语音交互测试实验室

项目背景

本项目为语音交互测试实验室，由半消声室、可变混响听音室、控制室三部分组成，并配套噪声回放系统与语音交互测试系统。半消声室四壁与顶面满铺金属平板吸声结构，地面为刚性声学反射面，提供低本底、低反射的半自由声场环境，用于被测设备麦克风阵列的通道一致性、时延一致性、频响与失真测量，以及声源定位、波束成形、回声消除（AEC）等算法的前端声学标定；可变混响听音室提供混响时间连续可调的受控声场，用于远场/近场语音识别率、唤醒率与误唤醒率在不同家居混响条件下的复现与评价；噪声回放系统按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 校准，在家庭真实背景噪声条件下完成语音交互性能验证；控制室用于部署多通道音频分析仪、标准声源、功率放大器、声卡、上位机与数据管理系统，并对两间测试室同时进行操作与监控。

本站被测对象为自助/台式语音交互设备（如 Flex3、D3、D3 PRO、T3、T3 PRO 等形态），其语音前端普遍采用线性四麦克风阵列并辅以指向麦克风，整机语音交互性能不仅取决于算法，也取决于麦克风阵列本身的密封性、相位/时延一致性、灵敏度一致性与结构共振特性。因此实验室必须同时具备"纯净的半自由声场"与"可控的真实混响/噪声环境"两类能力，二者在声学设计上相互矛盾，本项目采用两间独立测试室分别实现，共用一套控制与测试系统。

设计遵循声学实验室设计的基本思想：根据实际使用要求、允许测试误差和最低测试频率来设计，不盲目追求体积大、吸声结构厚、本底噪声低等过高指标，力求既满足测试需要又节省造价。按项目需求：半消声室净空 6000 mm × 4000 mm × 3000 mm，外轮廓约 7655 mm × 5650 mm × 4000 mm，本底 ≤15 dB(A)，截止频率 ≤100 Hz，自由场半径长边 ≥2.1 m、短边 ≥1.1 m，混响时间 T60 ≤0.2 s（125 Hz~8 kHz）；可变混响听音室净空 7000 mm × 6000 mm × 3200 mm（42 ㎡ / 134.4 m³），外轮廓约 9000 mm × 8000 mm × 4000 mm，本底 ≤20 dB(A)（设计目标），混响时间 0.25~1.0 s（中频 500 Hz~1 kHz）连续可调、125 Hz 允许到 1.2 s；控制室净尺寸 ≥3600 mm × 4000 mm（约 14.4 ㎡）。

被测对象分析：语音交互硬件与声学环境要求

自助/台式语音交互设备的语音前端由硬件与算法两部分构成。硬件侧的核心是线性四麦克风阵列（用于波束成形与声源定位）与指向麦克风（用于近场拾音与降噪参考）；算法侧包括回声消除（AEC）、波束成形（Beamforming）、声源定位（DOA）、噪声抑制（ANS）、自动增益控制（AGC）与唤醒/识别引擎。二者对测试环境的要求存在明显差异，也决定了本项目必须配置两间不同特性的声学实验室：

表 1 被测对象声学特性与对测试环境的要求

综合上述特征，语音交互测试对实验室有三项刚性要求：① 半自由声场——麦克风阵列的幅度/相位标定、声源定位精度验证必须在无强反射、本底极低的环境中进行，这是半消声室不可替代的原因；② 可控混响——真实家居环境的混响时间跨度很大（小卧室约 0.25 s、客厅与开放式厨房可达 0.8~1.0 s），算法在消声室中标定后必须在典型混响条件下复验，这是可变混响听音室不可替代的原因；③ 可复现的噪声场——远场识别率测试必须复现家庭常见背景噪声（厨房设备、电视、音乐、设备自播声），且各噪声源方位与量级可精确复现，这是多通道噪声回放系统不可替代的原因。

设计依据标准

本方案的设计、施工与验收依据下列标准与规范。其中半消声室部分执行国家与行业现行标准，听音室与噪声回放部分执行国际电工委员会、国际电信联盟、ETSI / 3GPP 的语音与电声标准，语音交互硬件测试方法执行 乾杉科技 自研企业标准。

