对讲系统全程语音特性测量仪校准规范

JJF1797—20201对讲系统全程语音特性测量仪校准规范1范围本规范适用于频率范围100Hz~8kHz,用于对讲系统等产品声质量评价的全程语音特性测量仪校准。2引用文件本规范引用下列文件:JJG175—2015工作标准传声器(静电激励器法)JJG449—2014倍频程和分数倍频程滤波器JJG869—2002电话电声测试仪JJG1019—2007工作标准传声器(耦合腔比较法)JJF1034—2005声学计量名词术语及定义JJF1147—2006消声室和半消声室声学特性校准规范JJF1580—2016仿真嘴校准规范GB/T3102.7声学的量和单位GB/T31070.1—2014楼寓对讲系统第1部分:通用技术要求IEC62820-1-1:2016楼寓对讲系统第1-1部分:系统要求———通则(Buildingintercomsystems—Part1-1:Systemrequirements—ITU-TP.501电话测量用测试信号(Testsignalsforuseintelephonometry)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语和计量单位本规范采用GB/T3102.7中规定的量和单位。JJF1034—2005界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1全程语音特性overallspeechcharacteristic语音信号在空气中发送、传播及接收过程中品质保持的特性。3.2全程响度评定值overallloudnessratingOLR从发送端嘴参考点到接收端耳参考点之间的响度量值。注:全程响度评定值单位为dB。[GB31070.1—2014,定义3.1.6]3.3嘴参考点mouthreferencepointMRPa)响度评定值测试时在参考轴线上,距嘴唇平面正前方25mm的点。JJF1797—20202b)参考当量测试时在参考轴线上,距嘴唇平面正前方40mm的点。[JJG869—2002,定义3.10]4概述对讲系统全程语音特性测量仪通常由仿真语音(数字音频源)、仿真嘴、仿真耳(传声器)和全程响度评定值评价软件/算法等几部分构成。仿真语音通过数模转换放大后,由做过嘴部均衡的仿真嘴进行电声转换,经对讲系统接收再播放后,由仿真耳(传声器)采集,并进行模数转换而形成的测量语音,最后由全程响度评定值评价软件/算法完成语音特性的分析评价。5计量特性5.1发送端仿真嘴参考点声压级对讲系统全程语音特性测量仪播放仿真语音时,其自带仿真嘴MRP位置的Z计权总声压级一般为89.3dB,偏差一般不超过±1.0dB。注:频率范围一般为100Hz~8kHz。5.2发送端仿真语音相对于标准语音的偏差对讲系统全程语音特性测量仪播放的仿真语音与标准语音(电信号),在所有1/3倍频程频带上扣除1kHz声压级差值,其偏差一般不超过±1.5dB。5.3接收端声压级频率响应对讲系统全程语音特性测量仪接收端声压级频率响应一般不超过表1给出的允差范围。表1接收端声压级频率响应频率范围声压级频率响应最大允许误差(以1000Hz作为参考)100Hz~200Hz±1.0dB>200Hz~4000Hz±0.8dB>4000Hz~8000Hz±1.0dB5.4接收端声压级级线性对讲系统全程语音特性测量仪接收端声压级级线性误差一般不超过表2给出的允差范围。表2接收端声压级级线性声压级范围声压级级线性最大允许误差(以90dB作为起始点)<-20dB±1.0dB-20dB~+20dB±0.5dB>+20dB±1.0dB5.5接收端响度级频率响应标准语音(电信号)直接输入被校仪器,在全程响度评定值为0dB时,在所有JJF1797—202031/3倍频程点的响度级频率响应最大允许误差一般不超过±1.0dB。5.6接收端响度级级线性在响度级+5dB~-35dB范围(对应全程响度评定值范围-5dB~+35dB)内,250Hz、1000Hz、3150Hz响度级变化与标准语音(电信号)幅度变化的差值不超过±1.5dB。全程响度评定值与标准语音(电信号)幅度变化的差值不超过±1.0dB。注:1响度级评定值覆盖的频率范围通常为200Hz~4000Hz,如上限频率为8000Hz,则须增加6300Hz频率点的响度级变化测量。2第5章技术要求不用于合格判定,仅供参考。6校准条件6.1环境条件空气温度:18℃~28℃。相对湿度:30%~80%。静压:83kPa~106kPa。6.2测量标准及其他设备6.2.1声分析仪在20Hz~20kHz频率范围内,频率响应应优于±0.2dB。