：
不大于100W。
3．9 电平记录仪
3．9．1 频率范围：
20~20000Hz，不均匀度优于±0.5dB
GB4959-85
3．9．2 动态范围：
0db，75dB。
3．9．3 分辨率：
用100mm记录纸时优于0.5mm。
用50mm记录纸时优于0.25mm。
3．9．4 输入阻抗：
10~18kW。
3．9．5 描划速度：
至少具有100和250mm/s两档。
3．10 声级计
按GB3785-83《声级计电、声性能测量方法.》中1型声级计要求。
3．11 声频频谱仪
声频频谱仪是测量放大器与1/1和1/3oct滤波器的组合。
3．12 示波器
3．12．1 长余辉。
3．12．2 最低扫描时间10s。
3．12．3 能够观察重复频率不高于2000HZ，宽度为50us~10s，振幅为0.02~10v的负脉冲波形；
3．12．4 时标：
具有0.02，0.2，2，20，200和500ms 六挡。
3．13 声频电压表
3．13．1 频率范围：
20~20000Hz。
3．13．2 输入阻抗：
不少于100kW。
3．13．3 输入电容：
不大于20pF。
3．13．4 指示准确度：
优于±2.5%。
3．13．5 峰值因数不少于5。
3．14 录音机
按GB 2019-80《磁带录音机基本参数和技术要求》中优于盘式三级或盒式二级指标。
3．15 测试声源
3．15．1频率范围：
63~15000Hz。
不均匀度优于10dB；
其中100~10000Hz，不均匀度优于6dB。
3．15．2 总谐波失真：
不大于5%。
3．15．3 灵敏度：
不少于94dB（1m，1W测）
3．15．4 额定功率：
10W。
3．15．5 标称阻抗：
8W。
3．15．6 箱体容积：
不大于0.1m3。
3．16 模拟节目信号网络
用于粉红噪声源的模拟节目信号滤波器见图2
模拟节目信号功率谱及其要求分别见图3和表1。
表1 模拟节目信号功率谱
频率
（Hz）
相对电平（dB）
容差极限
（dB）
频率（Hz）
相对电平（dB）
容差极限（dB）
正
负
正
负
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
3.0
3.0
测试项目
4．1 扩声特性项目
4．1．1传输[幅度]频率特性
测量可用下述方法之一进行，测量结果中需注明使用的是哪种方法。
4．1．1．1 声输入法
测量时，首先关闭测试声源系统。
调节扩声增益，使之达到最高可用增益*。
然后开启测试系统，1 /3 oct 粉红噪声信号经过功率放大器加到测试声源上，调节测试系统输出，使测点的信噪比满足第2.3条要求。
改变1/3 oct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。
测量时控制传声器处声压恒定。
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。
测试声源置于传声器前的距离，对语言扩声为0.5m，对音乐扩声为5m。
传声器处声压级的测量可用比较法或代替法进行。
测量在传输频率范围内进行，测试信号的中心频率按1/3 oct中心频率取点。
4．1．1．2 电输入法
测量时扩声系统置于最高可用增益状态。
1/3oct粉红噪声信号直接馈入扩声系统调音台输入端。
调节噪声源的输出，使测点的信噪比满足第2.3条要求。
改变1/3oct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按第4.1.1.1项规定。
4．1．2传声增益
测量线路同图4。
在按第4.1.1款测传输频率特的同时，把在观众厅内各测点上测得的声压级减去传声器所接收的声压级，按频率加以平均即该频带的传声增益。
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。
测试信号的中心频率同第4.1.1..1项，也允许按倍频程中心频率测量。
4．1．3反馈系数
测量步骤如下：
a． 关闭测试系统，调节扩声系统增益，使之达到最高可用增益。
b． 接通测试系统，输出1/3oct粉红噪声信号，调节测试系统的输出，使测点的信噪比满足第2.3条要求。
然后用声频电压表测量V点的电压U1（代表自然声声压加反馈声压）。
*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判别为依据。
**当设计所定的使用点不明时，传声器可置于舞台大幕线的中点。
c． 关闭测试系统，断开V点。
在功率放大器输入电压U1的1/3oct粉红噪声信号，然后电电表测量调音台的输出电压U2（代表反馈电压）
d． U2与U1的比值即为反馈系统。
测量时，测试声源，扩声系统传声器位置和指向性按第4.1.1.1项规定。
测试信号的中心频率按倍频程中心频率取值。
4．1．4最大声压级
测量可用下述方法之一进行，测量结果中需注明使用的是哪种方法。
4．1．4．1 电输入法
4．1．4．1．1 窄带噪声法
测量线路同图6。
1/3oct粉红噪声信号直接馈入扩声系统调音台输入端，扩声系统置于最高可用增益状态。
调节噪声源输出，使扬声器系统的输入电压相当于四分之一设计使用功率*的电平值。