1. 半消声室（声学环境与噪声测量）

GB 50800-2012《消声室和半消声室技术规范》

JJF 1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》

GB/T 6882-2016 / ISO 3745《声学 消声室和半消声室精密法》

GB/T 3767-2016 / ISO 3744-2010《声学 声压法测定噪声源声功率级 反射面上方近似自由场的工程法》

GB/T 3785.1-2023《电声学 声级计 第 1 部分：规范》

GB/T 3241-2010《倍频程和分数倍频程滤波器》

GB 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》

2. 听音室（主观音质评价与房间声学）

IEC 60268-13《声系统设备 第 13 部分：扬声器听音试验》

GB/T 12060.13-2011《声系统设备 第 13 部分：扬声器听音试验》

GB/T 14221-1993《广播节目试听室技术要求》

ITU-R BS.1116-3《小损伤主观评价方法》

EBU Tech 3276《听音室（Listening Room）技术条件》

ISO 3382-1《声学 房间声学参数的测量 第 1 部分：演出空间》（对应 GB/T 36075.1-2018）

ISO 3382-2《声学 房间声学参数的测量 第 2 部分：普通房间混响时间》（对应 GB/T 36075.2-2018）

GB/T 50076-2013《室内混响时间测量规范》

GB/T 50371-2006《厅堂扩声系统设计标准》

GB/T 4959-2011《厅堂扩声特性测量方法》

3. 语音交互与噪声回放

ETSI TS 103 224《语音和多媒体传输质量（STQ）中的背景噪声传输与语音质量测试方法》

3GPP TS 26.132《语音和视频电话终端声学特性测试方法》

ANSI/CTA-2051《移动与便携设备语音通信性能要求（Mobile and Portable Device Voice Communication Performance Requirements）》

ETSI ES 202 396-1《语音处理、传输质量与听觉（STQ）；背景噪声模拟技术与背景噪声数据库》

ITU-T P.1100《窄带和宽带免提通信的测试方法》

ITU-T P.800《语音质量主观评定方法（MOS）》

ITU-T P.1110《车载免提宽带通信的测试方法》

IEC 60268-16《声系统设备 第 16 部分：语音传输指数的客观评定（STI）》

4. 乾杉科技 自研标准

《乾杉科技 远场语音交互硬件声学测试标准 V1.8》

《乾杉科技 远程唤醒测试（20191108）》

上述标准在本方案中的侧重点如下：

表 2 设计依据标准及其在本方案中的作用

总体技术参数

表 3 实验室总体技术参数（需求指标 vs 设计值）

总体布局与尺寸核算

由于半消声室本底要求 15 dB(A)、听音室本底要求 20 dB(A)，场地外部环境按 ≤60 dB(A) 统一设计，两间测试室的围护结构均需采用双层隔声围护结构（外层隔声板 + 空气层 + 内层隔声板，两层弹性连接、无刚性声桥）；听音室还需在围护内侧额外预留可变混响构造（电动翻转吸声板 + 电动升降吸声帘幕）的厚度，因此单侧占用取 1000 mm。各方向单侧占用构成如下：

表 4 总体布局与外轮廓尺寸核算

净空与外轮廓的换算关系：半消声室外轮廓 7655×5650 mm（约 43.3 ㎡）→ 净空 6000×4000 mm（24.0 ㎡），净空面积约为外轮廓占地面积的 55%；听音室外轮廓 9000×8000 mm（约 72 ㎡）→ 净空 7000×6000 mm（42 ㎡），净空面积约为外轮廓占地面积的 58%。听音室净空比例略高的原因是：半消声室的吸声构造厚度（400 mm）在单侧占用中占比更高，而听音室的可调构造与隔声围护共用同一进深空间。

房间比例方面，消声室/混响室的声学设计经验表明：房间长宽高应避免相等或简单整数比，以减小简正频率的简并化；常用推荐比例为 1 : 2^(1/3) : 4^(1/3) ≈ 1 : 1.26 : 1.59，且最大边与最小边之比不宜超过 3:1。半消声室净空 6000×4000×3000 mm，长宽比 1.5:1、长高比 2.0:1，均在推荐范围内；听音室净空 7000×6000×3200 mm，长宽比 1.17:1、长高比 2.19:1，长宽比接近 1:1，为避免简并需在墙面布置扩散体并避免形成完全平行的硬反射面，详见第三章（四）扩散与低频控制。

