JJF 2456-2026 语音传输指数测试仪(直接法)校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范语音传输指数测试仪(直接法)2026-08-21发布2027-02-21实施语音传输指数测试仪(直接法)校准规范主要起草单位：杭州爱华智能科技有限公司浙江省质量科学研究院广东省计量科学研究院参加起草单位：中国计量科学研究院建科环能科技有限公司甘肃省计量研究院本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释熊文波(杭州爱华智能科技有限公司)袁芳(杭州爱华智能科技有限公司)高申平(浙江省质量科学研究院)李敏毅(广东省计量科学研究院)秦朝琪(中国计量科学研究院)闫国军(建科环能科技有限公司)鲁光军(甘肃省计量研究院) 2引用文件 3术语和计量单位 5计量特性 5.1STI测试声源的频率响应 5.2工作语音声级 5.3测量部分的指示声级调整 5.4测量部分的频率响应 5.5粉红噪声的频谱特性 5.6粉红噪声的峰值因子 5.7倍频带载波信号特性 5.8语音频谱特性 5.9STI示值误差 6校准条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 8校准结果表达 8.1校准数据处理 8.2校准证书 8.3校准结果的不确定度评定 9复校时间间隔 附录A标准测试信号的产生 附录B校准证书的内页格式 附录C测量不确定度评定示例 工Ⅱ本规范参考GB/T12060.16—2017《声系统设备第16部分：通过语音传输指数本规范为首次发布。语音传输指数测试仪(直接法)校准规范本规范适用于语音传输指数测试仪的校准。测量语音传输指数的系统也可参考本规范进行校准。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)检定规程JJG176声校准器检定规程JJG449—2014倍频程和分数倍频程滤波器检定规程JJF1001通用计量术语及定义JJF1034声学计量术语及定义JJF1059.1测量不确定度评定与表示JF1288—2011多通道声分析仪校准规范GB/T3102.7声学的量和单位GB/T3947声学名词术语GB/T12060.16—2017声系统设备第16部分：通过语音传输指数客观评价言语可懂度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术语和计量单位由客观方法获得的一个物理量，用于表述与语言可懂度相关的语音传输质量。注：STI是一种衡量语音清晰度的客观指标，它源自MTF(调制传递函数),通过将MTF的作用解释为表观信噪比，并对加权平均的表观信噪比进行归一化处理而得出。12语音传输指数的测量和预测规定方法，采用14个调制频率在7个倍频程范围内214个调制频率按照标称的1/3倍频程间隔分布，包括0.63Hz、0.80Hz、1.00Hz、1.25Hz、3.3公共广播系统语音传输指数[方法]speechtransmissionindex[method]forpublicaddresssystems;STIPA一种简化的STI方法，适用于评价包括扩声系统的房间声学的语音传输质量。语音传输指数法(STI方法)在某些条件下的一种简化形式，允许对7个倍频带同时进行调制与处理，降低测试时间。使用(类语音)调制的测试信号直接测景调制传递函数的方法。使用脉冲响应和前向能量积分(论多德积分)导出调制传递函数的方法。信号振幅的平方，为时间的函数。3.8调制传递比modulationtransferratio接收信号与原始(发出)信号的强度函数调制深度之比。距说话人嘴前1m处的实际语音声级，等于60dB(A)。