在系统的传输频率范围内测出每一个1/3oct频带声压级，加上6dB获得相应频带的最大声压然后加以平均。
测试频率的选取按倍频程中心频率取值。
4．1．4．1．2 宽带噪声法
测量线路同图6；只是将1/3oct带通滤波器换之以模拟节目信号网络。
测量时，经过计权网络的模拟节目直接馈入扩声系统调音台输入端，扬声器系统的功率调整同第4.1.4.1.1项。
用声级计在厅堂内的规定的测点上进行测量，把测得的值分别加上6dB然后以平均即为最大声压级。
4．1．4．2声输入法
4．1．4．2．1窄带噪声法
测量线路见图4。
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1/3oct粉红噪声信号，由传声器接收进入扩声系统。
电器系统的功率调节及测试频率的选取同第4.1.4.1项。
在系统的传输频率范围内测出每一个1/3ocT频带声压级，加上6dB获得相应频带的最大声压级然后加平均。
测量时，传声器位置同第4.1.1.1项，测试声源置于传声器前0.5m距离上。
*当设计使用功率不明时可按额定功率计算。
4．1．4．2．2 宽带噪声法
测量线路同图4，只是将1/3 oct带通滤滤器换之以模拟节目信号网络。
测量时扩声系统置于最高可用增益状态。
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4.1.4.1.1项。
用声级计在厅堂内的规定测点上进行测量，把测得的值分别加上6DB然后加以平均最大声压级。
传声器及测试声源的位置同第4.1.4.2.1项。
4．1．5 声场不均匀度
测量线路同图4。
测量信号用1/3oct粉红噪声。
测量信号的中心频率一般按倍频程中心频率取。
根据各测试在不同频带测得的频带声压级可作出相应声场分布图。
测量信号亦可使用模拟节目信号。
4．1．6 系统失真
测量可用下述方法之一进行，测量结果中需注明使用的是哪种方法。
4．1．6．1 窄带噪声法
测量线路见图8。
中心频率为F的1/3oct 粉红噪声信号UF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*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F，2F，3F的信号。
按如下公式计算其总谐波失真系数。
亦可通过曲线表示出基波、二次、三次谐波特性。
测试频率从125~4000HZ按倍频程中心频率取值。
4．1．6．2 宽带噪声法
经过计权网络的宽带噪声信号馈入扩声系统调音台输入端。
扩声系统的功率调节同第4.1.6.7项利用1/4 oct带通滤波器把从测量放大器接收到的信号按频段分别检出，以总声压信号为0dB，作出总频谱图。
然后，在输入端接入3 /4oct带阻滤波器，使它与带通滤波器中心频率同步。
利用有效值指示表检出由1/4oct带通滤波器所接收的相应阻带段的失真信号，作成失真特性曲线。
总频谱图与失真曲线的组合反映了扩声系统的非线性特性。
非线性失真的大小可用百分数表示。
4．1．7 总噪声
测量在空场条件进行
测量时厅堂内的设备，例如通风、调温等产生噪声的设备及扩声系统设备和可控硅调光系统全部开启。
测点的选取同第2.5.2.3项。
测量可用声级计在63~8000Hz范围内按倍频程带取值。
测量结果绘在同一张记录纸上可获得厅堂噪声谱。
测量应包括线性和A计权数据。
扩声系统增益控制位置同第4.1.1.1项。
4．2 同扩声特性有关的建筑声学项目
4．2．1背景噪声
在测量总噪声的同时，关闭扩声系统设备，按第4.1.7款方法测量背景噪声。
4．2．2 反射声时间分布
测试频率采用500，1000和2000Hz。
通路开关脉冲的宽度为10ms，脉冲间隔为3s。
测量时示波器时标总长度取500ms。
测点的选择同第2.5.2.3项。
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4．2．3声学比
待定。
4．2．4 混响时间
由噪声源发出的1/3oct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2.3条要求*。
在观众厅内的预定测点上进行测量。
测量线路见图12。
亦可作用舞台集中声源进行
当声源停止发声后，记录声压级衰减时的衰减曲线并量得所测这混响时间。
测量频率的选取至少应有125，250，500，1000，2000和4000HZ六点。
4．2．5 再生混响时间
测量线路见图14。
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1/3OCT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，使测点的信噪比要求同第4.2.4款。
在预定的测点上进行测量。
当声源停止发声后，记录声压级衰减时的衰减曲线并量得所测之混响时间。
测量时，传声器位置同第4.1.1.1项。
测试声源与传声器间距分别为0.5和5m。
测量频率的选取同第4.2.4款。
4．3 其他项目
汉语清晰度测量方法见附录A（参考件）和附录B（参考件）。
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