廳堂擴聲最大聲壓級的測量方法

　　定義

　　最大聲壓級是廳堂擴聲 特性的一項重要指標，現行有效的國標版本是GB/T 4959-1995 《廳堂擴聲特性測量方法》。該標準對最大聲壓級的定義和測量方法都做了明確的規定。

　　定義：擴聲系統在廳堂聽(tīng)眾席處產(chǎn)生的最高穩態(tài)準峰值聲壓級;測量方法規定了四種分別為：電輸入法(窄帶噪聲法)、電輸入法(寬帶噪聲法)、聲輸入法(窄帶噪聲法)和聲輸入法(寬帶噪聲法)。

　　四種方法只是信號源不同，測量和數據處理方法基本一樣。

　　其中方法一是這樣描述的：將1/3oct(或1/1oct)粉紅噪聲信號直接饋入擴聲系統調音臺輸入端，調節噪聲源輸出，使揚聲器系統的輸入電壓相當于十分之一至四分之一設計使用功率的電平值，當聲壓接近90dB 時(shí)，可用小于十分之一的使用功率。在系統的傳輸頻率范圍內，測出每個(gè)1/3oct 或1/1oct 頻帶聲壓級，加以換算獲得相應頻帶的最大聲壓級然后平均。

　　問(wèn)題的提出

　　a. 什么是"最高穩態(tài)準峰值聲壓級"?國標中沒(méi)有明確定義，怎樣測量就更無(wú)從談起。

　　b. "測出每個(gè)1/3oct 或1/1oct 頻帶聲壓級，加以換算獲得相應頻帶的最大聲級"，這句也有點(diǎn)含混，相應頻帶是什么?怎樣換算也沒(méi)明確交代。

　　c. 揚聲器的輸入電壓不止一個(gè)時(shí)，怎樣確定設計功率的電平值?用十分之一至四分之一或者更小電平值測量最大聲壓級后，怎樣換算最大工作功率時(shí)的最大聲壓級?即使按理論能換算，理論值能否在實(shí)際中出現，實(shí)際值與理論值有多大差異?總之，擴聲系統的最大聲壓級不會(huì )簡(jiǎn)單地只和揚聲器系統的輸入電平或功率相關(guān)。

　　正是由于國標中定義和測量方法中存在明顯的不確定性，理解不統一，實(shí)際測量中也感到欠可操作性。

　　相關(guān)討論

　　關(guān)于定義

　　從最大聲壓級的字面來(lái)理解，應該就是擴聲系統正常工作范圍內最大輻射能量產(chǎn)生的聲壓級，是峰值的概念。由于測量設備一般都采用有效值檢波，是有效值的測量，所以應該將測量結果有效值換算成峰值作為最大聲壓級的表述。正弦信號的峰值因數是1.4，語(yǔ)言和音樂(lè )的峰值的因數都比正弦信號高，所以，一般情況峰值應在有效值3dB 以上。

　　從2006 年執行的GB50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》可以看到關(guān)于最大聲壓級的一條定義，應證了上述理解的正確性。GB 50371-2006 的定義如下："擴聲系統完成調試后，在廳堂內各測量點(diǎn)可能的最大峰值聲壓級的平均值"。如果修訂后的GB4959能采用類(lèi)似的定義，那么關(guān)于最大聲壓級定義的不明確性問(wèn)題就解決了。

　　關(guān)于測量方法

　　國標中規定不夠詳細，除了上面提到如何合成換算以及能否用理論值去推算實(shí)際值存在疑問(wèn)外，調音臺的狀態(tài)控制也沒(méi)有相應的規定，顯然在測量的可操作和測量結果一致性方面存在問(wèn)題。

　　實(shí)際操作

　　結合我們對最大聲壓級的理解和認識，為最大限度滿(mǎn)足國標要求，在實(shí)際操作中，針對GB/T4959-1995 規定的方法一的測量過(guò)程主要如下：

　　a. 將擴聲系統的擴聲置于正常工作范圍的最大值狀態(tài);

　　b. 聲源采用粉紅噪聲，通過(guò)1/3oct 濾波器，直接測量獲得各測點(diǎn)各1/3 頻帶內的聲壓級;

　　c. 利用各測點(diǎn)1/3 頻帶的聲壓級換算合成為各測點(diǎn)在聲頻頻帶內(20Hz~20kHz)的聲壓級;

　　d. 各測點(diǎn)平均，得到平均聲壓級;

　　e. 根據聲源的峰值因數，將平均聲壓級加上20lg(峰值因數)dB 或按保守估計直接加3dB作為擴聲系統的最大聲壓級。

　　由于聲源的峰值因數也存在測量的問(wèn)題，所以有時(shí)是按保守估計的峰值因數求得峰值作為最大聲壓級。GB50371《廳堂擴聲系統設計規范》對粉紅噪聲源峰值因數的規定也是個(gè)范圍:1.8~2.2，對應的dB 數是5.1~6.8。

　　另外，擴聲系統因其它原因也不會(huì )真正放置在最大值狀態(tài)，所以建議擴聲系統的最大聲壓級以大于等于多少dB 的形式給出，這樣與設計及評級要求正好是一致的，也不需要指明調音臺的控制位置了。