注：在自由场中测得。3.10峰值因子crestfactor给定的时间间隔内，峰值声压级与均方根声压级的差值。注：峰值因子以分贝(dB)为单位表示。语音传输指数测试仪可以是一套专门的语音传输指数测量设备，也可以是测量系统的一部分，一般由测试声源、测量和数据处理部分组成。STI方法是一种确定传输通路语音传输品质的快速客观测量方法。STI方法有直接法与间接法，直接法使用(类语音)调制的测试信号直接测量调制传递函数，间接法使用脉冲响应和前向能量积分导出调制传递函数。5计量特性5.1STI测试声源的频率响应语音传输指数测试仪中的STI测试声源在所需频率范围内1/3倍频程的频率响应一般不超过±1dB。STI测试声源前方轴向1m处的等效连续A声级，一般为60dB±3dB。5.3测量部分的指示声级调整在制造厂规定的校准频率(如制造厂未规定则取1kHz)上，按使用说明书给出的校准方法和调整数据，仪器应能得到所要求的响应与声校准器的标称值，其偏差一5.4测量部分的频率响应在80Hz～12.5kHz频率范围内的任何频率上，与参考频率1kHz处的响应差值一5.5粉红噪声的频谱特性采用1/3倍频程滤波器测量出的粉红噪声频谱是平坦的，在100Hz～10kHz内1/3倍频带声压级与参考中心频率(1kHz)1/3信频带声压级的差值一般不超过±0.5dB。5.6粉红噪声的峰值因子粉红噪声的峰值因子一般在12dB~14dB之间。5.7倍频带载波信号特性5.8语音频谱特性测试信号的倍频带平均声压级与A计权声压级的差值符合送校产品使用说明书的要求或表1、表2的要求，其偏差不超过±0.5dB。345.9.1将被校仪器放置在自由场里，自由场的背景噪声低于测试信号20dB以上，STI示值应不小于0.98,调制传递比示值应不小于0.95。注：当被校仪器里没有STI测试声源时，可以将语音传输指数测试仪的信号接到一个测试声源进行测试，此测试声源的性能应符合5.1的要求，工作语音声级调到60dB±3dB。同时应在校准证书中注明。注：由于校准无需做出合格与否的判定，因此上述技术要求仅供参考。6校准条件6.1环境条件相对湿度：30%～90%。6.2测量标准及其他设备a)声校准器：声校准器应为JJG176规定的LS级或1级。b)工作标准传声器：性能符合JGV75规定的WS2F或WS3F型要求。c)前置放大器：频率响应在10CHz<10kHz范围内不超过±0.1dB,输入端短路A计权噪声不高于3μV。d)声分析仪：频率范围至少为100Hz～10kHz,频率响应优于±0.2dB,频率计权性能满足JJF1288—2011的要求，1/3倍频程满足JJGe)声频信号发生器：频率范围至少为100Hz～10kHz,频率响应优于±0.2dB,总失真不大于0.1%,具有粉红噪声输出功能，粉红噪声频谱的均匀性在100Hz～10kHz频率范围内不超过0.5dB。g)气压计：校准环境条件内，静压测量的最大允许误差应不超过±0.5kPa。h)温度表：校准环境条件内，温度测量的最大允许误差应不超过士0.5℃。i)湿度表：校准环境条件内，湿度测量的最大允许误差应不超过±10%。57校准项目和校准方法7.1校准项目语音传输指数测试仪的校准项目见表3。实验室应根据语音传输指数测试仪的型号及预期用途，选择相关的校准项目。表3语音传输指数测试仪校准项目一览表12工作语音声级3456786语音传输指数测试仪应具有清晰的标志，包括制造商的名称、型号和序列号等。7.2.2STI测试声源的频率响应声分析仪声频信号发生器声分析仪工作标准传声器前置放大器消声室或消声箱图1STI测试声源的频率响应校准装置示意图a)将STI测试声源与工作标准传声器放置到消声室或消声箱的自由场区，相距正前方1m。工作标准传声器接到前置放大器后接到声分析仪上。