6.2.2标准语音所用标准语音(数字音频源)应符合ITU-TP.501。注:该语音可以从ITU官方网站获取。6.2.3工作标准传声器WS2或WS3型传声器,应满足JJG175—2015或JJG1019—2007中的要求。6.2.41/3倍频程滤波器应满足JJG449—2014对1级1/3倍频程滤波器的要求6.2.5声频信号发生器在10Hz~20kHz的频率范围内,频率误差应不超过±0.25%,输出信号的总谐波失真不超过0.5%。输出幅频特性最大允差不超过±1.0dB。可以播放无损数字音频源文件,如WAV格式。6.2.6消声箱应满足JJF1147—2006技术要求,且A计权背景噪声应不超过40dB。6.6.7仿真嘴满足JJF1580—2016对仿真嘴参考轴上近场声压分布的要求。6.6.8精密衰减器在使用频率范围内衰减范围:0dB~60dB;衰减误差:0.5%A±0.02dB,A为衰减量数值。7校准项目和校准方法7.1校准项目JJF1797—20204全程语音特性测量仪声学特性的校准项目见表3。表3对讲系统全程语音特性测量仪校准项目一览表序号项目名称技术要求条号校准方法条号1发送端仿真嘴参考点声压级5.17.32发送端仿真语音相对于标准语音的偏差5.27.43接收端声压级频率响应5.37.54接收端声压级级线性5.47.65接收端响度级频率响应5.57.76接收端响度级级线性5.67.87.2校准前检查校准前应进行以下检查,必要时在校准报告中详细描述:—开启被校对讲系统全程语音特性测量仪播放仿真语音,仔细辨听,是否存在破音,异常语速变化。—被校对讲系统全程语音特性测量仪播放仿真语音,对于自发自收得到的全程响度评定值和各频点的响度级都应为0dB,正常时一般偏差不超过±1.0dB。—生产厂家应提供被校对讲系统全程语音特性测量仪仿真嘴MRP位置安放校准用传声器的支架。在支装架上应刻有定位标识,以识别垂直平面的位置。注:被校对讲系统全程语音特性测量仪内置的仿真语音文件,如为标准语音的节选,则应对标准语音做对应剪裁。同时应记录所用语句。7.3发送端仿真嘴参考点声压级按照图1所示连接测量仪器,将工作标准传声器放置于被校对讲系统全程语音特性测量仪仿真嘴MRP位置,以90°入射方向安装。让被校对讲系统全程语音特性测量仪发送自带仿真语音,通过声分析仪采集Z计权时间平均声压级,采集时间与播放时间相同。图1发送端仿真嘴参考点声压级测量示意图JJF1797—202057.4发送端仿真语音相对于标准语音的偏差7.4.1按照图1所示连接测量仪器,将工作标准传声器放置于被校对讲系统全程语音特性测量仪仿真嘴MRP位置。令被校对讲系统全程语音特性测量仪发送自带模拟语音信号,通过声分析仪同步采集Z计权1/3倍频程带时间平均声压级,采集时间与播放时间相同。注:工作标准传声器如为压力场型以90°入射方向安装,如为自由场场型以0°入射方向安装。7.4.2对标准语音进行1/3倍频程频谱分析。7.4.3以测量语音和标准语音在1000Hz点的差值作为参考,计算测量得到的Z计权1/3倍频程带时间平均声压级与标准数字音频源Z计权1/3倍频程带时间平均声压级的差值,得到发送端仿真语音相对于标准语音的偏差。7.5接收端声压级频率响应7.5.1按图2所示连接测量仪器,将工作标准传声器放置于标准仿真嘴MRP位置。注:工作标准传声器以90°入射方向安装,自由场传声器以0°入射方向安装。7.5.2声频信号发生器驱动仿真嘴发出1000Hz的正弦信号,记录1/3倍频程带声压级,调节声频信号发生器输出幅值,使得声分析仪得到的1/3倍频程带声压级为90dB,记录此时的声频信号发生器输出电压幅值uA1。7.5.3改变声频信号发生器输出信号频率为100Hz~8000Hz其他1/3倍频程带标称)复7.5.2操作,记录各频率点的波形发生器输出电压幅值uAi(i=2,7.5.4用被校对讲系统全程语音特性测量仪传声器替代工作标准传声器、声分析仪和1/3倍频程滤波器。使被校对讲系统全程语音特性测量仪处于声压测量或校准界面。声频信号发生器输出信号频率为100Hz~8000Hz,1/3倍频程带标称中心频率,输出电压幅值为7.5.2和7.5.3中各频率点的波形发生器输出电压幅值uAi(i从1到20)。记录各频率点的对讲系统全程语音特性测量仪测量声压级。(a)声压级频率响应测量(替代前)图2接收端声压级频率响应测量示意图6(b)声压级频率响应测量(替代后)图2(续)7.5.5计算对讲系统全程语音特性测量仪各频率点的声压级与90dB的差值。