标准简介
GB/T 12060.9-2011.Sound system equipment- Part 9: Methods of measurement for artificial reverberation, time delay and frequency shift equipment.
1范圜
GB/T12060的本部分规定了人工混响、时间延迟和移频装置专用特性的解释和测量方法。
GB/T 12060.9适用于最音、广播和扩声系统中对于原始声信号产生混响效果、时间延迟和频率偏移的装置。主要内容包括对这些装置的一般和特殊特性的说明.测量条件和测量方法。其他未规定项目由生产方与使用方协商解决。不排除能给出等效结果的其他方法。
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 3240声学测 量中的常用频率(GB/T 3240- -1982 ,ISO 266 :1975 , neq)
GB/T 3241- -2010电声学 倍频程和分数倍频程滤波器(IEC 61260:1995 ,M0D)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1混响reverberation在室内声学中.混响是声源停止发声后,声能量仍在房间里持续的声学现象。对于人工混响装置而言,混响系指输人电信号切断后,装置的输出信号仍然持续,以模拟房间混响特性的现象。
3.2混响时间reverberation time如果信号的衰减符合指数规律,那么混响时间就是在输人信号停止后,声压级或输出电平衰臧60 dB所需时间.
3.3初始混响时间和后期混响时间initial reverberation time and ultimate reverberation time当信号衰减不符合指数规律时,装置的初始混响时间,是以时间为函数的输出信号在初始值以下0 dB~-15 dB区间平均斜率所代表的混响时间。后期混响时间是一15 dB~-40 dB区间平均斜率所代表的混响时间。
3.4 衰减线性偏差linear deviation of decay装置输出信号电平实际衰减线与其平均斜率线之间的最大偏差。
3.5初始延迟时间initial delay time装置输出的混响信号的第一个回波(间断点)与输人信号(相应间断点)之间的时间间隔(毫秒)。
标准内容
ICS 33. 160. 99
中华人民共和国国家标准
GB/T12060.9—2011
代替 GB/T 6448—1986,GB/T 6449—1986声系统设备第9部分:人工混响、时间延迟和移频装置测量方法
Sound system equipment--Part 9 : Methods of measurement for artifieialreverberation , time delay and frequency shift equipment(1EC 60268-9:1977,Sound $ystem equipment --Part 9:Artificialreverberation, time delay and frequency shift equipment,NEQ)2011-12-30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
2012-05-01实施
GB/T12060《声系统设备》分为以下部分:第1部分:概述;
-第2部分:一般术语解释和计算方法;一第3部分:声频效大器测量方法,-第4部分:传声器测量方法;
—·-第5部分:扬声器主要性能测试方法:一第6部分:辅助元源元件:
一第7部分:头戴耳机罩方法:
:--第8部分:自动增益控制器作:一第9邻分:人工混响、时间延迟和移频装置测翌方法!第10部分:峰值节目电平表:
一第11部分:声系统设备互选用连接器的应用;一第12部分:播及类似声系统用连接器的应用;第13部分:扬声器听音试验:
第14部分:圆形和椭圆形扬声器外形尺寸和安装尺寸:-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!-第17部分:标准音量表;
第18部分:峰值节自电平表-数字音频峰值电平表。本部分为GB/T12060的第9部分。本部分按照GB/T1.1·2009给出的规则起草。GB/T12060.9—2011
本部分与IEC60268-9:1977%声系统设备第9部分:人工混响、时间延迟和移题装置》的一致性程度为非等效,本部分与1EC60268-9:1977相比,给山了详细的测量方法,并增加了测试仪器,测量条件。本部分代替GB/T6448—1986&人工混响装置测垦方法》和GB/T6119—1986时间延退和移频装置测感方法》。