场地总需求：三间房沿长边一字排开——半消声室外轮廓 7655 mm（X 向）× 5650 mm（Y 向）；控制室居中，开间 3600 mm、进深随听音室取 8000 mm；听音室外轮廓 9000 mm（X 向）× 8000 mm（Y 向）。建筑空间建议不小于 21500 mm × 9200 mm（X 向 7655 + 3600 + 9000 + 两端检修通道各 600 mm；Y 向 8000 + 两侧检修通道各 600 mm），净高不小于 4700 mm（含顶部风管、灯具与吊运空间）。

注：具体的设备摆放、测点位置、扬声器坐标、穿线孔与送回风口定位，将在图纸确认阶段依据最终设备清单与测试流程确定，并提供平面、剖面及节点大样图。

图 1 语音交互测试实验室布置示意图（平面 + A-A / B-B 剖面）

图中编号 1~26 的构件名称见下方图例区。图内仅标注尺寸数字，构件名称与构造做法均在图例中统一说明。

同类项目参考

乾杉科技 在半消声室、听音室与组合式声学实验室方面已有多个已交付案例，本方案的设计参数与构造做法均可在同类项目中找到工程依据：

表 5 同类项目参考

由上表可见：本项目在半消声室侧属于常规高配置（净空 24 ㎡、本底 ≤15 dB(A)、Fc ≤100 Hz）；真正的差异化在于听音室——在 TPV 项目中听音室为固定混响，本项目升级为 0.25~1.0 s 连续可调，并叠加按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 校准的噪声回放系统，使同一间房可以复现从"小卧室"到"开放式客厅"的家居声学条件。这也是本方案建安造价高于普通听音室的主要原因。

声学性能目标分析：隔声量核算

半消声室的核心难点在于隔声。需求要求室内本底 ≤15 dB(A)，场地外部环境按 ≤60 dB(A) 设计（项目需求给定值），半消声室本底要求 15 dB(A)，所需的插入损失为 45 dB。按 GB 50800-2012 第 3.1.4 条规定，消声室和半消声室的背景噪声应满足：测量表面上所有传声器位置背景噪声的总声级值和每个频带噪声值均应低于被测信号 10 dB；背景噪声低于被测信号 20 dB 时，可不进行背景噪声修正。本底噪声值不单看总声级，还应给出各频段的允许值。按 乾杉科技 工程经验，单层模块化隔声结构通常可实现 35~40 dB 的插入损失，50 dB 已超出单层结构的常规上限，且还需考虑固体传声、通风路径、孔洞泄漏等容易被忽略的环节。因此本方案采取以下措施：

表 6 噪声传递路径与控制措施

需要特别说明的是：本底噪声 15 dB(A) 对语音交互硬件测试而言具有相当充裕的裕量。语音交互设备的待测信号通常在 60~80 dB(A) 量级（标准声源 1 m 处按 3GPP TS 26.132 布置），与本底 15 dB(A) 相比信噪比达 45 dB 以上。但麦克风阵列的 MIC 密封性测试、微弱漏气声与结构共振诊断等分量往往只有 20~30 dB(A)，且常淹没在宽频噪声中，因此本底压得越低，异音诊断能力越强——这正是建议保留 15 dB(A) 而不放宽的原因，详细的余量分析见第七章优化建议 1。

减振设计

半消声室采用浮筑基础结构，地台与建筑楼板之间铺设 SA 型浮筑橡胶减振垫。该垫块以优质合成橡胶为主要原料，额定载荷 1200~2400 kg/m²，单层使用固有频率 10~12 Hz，双层使用可降至 9~11 Hz；当振动频率 ≥5 Hz 时隔振效率 ≥95%，可有效隔离外部固体传声。

减振垫上方铺设承重地面钢结构（H 型钢或镀锌方管龙骨），龙骨之上铺设刚性声学反射面层，形成半消声室所需的声学反射面。浮筑地台与周边隔声墙体之间留设弹性隔离缝，避免形成刚性声桥把外部振动导入室内地台——这是低本底半消声室最容易被忽视的漏振环节。

针对语音交互设备的情况：设备本体一般无风扇（被动散热为主），但内置扬声器在大音量播报时会激励外壳与台面振动，并通过台面传递到麦克风支架，在 AEC/ERLE 测试中形成额外的非线性失真路径。因此建议配置独立的低反射隔振台架（固有频率 ≤5 Hz 的弹簧或橡胶隔振器），使样机振动不通过地面传递至麦克风支架。本站净空充裕（6000×4000 mm），样机与麦克风支架可保持 1.0~2.0 m 间距，该项措施的实施条件优于小房型。