7.6接收端声压级级线性7.6.1按图3所示连接测量仪器,声频信号发生器的信号输出端口通过数据线接到精密衰减器输入端口,精密衰减器输出端口通过数据线与被校对讲系统全程语音特性测量仪接收端自带传声器前置放大器相连接。使被校对讲系统全程语音特性测量仪处于声压测量或校准界面。7.6.2声频信号发生器输出信号频率设为1000Hz,调节声频信号发生器输出幅值使对讲系统全程语音特性测量仪声压级示值为90dB。7.6.3调节精密衰减器,使输出信号降低6dB,记录此时对讲系统全程语音特性测量仪声压级示值。7.6.4重复7.6.3,直至声压级测量下限值。7.6.5将声频信号发生器输出恢复至7.6.2状态。7.6.6调节精密衰减器,使输出信号增加6dB,记录此时对讲系统全程语音特性测量仪声压级示值。7.6.7重复7.6.6,直至中位值以上30dB处。7.6.8计算各测量声压级与预计声压级值的差值,即为各声压级点的级线性偏差。图3接收端声压级级线性测量示意图7.7接收端响度级频率响应7.7.1按图3所示连接测量仪器,声频信号发生器的信号输出端口通过数据线接到精密衰减器输入端口,精密衰减器输出端口通过数据线与被校对讲系统全程语音特性测量仪接收端自带传声器前置放大器相连接。使被校对讲系统全程语音特性测量仪处于全程响度测量状态。7.7.2声频信号发生器播放标准语音,观察被校对讲系统全程语音特性测量仪的全程JJF1797—20207响度评定值。调节波形发生器输出信号幅值,使得到的全程响度评定值为0dB。记录200Hz~4000Hz频率范围内所有1/3倍频程标称中心频率点的响度级示值。注:响度级评定值覆盖的频率范围通常为200Hz~4000Hz。如上限频率为8000Hz,则此处应记录200Hz~8000Hz频率范围内所有1/3倍频程标称中心频率点的响度级示值。7.8接收端响度级级线性7.8.1按图3所示连接测量仪器,声频信号发生器的信号输出端口通过数据线接到精密衰减器输入端口,精密衰减器输出端口通过数据线与被校对讲系统全程语音特性测量仪接收端自带传声器前置放大器相连接。使被校对讲系统全程语音特性测量仪处于全程响度测量状态。7.8.2声频信号发生器播放标准语音,观察被校对讲系统全程语音特性测量仪的全程总响度评定值示值。调节声频信号发生器输出信号幅值,使得到的全程响度评定值为0dB。记录被校对讲系统全程语音特性测量仪250Hz、1000Hz、3150Hz响度级示值。7.8.3调节精密衰减器,使输出信号降低6dB,记录此时被校对讲系统全程语音特性测量仪全程响度评定值示值及250Hz、1000Hz、3150Hz响度级示值。7.8.4重复7.8.3,直至输出信号共降低36dB。7.8.5将声频信号发生器输出恢复至7.8.2状态。7.8.6调节精密衰减器,使输出信号增加6dB,记录此时被校对讲系统全程语音特性测量仪全程响度评定值示值及250Hz、1000Hz、3150Hz响度级示值。7.8.7计算250Hz、1000Hz、3150Hz各响度级值与预计响度级值的差值,计算全程响度评定值与预计全程响度评定值的差值。8校准结果表达8.1校准数据处理所有的数据应先计算,后修约,出具的校准数据应修约至0.1dB。8.2校准证书对讲系统全程语音特性测量仪经校准后出具校准证书,校准证书应包括的信息及推荐的校准证书内页格式见附录A。8.3测量结果不确定度的评定对讲系统全程语音特性测量仪校准结果不确定度按JJF1059.1—2012的要求评定,不确定度评定的示例见附录B。9复校时间间隔对讲系统全程语音特性测量仪的复校时间间隔建议为1年。然而,复校时间间隔的长短取决于其使用情况,如环境条件、使用频率及测量对象等,因此,使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。JJF1797—20208附录A校准证书的内容及推荐格式A.1校准证书应至少包括以下信息:a)标题,如“校准证书”;b)证书的编号、页码及总页数;c)校准实验室的名称和地址;d)进行校准的日期;e)进行校准的地点;f)送校单位的名称和地址;g)被校对讲系统全程语音特性测量仪的描述和明确标识;h)校准所依据的技术规范的名称及代号;i)校准所用计量标准的名称、技术参数及有效性说明;j)校准时的环境条件;k)校准结果;l)校准结果的测量不确定度的说明;m)复校时间间隔的建议;n)校准人签名、核验人签名、批准人签名;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经校准实验室书面批准,不得部分复制校准证书的声明。A.2推荐的校准证书内页格式见表A.1。