【电子行业标准(SJ)】 电子琴电声性能测量方法

中华人民共和国机械电子工业部部标准SJ3265-89
电子琴电声性能测量方法
1989-03-20发布
1989-03-25实施
中华人民共和国机械电子工业部批准
中华人民共和国机械电子工业部部标准电子琴电声性能测量方法
1主题内容与适用范围
1.1主题内容
本标准规定了表征电子琴电声质册的物理特征及其有关测盘方法，1.2适用范图
SJ3265-89
本标准适用于各种单音和复音电子琴本标准只涉及与其电声质量有关的物理特性测量。
本标准不包括：测盘与试听试验之间的关系、功能和演奏特性和具有力度键盘功能的电子琴、
2.引用标准
IEC268-1(SJ/Z9140.1)声系统设备第一部分：概述GB9001声频放大器测量方法
3术语
3.1标准音高
将音阶中A(即a）音的基频频率定为440Hz的音高。3.2音程
指两音之间的音高差距、音乐上常用度数表示。声学上用频率比或频率比的对数表示，
3.3音分
是计算音程的一种单位。二个音的频率比等于12为一音分。一个倍频程（八度）的音程为1200音分。两个音之间音程的音分数为其基频频率比以92为底的对数。3.4十二平均律
是键盘乐器通用的一种律制，它将一个倍频程(八度)，分为12个等对数音程，即十二个均等的半音，半音的频率比值为32，3.5电子琴的频率范围
电子琴最低琴键的基频到最高琴键基频的6次谐波为电子琴的频率范围。3.6参考面、参考点、参考轴、参考频率。3.6.1参考面：系指电子琴键盘的平面．二排键的以主键盘为准。3.6.2参考点：电子琴键盘平面的几何中心二排键的以主键盘为准。中华人民共和国机械电子工业部1989-03-20批准1989-03-25实施
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3.6.3参考轴：通过参考点并以一定的方向通过参考面的直线，3.6.4参考频率：以标准音高A,=440Hz为参考测试频率。注：SJ/Z9140.1中第3条测试频率\规定的标准参考频为1000Hz，而电子没有1000Hz相应琴键，故使用440Hz为参考测试频率，假如440Hz明显地在测量的额率极限之外，或显著地在额响的峰谷值的位置时、可考患使用其他频率，4测量条件
4.1正常大气条件
若无特殊规定，电子琴声性能测试一般应在下列条件下进行：环境温度：15~35℃；
相对湿度：45%～75%
气玉：86~106kPa.
4.2仲裁大气条件
环境温度：20±1℃；
相对湿度：63%~67%；
气压：86~106kPa，
4.3声学环境
4.3.1自由场条件
系指自由空间的声特性。该空间中点声源辐射的声压P与距离r之间满足Pα律，在使用的测试距离上允许偏差±1.5dB，满足该条件的房间一般叫消声室，4.3.2环境噪声
在使用的测量距离处的区域内环境噪声至少小于最低待测信号声压级10dB，A.自由场条件下的测试距离
测盘距离系指在参考点与测试位置间的距离（见图1）.便携琴取为垂直于参考面的参考轴上0.5m。落地琴取在参考面上并垂直于整组琴键边线的参考轴上1m（见图1)2
测武点
参考点
参考轴
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参考面
参考点
便携式电子琴测试点示意图
参考点，
参考轴
剐试点
落地式电子琴测试点示意图
图1测试点示意图
4.5额定条件
额定条件指制造厂规定的电子琴工作状态：如有音量控制器（指主音量电位器）：则额定条件系指置于最大增益位置a.
b。电子寒其他发声的功能开关（如节奏、自动伴奏）关上，其音量电位器置于最小，
4.6正常工作条件
测电子琴整机特性时，电子琴置于额定条件后，调节音量控制器，使其增益减a
小10dB。
b。测电子琴放大器和放大器加扬声器特性时，电子琴置于额定条件下，减少输人电动势（或减小音量控制器增益），使放大器在实际负载上输出电压低于实际负载上失真限制输出电压10dB(见6.9.1.C)。4.7预热时间
电子琴测量在开机15min后进行，4.8电源
4.8.1规定条件
交流电压（包括使用变换器的交流输人电压）220V±3%；频率：50±1Hz.