STI测试声源如果不能发粉红噪声，需用声频信号发生器与STI测试声源相连，接入点与仪器厂商确认。b)将STI测试声源或声频信号发生器的信号输出设置为粉红噪声，STI测试声源的输出挡位60dB挡或调节信号发生器的输出幅度使1m位置处A计权声压级为c)设置声分析仪为1/3倍频程频谱分析功能，频谱分析的标称中心频率范围应覆盖100Hz～10kHz,测量60s的1/3倍频带等效连续声压级。每个中心频率下的1/3倍频带等效连续声压级减去参考中心频率(1kHz)的等效连续声压级为STI测试声源的频率响应。7.2.3工作语音声级工作语音声级校准装置示意图如图2所示。将STI测试声源与工作标准传声器放置到消声室或消声箱的自由场区，工作标准传声器与STI测试声源声中心相距1m。工作标准传声器连接前置放大器后接入声分析仪。将被校语音传输指数测试仪设为正常使用时的工作语音声级，使用声分析仪测7.2.4测量部分的指示声级调整使用由制造商规定型号和性能等级的声校准器，依据使用说明书提供的校准方法和调整数据，在校准检查频率上检查声级测量部分的指示。7.2.5测量部分的频率响应测量部分的频率响应校准装置示意图如图3所示。a)将声频信号发生器的输出接入语音传输指数测试仪电信号输入，设置声频信号发生器的频率为1kHz,调节声频信号发生器的输出幅度，使语音传输指数测试仪上的声压级指示为70dB,并记录下该示值。b)在100Hz到10kHz频率范围内按1/3倍频程中心频率点调节声频信号发生器的输出频率，保持输出电压不变，记录下语音传输指数测试仪上的声压级示值。c)用记录的各频率下声压级示值减参考频率点(1kHz)的声压级示值，作为声级测量部分的频率响应。7.2.6粉红噪声的频谱特性粉红噪声的频谱特性校准装置示意图如图4所示。图4粉红噪声的频谱特性校准装置示意图将语音传输指数测试仪信号输出接入声分析仪的电信号输入。语音传输指数测试仪的信号输出设为粉红噪声，信号输出电压为1V或者说明书规定的电压值，置声分析仪为1/3倍频程频谱分析功能，频谱分析的中心频率范围应覆盖100Hz～10kHz,测量60s的1/3倍频带等效连续声压级(电压级)。每个中心频率的等效连续声压级减去参考中心频率(1kHz)的等效连续声压级(电压级)为粉红噪声的频谱特性。按7.2.6的要求连接设备，语音传输指数测试仪的信号输出设为粉红噪声，信号输出电压为1V或说明书规定的电压值，置声分析仪为总值分析功能，频率计权设为Z计权，测量60s的等效平均声压级与峰值声压级。峰值声压级减去等效平均声压级为粉红噪声的峰值因子。7.2.8倍频带载波信号特性a)按7.2.6的要求接好仪器，将被检语音传输指数测试仪输出设为STI测试信号，信号输出电压为1V或说明书规定的电压值，置声分析仪为FFT分析功能，FFT分析仪的每线带宽小于1.0Hz。上限截止频率与下限截止频率。判断这些频率是否处在表41/2倍频程滤波器的上限截止频率与下限截止频率下限下限截止下限c)在测量结果上，用表中最接近测试频率点的声压级减去各中心频率点的声压级，得到阻带衰减值，此值应不小于表5的要求。表51/2倍频程滤波器的阻带衰减中心频率/Hz测试频率/Hz测试频率/Hz8表5(续)中心频率/Hz测试频率/Hz测试频率/Hz按7.2.6的要求连接设备，将被校语音传输指数测试仪输出设为STI测试信号，信号输出电压为1V或者说明书规定的电压值，置声分析仪为1/1倍频程频谱分析功能，测量60s的等效平均声压级及A计权声压级。用每个倍频带声压级减A计权声压级，得到的值为语音频谱特性。STI示值误差校准装置示意图如图5所示。语音传输指数测量仪工作标准传声器前置放大器STI测试声源消声室或消声箱图5STI示值误差校准装置示意图a)将被校语音传输指数测试仪的STI测试声源与传声器放置到消声室或消声箱的自由场区，工作标准传声器与STI测试声源声中心相距1m,按使用说明书的要求测b)按附录A里的方法生成标准测试信号，使用STI测试声源播放该标准测试信号，按使用说明书的要求测试STI与调制传递比。