浮筑减振地台高度按 300 mm 设计，已计入净空核算；地台之上即为净空下界面（刚性声学反射面），不再叠加吸声层，因此层高方向的占用显著小于同规格全消声室。

隔声设计（双层隔声围护结构）

鉴于 50 dB 的插入损失要求，本方案采用双层隔声围护结构，而非常规单层方案。从双层隔声结构的基本原理来看：单层隔声在质量定律控制区，面密度增加一倍仅能提高透射损失约 5~6 dB；而双层结构在共振频率以上可获得接近两层单独隔声量之和的透射损失，远优于同重量的单层结构。同时，隔层上的小孔或狭缝会严重降低透射损失（例如 15 cm 厚混凝土墙上的小孔可在 1~2 kHz 形成明显漏声），因此门缝、穿线孔、风管接口是隔声设计的重点。

本方案隔声构造：外层采用 100 mm 厚模块化隔声板（钢板 + 高密度阻尼层，面密度约 25~30 kg/m²），内层采用 100 mm 厚模块化隔声板，两层之间为 100 mm 空气层并填充高容重环保吸声棉，形成"质量—弹簧—质量"系统。按质量定律估算，单层 100 mm 板在 250 Hz 以上透射损失约 35~40 dB；双层组合后在 250 Hz 以上可达 55~60 dB，125 Hz 约 45~50 dB，可满足 60 dB(A) 外噪声到 15 dB(A) 本底的要求（所需插入损失 45 dB）。为避免吻合效应叠加，内外两层采用不同厚度/密度的钢板，并在空气层中填吸声棉以抑制空腔共振。

门缝密封：典型算例与 GB 50800-2012 第 5.3 节均指出，小孔与缝隙会显著降低隔声构造的透射损失。1 m×2 m 隔声门若门缝平均宽度 1 mm，即使门扇本身隔声量 30 dB，门与门缝的平均透射损失也会降至约 24 dB。因此本方案双层隔声门均采用空心橡胶条 + 磁吸/充气压紧密封，门缝 ≤1 mm，双层门错缝布置；两门之间的门洞内壁贴环保吸声棉，以吸收经门缝透入的声能。相邻板块采用压合 + 进口膨胀胶条密封，杜绝刚性声桥与小孔漏声。GB 50800-2012 同时要求：消声室和半消声室不应产生有害反射或散射，与最高测试频率对应波长可比的物件不得直接进入声场——这一点对麦克风阵列测试尤为关键，支架、线缆与夹具的尺度必须远小于最高测试频率的波长。

吸声设计（金属平板吸声结构）

半消声室内房五面（四壁 + 顶面）全部采用金属平板吸声结构，覆盖面积约 84 ㎡（四壁 60 ㎡ + 顶面 24 ㎡），扣除隔声门洞、观察窗、送回风口与穿线孔后实配约 78 ㎡。该吸声结构为模块化金属平板（穿孔面板 + 梯度密度环保吸声棉 + 可控空腔），外表面为热浸镀锌钢板冲孔护面，平面平整、无尖劈凸起，具有阻燃 B1 级、憎水率 ≥99%、无甲醛释放、无纤维脱落、可重复拆装等特点。

采用金属平板吸声结构（而非传统尖劈）是本项目的核心选择，其优势体现在四方面：① 厚度利用率高——400 mm 即可实现 Fc ≤100 Hz，同等厚度下平板结构优于尖劈，为净空每边多留 350~400 mm；② 表面平整、强度高——金属护面抗冲击、可擦洗、不积灰，适合语音交互设备这类需要频繁换样机、长期连续运行的研发场景；③ 顶面可整铺——平板结构自重轻、可模块化吊装，在 6000×4000 mm 的大跨度顶面布置时施工便利性与安全性均优于尖劈；④ 声场可预测性好——平整表面比尖劈阵列更接近阻抗连续的理想边界，对麦克风阵列的相位一致性标定更友好。

传统吸声尖劈要获得 α=0.99 的低截止频率，需要较大长度：例如酚醛胶合玻璃纤维尖劈长 1 m、空腔 10~15 cm 时，截止频率约为 65~70 Hz；而尖劈长度缩短至 30~40 cm 时，截止频率会升高到 200 Hz 左右。单纯依靠增加多孔材料厚度并不能无限降低截止频率，多孔材料存在极限厚度。金属平板吸声结构并非"把尖劈截短"，而是"平板护面 + 多层薄板共振 + 可控空腔深度"的复合共振吸声结构：通过调节各层吸声材料与刚性壁面之间的距离（即空腔深度），在多个频率上形成共振吸收，从而在 400 mm 总厚度内把有效截止频率扩展到 100 Hz 以下。这相当于多层薄多孔材料共振吸声思路的工程化实现。