直流电压(电池)允差3%。
4.8.2电源影响
电源特性（如交、直流电源电压，直流纹波电压等）对电子琴某些特性有影响时，产品标准应给出允差范围。必要时进行测量，3
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电源影响的规定详见GB9001第16条。5主要测量仪器要求
5.1测量传声器
频率响应：在测量频率范围内0°方向的不均度在土1dB内。灵敏度经常使用声级校准器或活塞发生器校准。5:2测盘放大器
频率响应：20～20000Hz不均匀度小于等于±0.5dB；噪声电平：输人端开路小于等于15V;输人端短路小于10uv;
谐波失真：小于0.5%；
表网络检波特性：有效值检波器和峰值检波器；峰值因于：大于等于10；
频率计权：线性、A计权：
时间计权：快、慢；
其他特性：具有有效值最大保持档。5.3电平记录仪
频率范围：20～20000Hz；
分辨率：用50dB电位器为0.25dB；信号记录误差：小于等于±1dB；笔速和纸速引起误差：小于等于0.5dB。5.4声频信号发生器
频范围：20~20000Hz，不均匀度小于等于±1dB；频度刻度精度：±3%；
频率读数精度：±1Hz(记数时间0.15S)；输出阻抗：小于负载阻抗的1/10；谐波失真：小于0.1%
5.5谐波失真仪
尖真度范围：0.1%~100%；
频率范围：基频：20Hz~10kHz;
谐波：20Hz～150kHz.
5.6音分仪
频率范围：满足电子琴的最低和最高音的基频频率范围：Co~C.音的基频范围为16.3524186.0Hz；C2～C.音的基频范围为65.406~1046.5Hz;分辨率：1音分；
精度：±0.5音分。
5.7频率计
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频率范围：满足电子琴的最低和最高的基频频率范围；读数精度：0.01%。
特性解释及其测量方法
电子琴一般由音源电路（包括模拟或数字振荡源和音色电路，也包括辅助和弦、节奏等功能电路）及放声系统（包括放大器和扬声器组成）。测量参数分为：整机声性能，放大器性能，放声系统性能和音源特性四个部分。6.1音高误差
6.1.1特性解释
以A，440Hz和十二平均律为标准，计算得到的电子琴各音的基频频率为日标值，电子琴实际上各音的基频偏离该值的误差称为音高误差，用音分表示。6.1.2测量方法
6.1.2.1声测法
一般在自由声场条件下由制造厂规定的音色下进行测量，也允许在无显著混响、回声和噪声干扰的普通房间内进行，测量可以用音分仪或用频率计。测量时音分仪上的传声器或经测量放大器接频率计的传声器靠近电子琴的扬声器，电子琴正常按键发音，调节电子琴校音电位器（假如有的话)使A，=440Hz，然后，电子琴依次按键，用音分仪(方法a)或频率计(方法b)读数计算。注：①校音电位器指用户可及的机外校音电位器。?调A，=440Hz的允差为±1音分，a.用音分仪直接读数。
b。用频率计读数并计算：如图2配置仪器。第一步按频率计读数得各音的基频p
传声器
电子琴
放大器
频率计
图2额率计测音高误差的声测法原理图注：①被测乐音应为连续周期信号。②，被测乐音其基频应显若地大于谐波报幅时才可采用本方法。当不满足时，在测量放大器后，加一倍频程帮通滤波器，其中心频率在待测乐音的基频附近，
第二步按附表1列出电子琴各音按A=440Hz和十二平均律计算各音基频频率目标值fai:
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第三步计算f，和fn之间音程的音分数5，3986.2
或计算频率比f/f查附表2《音分与频率比关系表》，可得到精确到1音分的音高误差。
6.1.2.2电测法
在产品标准规定的测试点，连接音分仪或频率计，电子琴正常按键发音，调节电子琴校音电位器（假如有的话）使A，=440Hz，电子琴依次按键，由音分仪直接读数，或由频率计按6.1.2.1.b中第一步、第二步、第三步所得的数据计算。注同6.1.2.1中注@、②
6.2相邻音高误差
6.2.1特性解释
电子琴中两相邻键的音程关系偏离100音分的误差，叫相邻音高误差，用音分表示。
6.2.2测量方法
同6.1.2中声测法或电测法所述，用音准仪或频率计测定和计算：6.2.2.1用音分仪分别测量二个相邻的音高误差为8、8，则相邻键音高误差为E0152
6.2.2.2用频率计分别测量二个音的基频分别为、f2(f;>f2)，按下式计算：A3986.2×g(