JJF1797—20209表A.1对讲系统全程语音特性测量仪校准证书的内页格式证书编号××××××—××××校准机构授权说明校准的技术依据JJF1797—2020对讲系统全程语音特性测量仪校准规范校准环境条件及地点℃相对湿度%静压kPa校准使用的计量(基)标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至校准使用的标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至第×页共×页10表A.1(续)证书编号××××××—×××× 校准结果1.发送端仿真嘴参考点声压级:dB2.发送端仿真语音相对于标准语音的偏差(参考频率:Hz)频率/Hz偏差/dB频率/Hz偏差/dB10012502001600250200031525004003150500400063050008006300100080003.接收端声压级频率响应(参考频率:Hz)频率/Hz声压级频率响应/dB频率/Hz声压级频率响应/dB10010001251250160160020020002502500315315040040005005000630630080080004.接收端声压级级线性级范围/dB声压级测得值/dB声压级级线性/dB+15+10+5(参考声压级)-5-10-15共×页第共×页11表A.1(续)证书编号××××××—××××5.接收端响度级频率响应(参考频率:Hz)频率/Hz响度级频率响应/dB频率/Hz响度级频率响应/dB10010001251250160160020020002502500315315040040005005000630630080080006.接收端响度级级线性测试频率:250Hz级范围/dB+50-5-10-15-20-25-30-35响度级测得值/dB响度级级线性/dB测试频率:1000Hz级范围/dB+50-5-10-15-20-25-30-35响度级测得值/dB响度级级线性/dB测试频率:3150Hz级范围/dB+50-5-10-15-20-25-30-35响度级测得值/dB响度级级线性/dB全程响度评定值级范围/dB-50+5+10+15+20+25+30+35全程响度评定值测得值/dB响度级级线性/dB对讲系统全程语音特性测量仪自带仿真语音说明:测量不确定度:第×页共×页12附录B测量结果的不确定度评定示例本附录给出了发送端仿真语音相对于标准语音的偏差的不确定度评定示例,标准语音来源于ITU官方网站。B.1测量模型测量发送端仿真语音相对于标准语音的偏差采用的是比较法。测量被校对讲系统全程语音特性测量仪播放的仿真语音Z计权1/3倍频程带时间平均声压级。对标准语音进行1/3倍频程频谱分析。以两者1000Hz频率点处差值为参考,计算各测量得到的语音信号Z计权1/3倍频程带时间平均声压级与标准语音1/3倍频程带声压级的差值。式中:Δi=Lpi-Lp0i-A式中:Δi—指定1/3倍频程频率点,发送端仿真语音相对于标准语音的偏差,dB;Lpi—指定1/3倍频程频率点的测量声压级,dB;Lp0i—指定1/3倍频程频率点的标准语音声压级,dB;A—参考值,即1/3倍频程1000Hz频率点测量声压级与标准语音声压级的差值,dB。B.2不确定度来源不确定度主要来源有:测量重复性、工作标准传声器频率响应引入的误差、声分析仪频率响应引入的误差、1/3倍频程滤波器各频带相对衰减引入的误差。标准语音为ITU官方网站公开发布的数字音频文件,文件下载、播放中引入的误差可忽略不计。B.3各不确定度分量评定B.3.1测量重复性引入的不确定度分量(u1)测点位置的重复性、测量人员读数采样所引起的不确定度以及测量系统的稳定度均包含在重复性条件下测量数据的分散性中。进行6次测量,测量数据见表B.1。表B.1发送端仿真语音相对于标准语音的偏差6次测量结果频率/Hz偏差/dB平均偏差/dB实验标准差/dB第1次第2次第3次第4次第5次第6次2000.40.4-0.20.40.20.30.250.232500.50.80.20.50.80.70.580.233150.90.710.60.80.40.730.224000.40.60.50.20.70.60.500.185000.40.60.50.20.30.40.400.146300.40.60.50.400.60.420.228000.40.60.20.70.70.60.530.20表B.1(续)频率/Hz偏差/dB平均偏差/dB实验标准差/dB第1次第2次第3次第4次第5次第6次100012500.40.60.50.50.70.40.