在本项目外轮廓 7655×5650 mm、单侧占用约 828 mm 的条件下，若采用传统 750 mm 金属尖劈，单侧占用将达 900 mm 以上，外轮廓需放大至约 7900×5900 mm，占地增加约 6%；且尖劈在 400 mm 级厚度下 Fc 只能做到 200 Hz，无法满足 ≤100 Hz 的要求。金属平板吸声方案以 400 mm 厚度实现 Fc ≤100 Hz，在同等外轮廓下换取更大的可用净空。语音交互测试的频率关注区间主要是 100 Hz~8 kHz（语音基频与谐波 100 Hz~4 kHz，唤醒词与提示音可延伸至 8 kHz 以上），为兼顾通道频响一致性与声源定位精度，设计目标取 α ≥0.99（对应 Fc ≤100 Hz）。吸声材料须做防潮处理，避免吸湿后显著改变吸声特性。

表 7 金属平板吸声结构与传统金属尖劈特性对比

隔声门与出入口

半消声室不单独设置过道或声闸，消声室出门即为控制室，便于日常操作与样机转运。门洞开设在消声室面向控制室的隔墙上，门洞内设置一体式双层隔声门：外层隔声门净开尺寸 1000 mm × 2100 mm，隔声量 ≥45 dB；内层吸声门净开尺寸 900 mm × 2100 mm，隔声量 ≥50 dB；两道门共用门洞、轴向错开约 300 mm，门洞内壁贴环保吸声棉，既起到传统声闸的双门缓冲作用，又不额外占用建筑面积。门扇采用多层钢板 + 阻尼层 + 吸声层复合结构，门缝采用进口膨胀胶条和磁吸密封。由于室内浮筑地台高出控制室地面约 300 mm，门洞处设置可拆卸过渡斜坡与固定踏步，方便样机推车进出。

两道门采用电气互锁，任一时刻只允许开启一道门，避免开门瞬间外部噪声直接灌入破坏本底。门内侧吸声面与墙面吸声结构齐平，不形成额外反射面。

地面设计：刚性声学反射面

本站为半消声室，地面为刚性声学反射面，不做吸声处理——这是半消声室的定义特征，也使被测设备"放置于台面 / 桌面"的实际工况得以复现。地面构造自下而上为：建筑楼板 → SA 型浮筑橡胶减振垫 → 承重地面钢结构（300 mm）→ 刚性反射面层（≥6 mm 热轧钢板或环氧自流平，表面平整度 ≤2 mm/2 m）。反射面的声学要求是在 100 Hz~10 kHz 范围内的吸声系数 ≤0.06，即接近全反射，以满足 ISO 3744 / GB/T 3767 工程法对反射平面的要求，并保证麦克风阵列各阵元接收到的直达声与一次地面反射声关系稳定可预测。

反射面层的选型要点：① 钢板方案——反射性能最稳定、可焊接接地端子、便于固定样机台架，但接缝需满焊打磨，避免缝隙吸声与行走异响；② 环氧自流平方案——平整度好、造价低、行走舒适，但需控制厚度（≥5 mm）并保证与结构层无空鼓，否则低频会出现鼓面效应。本站推荐采用钢板方案，兼顾反射性能与长期使用稳定性。地面承载按 ≥500 kg/m² 设计，满足多台样机、台架、旋转台与人员通行需求。

支承方式：较重的被测物最好直接从地面升起一个支杆，不宜在室内采用架横梁的办法——几厘米到十几厘米的横梁会对几千赫声波产生强烈散射，严重破坏自由声场。语音交互设备体积小巧（一般 0.5~5 kg），可直接置于反射地面上的低反射测试台，或采用单柱支杆（柱径 ≤30 mm）从地面升起，严禁设置贯通式横梁。可控旋转台（用于声源定位与指向性扫描）本体应做低反射处理，台面以下结构用吸声材料包覆，转台中心与房间几何中心对中。