注：按附录A可以生成一个或多个标准测试信号，但必须包括STI理论值为0.2的标准测试信号。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，STI示值误差项目出具校准数据保留两位小数，其他测试项目出具校准数据均保留一位小数。语音传输指数测试仪经校准出具校准证书。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B。8.3校准结果的不确定度评定语音传输指数测试仪校准结果的测量不确定度应按JJF1059.1的要求评定，不确定度评定的示例见附录C。9复校时间间隔语音传输指数测试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仪器的使用情况(使用部位的重要性、环境条件、使用频率)、使用者、仪器本身质量等诸多因素，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。9附录A标准测试信号的产生由于直接法使用频带噪声调制载波信号，在低噪声测试应用时可以简单地使用正弦载波代替噪声载波。因此，可以采用不同的调制深度对正弦载波进行幅度调制，以测试测量设备或算法的能力。完整STI方法：使用98个独立的测试信号，对7个倍频带分别使用14个调制频率调制得到。每个测试信号只包含1个倍频带噪声载波，被1个调制频率调制。98个测试信号按序依次生成。使用平均长度为10s的测试信号序列。A(t)=sin(2mf.At)√0.5×[1+mki——载波频率倍频带序号，ki=1,…,7;m——指定的调制指数；fm,b₂——调制频带中心频率，HzSTIPA:使用一个测试信号。该信号包含的7个倍频带载波信号，每个倍频带载波信号都用2个预设的调制频率进行调制，14个调制信号同时生成。公式(A.2)产生调制载波A(t),其允许测试不同倍频带的调制域中的STIPA实现的动态范围。m——指定的调制指数；fm,1——第一调制频率，Hz,取值见表A.1;倍频带中心频率/Hz第一调制频率/Hz第二调制频率/HzSTITEL:使用一个测试信号。该信号包含的7个倍频带中的每个倍频带都用1个预设的调制频率调制，7个调制同时生成。fe,a——载波频带中心频率，Hz,取值见表A.2;k₁——载波频率倍频带序号，ki=1,…,7;t——时间变量，S;m——指定的调制指数；调制频率/Hz图A.1是一个产生STIPA标准测试信号的代码示例。OCTAVES=[12525050010002G004000FMODLO=[1.61.00.632.01.250.82.5;TI=0.0:0.1:1.0;%STI范围C=2^(1/4);%设置载波频带的截止频率(1/2octave)CAR1=sin(2+pi+0CTAVES)CAR2=sin(2+pi+0CTAVES()MOD=sqrt(0.5*(1+0.55*m()*(sin(2+pi+FMODLO()*t)-sin(2+pi*FMODHI()*校准证书的内页格式推荐的校准证书的内页格式见图B.1。