二相邻音为半音音程，则A=100音分音分
则相邻键音高误差E，=A'AI
6.3音高稳定度
6.3.1特性解释
电子琴连续工作（至少有一个键工作）到规定时间后的音高误差和相邻键音高误差，6.3.2测量方法
连续工作2h后，再按6.1.2测量各音的音高误差S和相邻键音高误差E（不能调校音电位器)。
6.4调音范围
6.4.1特性解释
调节电子琴的校音电位器，使音符基频在可调范围，用音分表示，6.4.2测量方法
：。按6.1.2条测量方法调节校音电位器，使A.音符合标准音高的要求(在音分仪上6
同A，音对准，在频率计上为440Hz.SJ3265-89
b.将校音电位器先后调到最大增量和最大减量的位置分别按6.1.2测量A，音的音高误差为3+和-，则校音电位器可调范围为8+5-，6.5乐音最大声压级
6.5.1特性解释
电子琴压下键发声时各音符所能达到的最大声压级，是在额定条件（4.5条），某音色下各琴键发声时，在自由声场规定距离上声压级的有效值：乐音最大声压级对每种音色，每个键得到一个测量值，
消声室
电子琴
测量放大器
图3乐音声压级和噪声声级测量方框图6.5.2测量方法
按图3配置测量系统：
示波器
b.电子琴置于额定条件下(4.5条），在自由声场内，测量距离满足4.4条要求：C，在某音色下，依次压下各寒键，由测量放大器测量其声压级有效值，表选择：“快时间计权，有效值，
d。在其他音色重复以上测量。
注：①对没有明显的音头的稳态连续信号的音色，直接读表头偏转，对有明显音头的及非稳态信号用表头“最大保持\功能来读数，一般常用“风寒\音色来表征，②测量音色可以由有关标准规定或由厂方规定，一般取基频范围较宽的风琴音色。6.6音符声压级响应曲线
6.6.1特性解释
电子琴每个琴键演奏乐音时，在规定条件下测得的声压级为纵座标，以琴键音色名由低到高排列为横座标，画得的关系曲线，6.6.2测量方法
a。按图3配置测量系统.
b.电子琴置于正常工作条件下（调节音量电位器，在某音色下，A，键的声压级小于其最大声压级10dB)，在自由声场内测量距离满足4.4要求。c，音量电位器不变，逐个读每个琴键的音符发音声压级并用图表示。6.7噪声声级
6.7.1特性解释
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电子考在额定条件下，在自由南场规定距离上由电子琴产生噪声的A计权声级6.7.2测量方法
a。按图3配置仪器。
b、电子琴置于额定条件，在白由场条件下测盛距离满足4.4要求。e。环境噪声，满足4.3.2要求，或小于实测值至少10dBd.测量放大器频率计权置于A，时间计权置于慢挡，读得A计权噪声级，6.8°音色频谱
6.8.1特性解释
一乐音的基音及其谐音的幅值，表示为频率函数的图形。测量方法
消声室
测量传声器
电子琴
按图4配置测量系统。
洲量改大器
容带顺增
签新仪
示波器
b.电子琴置于正常工作条件，在自由场空间内，测试距离满足4.4要求，C.示波器观察波形正常，用等带宽频谱分析仪测其频谱，当采用实时FFT分析仪时，可对乐音信号先采样（2～3个周期以上），再转换成频域的方法进行。如可能建议采用海宁窗函数，细化等功能分析到10次谐波以上，并尽鼠提高其分辨力，6.9放大器的失真限制输出电压和功率6.9.1特性解释
a.额定负载的失真限制输出电压（额定输出电压)接上产品标准规定的额定负载阻抗后，在输出端测得的产生额定总谐波失真时（一般取1%）的电压，
b.额定负载的失真限制输出功率（额定输出功率)：P。= U/ R。
P额定负载的失真限制输出功率；U。一额定负载的失真限制输出电压；R。一额定负载阻抗。
c.实际负载的失真限制输出电压（实际输出电压）接上实际使用的扬声器为负载时（即为实际复阻抗负载），在输出端测得的，产生规定总谐波失真时（一般取1%）的电压，注：①如果上述特性随频率变化很大（如频响不是平圾的）、则不可能给出优选频率。如只规定某一8
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频率上的待性，建议该频率选440Hz.②实际负载阻抗，即实际使用的扬声器逛抗，它是复数阻抗。③这些特性如不致于混淆的话，可省去“失真限制”-词。5.9.2测量方法
电子琴
正强信号
音源低放部
电路功放
示波器
失真仪
测量放大器
图5放大器失真限制输出电压测量装置如图5配置测量仪器