本帮分与GB/T64481986和GB/T 6449—1986相比较,主要变化如下a)将GB/T6448-1986和GB/T6449—1986的内容整合GB/T12060的本部分;b)增加了前言;
)增加了术语和定义,
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育频,视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会(SAC/TC242)归口。本部分起草单位:中国电子科技集团公司第三研究所、国家广播电视产品质量监督检验中心广东省电子电器产品监督检验所、中国电子科技集团公司第五研筑所。本部分主要起草人:徐永生、温娜、程杨、周广生、刘逊、周甲球、李开炳、王湘、郑展。本部分所代替标准的历次版本发布情说为:GB/T 6448—1986,GB/T 6449—1986。I
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1范围
声系统设备第9部分:人工混响、时间延迟和移频装置测量方法
GB/T12060.9—2011
GB/T12060的本部分规定了人工混筛、时间延迟和移题装置专用特性的解释和测量方法。本部分适月于录弃、广播和扩声系统中对于原始声信号产生氓响效果,时间延迟和频率偏移的装置。土要内容包括对这些装曾的一般和特殊待性的说明,测量条件和测堂方法。其他未规定项目由生产方与使用方协商解决。不排除能给出等效绪果的其他方法。2规范性引用文件
下列文件对下本文件的应用是必不可少的。比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/T3210声学测量中的常用题率(GB/T3240—1982.ISO266:1975.Aeq)GB/T3241—2010电声学倍频程和分数倍频程滤波器(IFC61260:1995,M0D)3术语和定文
下列术语和定义适用于本文件。3.1
混响reverheratior
在室内声学中,混响是声源停止发声后,声能量仍在房间里持续的声学现象。对丁人工混响装置而言,混响系指输人电信号划断厅,装置的输出信号仍然持续,以模拟房间混响特性的现象。
混响时间reverberation tirme
如果信号的衰减符合指数规律,那么混响时间就是在输人信号停止后,声压级或输山电乎衰减60 dB所需时间。
初始混响时间和后期混响时间initial reverberation time and ultimate reverberation lime当信号衰减不符合指数规律时,装置的初始混响时间,是以时间为函数的输出信号在初始值以下0 dB~—15 dB区间平均斜率所代表的混响时间。 后期混响时间是一15 dB~~-40 dB区间乎均斜率所代表的混响时间。
衰减线性偏整lineardevlatlonof decay装置输出信号电平实际衰减线与其平均斜率线之间的最大偏差。3.5
初始延迟时间initial delaytime装置輪出的混响信号的第一个回被(间断点)与输入信号(相应间断点)之间的时间间隔(毫秒):1
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4测试仪器
4. 1音赖信号发生器
a)频率响应:20Hz~20kHz.不均匀度在±0.5dB以内,频率连续可调:b)谐波失真:小于0.1%:
)输出阻抗:小于150α。
4.2噪声信号发生器
a)具有白噪声和粉红噪声两种输出:自噪声县有均句题谱密度:在20Hz--20kHz频率范围内,衰减器输出或负藏输出开路时不b
均勾度为士B
c)粉红噪声的频谱密度:在20 Hz~-20kHz频率范围内,衰减器输出或负裁输出开路时,偏差为±1dB:
d)在201z~20kIIz频率范围内为对称高斯分布;e)信噬比不低于 60 dB。
4.3失真度浏量仪
a)在20 Hz~20kHz频率范围内,失真度的测量误差为士10%;b)谐波失真系数或电压测量范围:0.1%~100%(1 mV~1 V)分档;c)失真度测量仪随具有平衡或不平衡输人端子。4.4双迹示波器
a)最人的时基因素大于0.5秒每格,十2%(10℃~~35C)b)输入灵敏度为5弃伏每格(×1方式);c)输入通道串扰小于—10 dB
)当使用一方式时,通道1轴,通道2一轴,间的相差小于3(在100kHz)4.5矩形脉冲和正弦波列发生器
该发牛器能产生正弦被信号、矩形脉神信号和正弦波列(疗发声信号)。a)矩形脉独信号和正弦波列信号的重复周期T固定周期:T=0.2、0.5,1,2、5、10、20、40,50、90,100,200,500,1 000、1 500 ms.共14 档。误差±5% (T -0.2 ms~500 ms).