校准机构授权说明校准环境条件及地点℃%测量范围最大允许误差准证书编号测量范围最大允许误差证书编号第×页共×页图B.1校准证书内页的格式二、STI测试声源的频率响应中心频率/Hz中心频率/Hz校准结果不确定度：四、测量部分的频率响应频率/Hz校准结果不确定度：第×页共×页图B.1校准证书内页的格式(续)中心频率/Hz中心频率/Hz校准结果不确定度：六、粉红噪声的峰值因子七、倍频带载波信号特性倍频带载波信号的带宽中心频率/Hz下限截止频率/Hz中心频率/Hz下限测试频率/Hz第×页共×页图B.1校准证书内页的格式(续)中心频率/Hz校准结果不确定度：消声室内测量到的STI值中心频率/Hz标准测试信号的STI理论值中心频率/Hz调制传递比校准结果不确定度：第×页共×页图B.1校准证书内页的格式(续)测量不确定度评定示例本附录对STI测试声源的频率响应、工作语音声级、粉红噪声的频谱特性、粉红噪声的峰值因子、倍频带载波信号特性、语音频谱特性和STI示值误差的测量不确定度进行评定，说明语言传输指数测试仪各校准项目的不确定度评定过程。C.2STI测试声源的频率响应测量结果不确定度的评定C.2.1测量模型频率响应是STI测试声源在不同频率点输出声压级与参考点声压级的差值。根据Lo——参考点的输出声压级，dB。C.2.2.1测量频率响应重复性引入的不确定度分量本示例在相同的测量条件下对STI测试声源的频率响应进行测量，重复测量10次，得到的结果见表C.1。123456789 表C.1(续)123456789依据标准不确定度A类评定方法，取重复测量中频率响应测得值的实验标准偏差s1作为重复性误差引入的不确定度分量：C.2.2.2工作标准传声器引入的不确定度分量工作标准传声器在校准频率范围内测量不确定度不应超过0.3dB(k=2),工作标准传声器引入的不确定度分量u2为0.15dB。C.2.2.3多通道声分析仪示值误差引入的不确定度分量C.2.2.4前置放大器插入损失修正误差引入的不确定度分量C.2.3合成标准不确定度的计算经上述不确定度评定，STI测试声源的频率响应的输出不确定度分量汇总于表C.2中。表C.2中各项不确定度之间无相关性。表C.2声源的频率响应的不确定度一览表符号12工作标准传声器的测量不确定度3多通道声分析仪示值误差4前置放大器插入损失修正误差合成标准不确定度按公式(C.2)计算：uc=√u²+u2+u²+u²(C.2)将相关数值代入公式(C.2),可得合成标准不确定度为u.=0.25dB。C.2.4扩展不确定度的确定按照报告要求修约到0.1dB,故STI测试声源的频率响应的报告扩展不确定度为：C.3工作语音声级(声信号)测量结果不确定度的评定工作语音声级(声信号)的测试按7.2.3的方法进行。C.3.1不确定度的评定C.3.1.1测量工作语音声级(声信号)重复性引入的不确定度分量本示例在相同的测量条件下对工作语音声级重复测量10次，得到的结果见声压级123456789依据标准不确定度A类评定方法，取重复测量中频率响应测得值的实验标准偏差s₁作为重复性误差引入的不确定度分量：C.3.1.2工作标准传声器引入的不确定度分量工作标准传声器在校准频率范围内的测量不确定度为0.3dB(k=2),工作标准传声器引入的不确定度分量u₂为0.15dB。C.3.1.3多通道声分析仪示值误差引入的不确定度分量多通道声分析仪，在所用量程上的示值误差小于0.1dB,按均匀分布，k=√3,C.3.1.4前置放大器插入损失修正误差引入的不确定度分量前置放大器插入损失测量误差小于0.02dB,按均匀分布，k=√3,则u₄=0.02dB/√3≈0.C.3.2合成标准不确定度的计算经上述不确定度评定，工作语音声级(声信号)校准结果的不确定度分量汇总于表C.4不确定度一览表符号123多通道声分析仪示值误差4前置放大器插入损失修正误差计算，将相关数值代入公式(C.2),C.3.3扩展不确定度的确定包含因子k=2时，工作语音声级(声信号)的扩展不确定度为：U=k×uc=2×0.19dB=0.38dB按照报告要求修约到0.1dB,故工作语音声级(声信号)的报告扩展不确定度为：C.4粉红噪声的频谱特性(电信号)的不确定度评定C.4.1测量模型根据本规范设计的方法，频谱特性按公式.3)计算：△L=LLoC.4.2不确定度的评定C.4.2.1测量粉红噪声的频谱特性(电信号)重复性引入的不确定度分量在相同的测量条件下对粉红噪声的频谱特性(电信号)进行测量，重复测量10次，得到的结果见表C.5。