b.按要求分别接上额定负载或实际扬南器的复数负载，C。电子琴置于额定工作条件下，按产品标准规定输人正弦电压d.调节信号源电压，由示波器观察波形，并由失真仪测量失真：当失真达到规定值时由测量放大器读出电压的有效值，e.每次测量只能在一个声道，一个频率，一个负载上进行，所以必须说明测量的声道、频率、负载和额定总谐波失真。6.10放大器噪声输出电压
6.10.1特性解释此内容来自标准下载网
电子琴在额定条件下，在放大器实际负载上测得的A计权噪声电压有效值，6.10.2测量方法
电子琴置于额定条件下、在放大器实际负载二端真接用测量放大器测量其A计权电压有效值，时间计权取慢挡。注：①多路放大器逐个测量，
②多个扬声器并联或申联在一路放大器后，应视为个总负载。6.11放大器倍噪比
6.11.1特性解释
电子琴置于额定条件下，在放大器实际负载二端测得的失真限制输出正弦电压同噪声电压之比，用分贝表示。
6.11.2测量方法
在实际负载情况下，按6.9.2测得的失真限制输出正弦电压与按6.10.2测得的噪声电压之比，用分贝表示。
注：由于失真限制输出正弦电压在许多情况下对不同频率和不同声道并不相同，因此对习惯用唯9
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一值表征信噪比概念的理解带来困难，如GB9001第23.1.2条注中指出的“用噪声输出电压代替信噪比，可以避免由此而引起的理解上的困难。6.12放大器频响
电子琴
正兹信号
6.12.1特性解释
悟家低放扣
电路动
示激器
测量放大器日电平记录仪
图6放大器频响测量装置
电子琴放大器在实际负载上输出电压与输人源电动势的比值是频率的函数，将该值随频率的变化表示为相对于参考频率上的比值变化的分贝数，6.12.2测量方法
按图6配仪器，电子琴置于正常工作条件，信号源同制造厂规定的放大器输a.
人端相连，馈以参考频率的正弦信号，b，测量放大器在实际负载上输出电压U.。保持信号源电动势不变，连续扫频或步进地在测量频率范围内改变信号源频c.
率，测量（记录）每个频率处输出电压U！d。U,同U'，比值的分贝数为：201g%表示为以频率为函数的曲线。
注：①正常工作条件(4.6条)，在参考频率处调节(见3.6.4条)。②也可以在制造厂规定的其他条件下测量，如在参考频率处，按实际扬声器标称阻抗和放大器设计功率的1/4计算的输出电压时的输人电压恒定下测盘，6.13放大器总谐波失真
6.13.1放大器额定总谐波失真
特性解释
由制造厂或有关标准规定的放大器的总谐波失真允许值。注：①一般取放大器额定总谐波失真为1%.②放大器额定总谐波失真作为限定值，可确定放大器的其他特性，如放大器失真限输出电压(6.9条)即失真为额定总谐波失真(如1%)时的输出电压，6.13.2放大器正常工作条件下的总谐波失真—10
6.13.2.1特性解释
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在参考频率处调电子琴于正常工作条件(4.6.b)，保持输人恒定得到的各频率的输出信号总谐波失真。
6.13.2.2测量方法
a，按图5配置仪器，信号源与产品标准规定的放大器输人端相连，馈以参考频率的正弦信号。调节电子琴音量电位器使电子琴处于正常工作条件下（4.6.b)。b.由谐波失真仪测量各正弦频率的总谐波失真，6.13.3放大器规定输出功率的总谐波失真。6.13.3.1特性解释
电子琴在额定工作条件（4.5条）下调节输人正弦信号，使在实际扬声器负载上的电压为按扬声器标称阻抗计算规定功率时放大器输出信号的失真，注：规定功率由厂方规定或由有关标准规定6.13.3.2测量方法
8，按图5配置仪器，信号源同制造厂规定的放大器输人端相连，馈以测试频率的正弦信号，电子琴置于额定工作条件，b.扬声器标称阻抗模Z(Q2)，制造厂或有关标准规定放大器输出功率为W(瓦)则扬声器二端电压应为：
VVW·IzI（伏）
c。在测试频率处调输入信号大小，使扬声器二端电压为：V(伏)
d.用谐波失真仪测量总谐波失真，c。在各测试频率重复上述测量。注：谐波失真仪可以是手动或自动点测，也可以扫频记录经分贝换算。6.14放声系统（放大器和扬声器）频率响应6.14.1特性解释
放大器输人电压保持恒定时，扬声器输出声压随频率变化的关系曲线，用分贝表示。
6.14.2测量方法
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