叮变周期:通过周期微调电位器,分别对14档重复期实现连续可谢。b)矩形脉冲估号和正弦波列信号的脉冲宽度1固定宽度 t= 0. 1、0. 2.1、2.5、10,20.50,200,500 ms 共 10 档。可变脉宽:通过脉宽微调电位器,分别对10档脉冲宽度连续可调。4.6双脉冲发生器
a)重复频率0,1 Hz~1 MHz,
b)脉冲宽度1μs~1
c)脉冲幅度 20 mV~50 V。
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电平记录仪
a)在20 H2~20kHz频率范围内,频率响成不均匀度为士1dB;b)电平值记录误差在二1 dB 以内c)电位器为50dB或7SdB),
电子计数式题率计
a)频率测量:
范围:10 Hz~10 MHz
误差:晶体振落器频率稳定度士1个数字门时间:1ms.10ms.0.1 s.1 5,105。6b)
脉冲时间随测量:
范围:1 μs~10 s:
误差:晶体振荐器频率稳定度一1个数字;时标:0. 1 μs.1 μs,10 μs,0. 1 ms,1 ms.使用端子:A输人端和 B,C输人端。)
d)输人波形:正弦被,脉冲波。E)输入灵敏度500mV有效值。
高通薄波器
截止频率300Hz;
b)阻带衰减每倍频程大于或等于40dB。4.101/3倍频程带通滤波器
CB/T12060.9—2011
滤波器应符合GB/I3211的规定,其频率的选择成符合GB/T3240的规定。4.11有效值电压表
频率范围20Hz~20kHz;
b)输人阻抗不小于100kα;
e:)输入电容不大于 20 pF;
d)指示准确度优于土2.5%;
c)峰值因数容量不小于5:
指示假表的阻尼席具有强弱两种状态。测量条件
5. 1 测量用标准大气条件
若无特殊规定,被测装暨的性能·-般应在下列标准大气条件下进行。环境温度:15 ℃~35 ℃
相对度,25%~75%;
大气压力86 kPa~~106 kPa.
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5.2额定工作条件
被谢装置可以作为一个四端网络来考您,它带有一对特定的输入端和一对特定的输出端,当满足下列茶件时,被测装置被认为在额定条件下工作。a)装置接在赖定电源上:
b)信号源接到被测装置输入端,连接阻抗匹配:)输出端接额定负藏阻抗;
)不用的端子按规定逆接
e)把信号源电动势的正弦电压在适当的频率上调整到等于额定信号源电动势。设有特殊理由时,该频率应为标准参考频率(1 kHz);f)音量控制器(如果有的话)置于使输出端电乐等于规定失真值时的输出电压:名)音调控制器(如巢有的话)置于能给出平-直频的位置。5.3正常工作条件
使被测装置处于额定条件,然后降低信号源电动势,使之比额定信源动势低10dB,即为正常工作条件。
6测量项目及测量方法
6. 1输入阻抗
6.1.1特性说明
被测装置置于正常工作条件下,在不同的信号赖率上测最在输入端了之间的内阻抗。6. 1.2测量方法
输入阻抗的模值用\下列方法测暨,如果需要更多的数据(例如摘述在整个频率范围内输人阻抗的数值,也可应用适当的电桥或其他的技术,注意控制测试信号的幅值,不使任何非线性增大。6.1.2.1平衡输入
)被测装置置于正常工作条件下,所用信号源平衡输出;b)川平衡输人的电压表测量输入电压J1,电压表的输入阻抗应比被测装置的输人阻抗高:c
以·-个校准的可变电阻代替被谢装置的输人,这个电阻被调整到在电压表上读数为U1+下是可变电阻的数值即等于在标准奏参考频率上被测装置输人阻抗的模值;在其他频率上重复上述测量。
6. 1. 2. 2不平衡输入
测量方法与6.1.2.1同。只是将信号源改用不平衡输出。并用不平衡输人电压表测量。6.2输出阻抗
