以A計權特性和自由場響應補償修正的模擬節目信號特性電壓檢測

引言

一、檢測原理概述

二、核心檢測項目及方法

1. A計權電壓有效值檢測

• 目的：評估信號在模擬人耳聽感下的電壓強度。
• 方法：
  • 將模擬節目信號（如1 kHz正弦波、粉紅噪聲）輸入A計權濾波器。
  • 使用RMS電壓表測量濾波后信號的有效值，對比未加權信號電壓，計算衰減量。
• 標準要求：符合IEC 61672-1對A計權頻率響應的容差范圍（±1 dB, 20 Hz–10 kHz）。

2. 自由場響應補償校準

• 目的：消除傳感器在自由場中的固有頻率響應誤差。
• 方法：
  • 在消聲室中，以標準聲源（如校準后的揚聲器）發射全頻段測試信號。
  • 記錄傳感器輸出電壓，與理論自由場響應曲線對比，生成補償濾波器參數。
• 標準要求：補償后頻率響應偏差≤±0.5 dB（100 Hz–20 kHz）。

3. 復合修正下的信號失真度檢測

• 目的：驗證A計權和自由場補償對信號保真度的影響。
• 方法：
  • 輸入多頻點測試信號（如50 Hz–15 kHz掃頻信號）。
  • 分別測量原始信號、A計權修正信號、復合修正信號的總諧波失真（THD）。
• 合格判定：THD增量≤0.1%（復合修正后）。

4. 動態范圍與信噪比測試

• 目的：評估修正后系統的信號處理動態性能。
• 方法：
  • 輸入動態測試信號（如-60 dBFS至+24 dBFS階躍信號）。
  • 測量A計權修正通道的最大不失真輸出電壓及本底噪聲，計算動態范圍（DR）。
• 標準要求：DR≥100 dB（A計權，自由場補償后）。

5. 頻率響應一致性驗證

• 目的：確保修正后的電壓檢測系統在全頻段內線性響應。
• 方法：
  • 使用標準信號源輸出1/3倍頻程窄帶噪聲（20 Hz–20 kHz）。
  • 記錄修正前后各頻點的電壓值，生成頻率響應曲線。
• 合格判定：響應波動≤±0.3 dB（復合修正后）。

三、檢測設備與實施要點

1. • A計權濾波器模塊（符合IEC 61672 Class 1）
   • 自由場補償處理器（內置FIR濾波器）
   • 高精度音頻分析儀（如APx515）
   • 消聲室或自由場仿真系統
2. • 背景噪聲≤20 dB(A)
   • 溫度：23±2°C，濕度：40–60% RH
3. • 定期校準傳感器和信號源，消除系統誤差。
   • 采用多次測量取均值法降低隨機誤差。

四、

1. IEC 61672-1: Electroacoustics – Sound level meters.
2. AES17-2020: AES standard method for digital audio engineering – Measurement of digital audio equipment.
3. ISO 3745: Acoustics – Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure – Precision methods for anechoic and hemi-anechoic rooms.