表C.5中各项不确定度之间无相关性。123456789表C.5(续)123456789依据标准不确定度A类评定方法，取重复测量中频率响应测得值的实验标准偏差s1作为重复性误差引入的不确定度分量：C.4.2.2多通道声分析仪频率响应误差引入的不确定度分量多通道声分析仪频率响应优于±0.3dB,其引入的不确定度按均匀分布，C.4.2.3多通道声分析仪示值误差引入的不确定度分量C.4.3合成标准不确定度的计算表C.6不确定度一览表符号数值/dB12多通道声分析仪频率响应误差3多通道声分析仪示值误差ue=√u²+u2+u3将相关数值代入公式(C.4),可得合成标准不确定度为u.=0.23dB。C.4.4扩展不确定度的确定包含因子k=2时，粉红噪声的频谱特性(电信号)的扩展不确定度为：U=k×u.=2×0.23dB=0.46按照报告要求修约到0.1dB,故粉红噪声的频谱特性(电信号)的报告扩展不确C.5粉红噪声的峰值因子(电信号)的不确定度评定置声分析仪为总值分析功能，频率计权设为Z计权，测量60s的等效平均声压级与峰值声压级。峰值声压级减去等效平均声压级为粉红噪声的峰值因子。根据本规范设计的方法，峰值因子按公式(C.5)计算：C.5.2.1测量粉红噪声的峰值因子重复性引入的不确定度分量本示例在相同的测量条件下对粉红噪声的峰值因子进行测量，重复测量10次，得工23456789依据标准不确定度A类评定方法，取重复测量中粉红噪声峰值因子测得值的实验标准偏差s₁作为重复性误差引入的不确定度分量：C.5.2.2多通道声分析仪级线性误差引入的不确定度分量多通道声分析仪级线性误差优于差±0.2dB,其引入的不确定度按均匀分布估计，取包含因子k=√3,故正弦信号发生器稳定性引入的不确定度分量u₂为0.12dB。C.5.2.3多通道声分析仪示值误差引入的不确定度分量C.5.3合成标准不确定度的计算经上述不确定度评定，粉红噪声的峰值因子校准结果的不确定度分量汇总于表12多通道声分析仪级线性误差3多通道声分析仪示值误差标准不确定度为uc=0.31dB。包含因子k=2时，粉红噪声的峰值因子的扩展不确定度为：按照报告要求修约到0.1dB,故粉红噪声的峰值因子的报告扩展不确定度为：C.6倍频带载波信号特性的不确定度评定用表中最接近测试频率点的声压级减去各中心频率点的声压级，得到阻带衰减值。根据本规范设计的方法，阻带衰减按公式(C.6)计算：Lp.i——最接近频率点的声压级，dB; C.6.2.1测量倍频带载波信号特性的阻带衰减重复性引入的不确定度分量本示例在相同的测量条件下对STI测试声源倍频带载波信号特性的阻带衰减进行测量，重复测量10次，得到的结果见表C.9。表C.9倍频带载波信号特性的阻带衰减测量结果阻带衰减dB123456789依据标准不确定度A类评定方法，取重复测量中频率响应测得值的实验标准偏差s1作为重复性误差引入的不确定度分量：C.6.2.2多通道声分析仪级线性误差引入的不确定度分量多通道声分析仪级线性误差优于±0.2dB,其引入的不确定度按均匀分布估计，取包含因子k=√3,故正弦信号发生器稳定性引入的不确定度分量u₂为0.12dB。C.6.2.3多通道声分析仪示值误差引入的不确定度分量C.6.3合成标准不确定度的计算经上述不确定度评定，倍频带载波信号特性的阻带衰减校准结果的不确定度分量表C.10不确定度一览表符号12多通道声分析仪级线性误差3多通道声分析仪示值误差合成标准不确定度按公式(C.4)计算，将相关数值代入公式(C.4),可得合成标准不确定度为uc=0.89dB。C.6.4