6.2.1特性说明
在额定条件,测量被测装置输出端之间的内阻抗。4
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6. 2. 2 测量方法
被测装置置额定条件下,信号源电动势诚小到零,额定负载阻抗不接:b)
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-个内阻抗至少大于被测装置输出阻抗10倍的正弦信号源和-个电压表同时接到被测装置的掩出端:
调整从恒流源得到的电流值I,相当于在额定负载阻抗上得到比额定输出电压低10dB的电压值:
注1,慎流源可由“个电压发生器串接一个适当阻值的电阻组成注2:被测装重的赖出源阻抗一股不是一个纯电阻,但按上述方法测得的模值可满足对很多用逾的要求。d)然后读出输出端的电压为U:e)
输出源阻抗按式(1)计算:
式中:
[Z]-输出阻抗,单位为欧姆(2);U
输出电压,单位为伏(V);
一恒流源电流,单位为安培(A)。在其他频率的输出期抗可重复上述测量。6. 3人工混响装置
6.3.1混响时间
6.3. 1. 1特性说明
在输人信号停止后,测尽声压级或输出电平衰减60dB所需时间。测量方柜图见图1。
发生器
6. 3. 1. 2测量方法
1/1或
1/3蓓
模拟等
效信号
有效值
有激值
电压表
图 1 通响时间,频响(窄带噪声法)测量方框图电平记录
依要专用
号分析
被测混响装置处于额定工作状态,经1/1或1/3倍频程滤波器滤波的粉红噪声信号充分激励a
后,突然切断輪人信号,记敢出信号的衰减特性,衰减范围一应不小于40;日)当使用记录仪记取测量结果时,记录仪之笔速、纸速应根据所测混响时间实际值与频率选择,并连同量程电位器动态范留一并记人测量结果,5
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c)在记取的衰减特性中,求出平均衰减斜率(DdB/s)),按Tao一号60
来确定混响时间:
d)在计取混响时间时,允许从初始偏号电平以下5dB左右开始。6.3.2混响时间可调范
测最被测混响装曾在500H时的最长和最短混响时尚6.3.3混响时间频率特性
6.3.3.1特性说明
在被测混响装置规定的频率范画内,测量混响时间的频率特性。6. 3.3.2测量方法
a)在被测混响裁置规定的频率范围内,按1/1或1/3倍赖程取中心频率,逐点测量混响时间b)没有特殊规定时,把被测混响装置500Hz的混响时向调在1.5s--2.5s之问的某一值上;c)当被测滤响装置的混响时间频率特性可调时,应测定可调范围。6.3.4初始混响时间和后期混响时间6.3. 4. 1特性说明
当信号妄减不符合指数规律时,装置的初始混响时间,是以时间为函数的输出信号在初始值以下0 dB~一15 dB区间平均斜率所代表的混响时间。庐期癌响时问是一15 dB~—40 dB区间平均斜率所代表的混响时间,
6.3.4.2测量方法
按 6. 3. 1,2 测得输出电平衰减特性后,按 0 dB~—15 dB,-15 dB—40 dR 两这间分别计算平均斜率,确定初始及后期混响时间。6.3.5衰减线性偏业
6.3.5.1特性说明
在信号衰减特性的有效测盘范围内,衰减电平曲线(根据曲线变化趋势函出的光滑曲线)与按等面积原则做的平均斜率线之问的最大偏差。允许按不同于0dB~~一40dE的其他范围为有效范围取衰减线性偏差·但须在结果中注明。6.3.5.2测量方法
当衰减电平曲线为一个拐点的简单曲线时,推荐使用后期混响时间减以初始混响时间之差值a)
来表示其非线性度。当曲线具有两个以上拐点的复杂形状时,也可以给出衰减电平曲线的实际開形t
b)应在被测混响装置的频率范围内,按1/1或1/3倍频程取中心频率,逐点测量线性偏差,6.3.6频率响应
6.3.6.1特性说明
测点可任选下述两种方法之-一进行。低须在测量结果中注明所选的方法。6
6. 3.6.2测量方法
6.3.6.,2.1窄带噪声法
测量方框见图1。
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a)在被测混响装哲规定的赖率范围内,输人按1/1或1/3倍频程滤波的不同中心频率的粉红噪声信号,测取相应输出电平,
注:当无实际彤前时此网路可以求用(下面的6)、心))是两种方法都适用)。b)测量在正常工作条件下进行。测取读数时应有足够长的平均时间。被测混响装置如有率响应的调节功能,应在两个极限位置测量其调节范围。没有待殊要求吋,频率响应的测量在 500 Hz混响时间1. 5 s~~~2.5 s间取一个值进行。对混d)
时间与频率响应相关性较强的产品,应在不同混响时间测量频率响应。6.3.6.2.2宽带噪声法
测量方框图见图2。
发生器
模拟等
效信号
有效值
电压表
1九或
图2频率响应(宽带噪声法)测量方框图电平记录
议或专用
信号分析
输人全频带粉红噪声信号,在规定的频率范围内按1/1或1/3倍频程从输出信号中滤出各中心频率点的信号值测取读数。
6.3.7初始延迟时间
6,3.8特性说明及测量方法
a)按照6.4.5中规定的方法测最。允许略微改变测量频率的规定值,以保证输出信号具有稳定峰值:
b) 测量在正常工作条件下进行。没有特殊要求时,以 500 Hz 为测量的参考频率,当初始延退时间与频率相关性轻强时,应在不同频率上测定初始延迟时间,其测量频率按 1/1 倍懒程选择:
)如果被測混响装置有反馈电路以产生响时,须使这个电路不起作用或使其反馈为零;d)如果被测混响装置有多个混响输出信号并在内部相组合,(如有可能)应在组合前测每个通道的初始延返时间;
如果被测响装置给出的初始延退时问是可变的,领测量其最大值与最小值:没有特殊规定,测量在 500 Hz 混响时间为 1. 5 s-~2. 5 s间选择一个值进行,初始延迟时间和f)
混响时阅精关性轻强时,测不同混响的间的翘始燕退时间,7
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6.4时间延和移颊装置
6.4.1频率响应
6.4.T.1特性说明
輪出电压与信号源电动势比值是频率的函数,以相对于二个特定频率(1 kHz)的比值的分贝数表示。
6.4.1.2测量方法
声信号受生器
时间延迟或巷频装备
电平记来仅路失真这(电压寒)示激器
国3频响、失真、静态信媒比测量方框图a)按图3连接进行测量。将时间延迟(或)装骨置于正常工作条件下;b)连续或步进地改变声频信号发生器频率,保持信号源输出幅度不变:用白动电平记录仪,测出时间延迟(或移频)装置的频率响应曲线;d)如果用点测法测量,频率的选择按1/3借频程取点。将测量结果绘出曲线;如果频率响应与延这时间有关,可以在不同的延迟时问上测量对应的频率响施,也可在最长的延退时间上测量频率响应。但在所得曲线上一定要注明延迟时间。2总谱波失真
6. 4. 2. 1特性说明
在时问延迟(或移频)装置的出端出现输人信号中所没有的频率。如果输入信号是正弦波,这个新的频率是输入信号频率的整倍数(或谐波)。6. 4. 2. 2测量方法
a)按图3连接进行测量。测量分别在额定条件和正常工作条件下进行;b)使用失真度测量仪,可直接测出时间延迟(或移赖)的总谐波失真。测量可以只测1kHz的总请被失真。亦可把先真作为懒率的函数,而测量整个工作频率范围内的先真。新率挖13倍赖程取点。
6. 4.3静态信噪比
6.4.3.1特性说明
时间延巡(或移频)装置在额定条件下的输出电压,与它在此状态下,把卢频信号源电动势碱小到零时所测得装置的哚声电压(觉带或计权的)之比,以分贝表示。8
6. 4. 3. 2测量方法
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按图3连接进行测量,在标准参考赖率上,调节声颊信号发牛器的输出,俊时间延迟(或移赖)a
装置于额定条件下,测出规定类真值时的输出电值S:断开信号谢后,再将时间延退(或移频)装置输人端接上产品标准规定的信号源内纽,产品标准b)
未指定时,按200等效电阻,测出装置的本底噪声电压 N.如果斋要测童计权静态信比,必须用有计权两络的电压表测量输出电压和本底噪南电压:d)将S和N代人式(2)可计算出静态信噪比:S(aB)
Dn = 20lg
D.——静态信噪比,单位为分贝(dB);-规定失真时的输出电压,单位为伏(V);S
N.一无信号时的噪声电压,单位为伏(V)。6.4.4动态信比
6. 4. 4. 1特性说明
时间延退(或移频)装署在额定条件下的愉出电压,与它在此状态下,使信号赖率降低,并在输出中滤去该低频信号后所剩下的噪声电压之比。以dB表示。注:在线性系统中,动态信噪比和静态信噪比相同,可不测动态信噪比,而在非线性系统中(如具有压扩的系统),二者是不同的,特别是对带有长扩的数字式系统需要测量它的量化噪声(调两噪声)6. 4. 4. 2测量方法
按图4连接进行测量。
声频信号发生器
时间延迟装贸
高通滤波据
图4动态信噪比测量方框图
将装置于额定条件下,信号源频率为400 Hz,测量输出电压S;a)
电压表
示波器
将信号源频率调为 60 Hz,用截止频率为 300 Hz的高通滤波器滤除低频信号,测量系统的鼠b)
化噪声(或调制噪声)N,;
c)将S和N,代人式(3)可计算出动态信噪比:S(dB)
D, = 20lg :
式中:
D,——动态信噪比,单位为分贝(dB)一一规定失真值时输出电压,单位为伏(V);s
N,-有信号时的量化噪声(调制噪声),单位为伏(V)。(33
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6. 4.5延迟时间
6.4.5.1特性说明
当:-个输人信号是f(t)时,则相关的输出信号为f(t一t),t是延返时间。延迟时间是输人信号的间断点和相应的输出信号间断点两者之间隔的时间。延退时问不取决于题率,在这种情说下,对延退整制的不同莅置(如果有的适)的延圾时间可以用单频率测定。
如果延迟时间与频率有关,对延迟控制的不同位置的延迟时间,必须作为频率的函数来测量。6. 4. 5.2测量方法
将时间延迟装置置于正常王作条件。6.4.5,2.1辞发声法
按图5连接进行谢量。将猝发卢加到装置的糖人端。签后分别把输人和输山信号相到示波器的两迹輪人。该示波器的时间标度是经过校正的。两迹被形的间隔,则为延迟吋间。发产或
湿形波项
正核链
6. 4. 5.2.2方波法
6. 4. 5.2. 2.1示波器方波法
时间年退装置
图5延迟时间测量方框图
示滋器
频率计
按图5连接,按6.4.5.2.1的步骤进行测。所加信号为矩形脉冲。该方法特别适用于延迟时间不太长和延退时间与赖率无关的装置。6. 4. 5. 2, 2. 2频率计方波法按图5连接进行测量,将时间延迟装昼的输人信号和輪出信号分别加到频率计B端和C端。频率计上指示的数字,则是所测的延迟时间。6.4.5.2.3示被相位法
接图5连接进行测量。这种方法袋据相位差的原理,按式(4)来让就延退时间。de
武中:
一延退时间,单位为秒(s);
d——相佗(角)差,单位为甄度;df—一频率差,单位为赫兹(Hz)。根据公式只要测量相位差和对应的频率差即可。-(4
步骤如下:利用示波器工一方式。首先将时间延迟装置的输人和输出信号分别接在示波器的X10
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