净空 6000×4000 mm 条件下，可同时布置样机 3~5 台（每台含测点间距与操作空间约 1.5~2.0 ㎡），并预留 1.0 m 测距的半球面测量空间。地面预留样机固定点位、220 V 交流供电端子与 12 V / 24 V 直流供电端子、信号接口（带密封盖板的地插），便于多台样机同时布置且走线不外露。

照明系统设计

采用定制 2×54 W 无回声嵌入式灯具，飞利浦灯管及镇流器，共 8 套。镇流器全部外置于房外或控制室，避免电感镇流器的 50 Hz 交流哼声抬升本底噪声——这一点对语音测试尤为关键，50 Hz 及其谐波恰好落在语音基频范围内，会直接污染 MIC 密封性与低电平异音测试。灯具安装后与吸声结构表面平齐，除灯管外几乎无额外反射面。测试室中心区域照度 ≥500 Lux，满足高清摄像及精细操作需求。灯具控制线经穿线孔引至控制室开关。

通风消声与热负载设计

语音交互设备功率很低（单台一般 5~30 W），几乎不向室内排热。本项目半消声室净空容积约 72 m³，热积累效应不敏感，通风设计以人员舒适与温度稳定为主要目标。

热负载估算：按同时测试 4 台样机、每台约 20 W，加上照明约 200 W 与人员散热约 150 W，总热负载约 0.43 kW；考虑余量按 0.6 kW 设计。

按 24±2 ℃（语音测试推荐工况）控制，按 Q = ρ·c·V̇·ΔT 计算，所需风量约 300~400 m³/h，相当于 4~6 次/h 换气，属于常规消声室的正常水平。

虽然风量压力不大，但气流再生噪声仍需严格控制。消声器与风口内的气流再生噪声近似与流速的 6 次方成正比，在目标本底仅 15 dB(A) 的房间里，风口风速必须严格控制在 1.2 m/s 以下，否则空调一开本底即被抬升，直接导致验收失败。

表 8 半消声室通风消声与热负载设计参数

补充说明：建议空调采用变频主机 + 送风温度闭环控制，避免压缩机频繁启停造成室温波动与噪声起伏。风管全部采用软连接与弹性吊架，风机与空调主机置于房外或控制室，避免将设备振动与结构传声引入房体。所有穿墙风管均配置双级片式消声器，风口与风管接口处做弹性密封，未使用的穿线孔以实心堵头封闭。

隔声观察窗与密封穿线孔

半消声室与控制室之间的隔声墙上设置双层隔声观察窗（建议 1200 mm × 800 mm，多层钢化玻璃 + 不等厚空气层，隔声量 ≥50 dB），便于测试人员在长时间连续测试中观察样机运行状态而不必进入室内。本站净空充裕，观察窗尺寸可比小房型适当加大，改善观察效果。

观察窗在隔墙上居中设置，中心线对准半消声室净空中心与控制室 A 工位操作台，使测试人员坐在操作台前即可正对样机测位，视线不偏斜；窗下沿距控制室地面约 1100 mm，兼顾坐姿观察与操作台桌面（高约 750 mm）的布置。消声室的门则设在隔墙一端，与观察窗错开，避免开门时门扇遮挡窗口视线。

穿线孔是低本底消声室最容易被忽视的漏声环节。本方案预留 Φ50~Φ100 mm 密封穿线孔 6~8 个，采用"硅胶堵头 + 毛刷屏蔽"双重密封结构，用于麦克风信号线、标准声源信号线、直流电源线、网线、USB/串口调试线、旋转台控制线等穿墙连接。语音交互测试的接口数量多于常规噪声测试（需同时接入多通道采集、参考信号回路、调试串口与旋转台控制），因此孔位数量按上限预留。所有穿线孔在测试期间必须全部封堵，未使用的孔位以实心堵头封闭。

消防、烟感与接地

半消声室内部不设置喷淋，烟感、消防设备安装在周围办公/控制区域；室内采用阻燃 B1 级吸声材料，符合建筑消防要求。

接地设计对语音交互测试尤为关键：音频测试设备、多通道分析仪、功放、直流电源等通过独立接地汇流排单点接地，接地电阻 ≤4 Ω，避免地环路引入 50 Hz 交流哼声——语音基频范围内的干扰会直接抬高MIC 密封性与通道一致性测试的测量不确定度。被测设备的 12 V / 24 V 直流电源与 220 V 市电均置于控制室，通过穿线孔引入，避免电源风扇与开关噪声抬升室内本底。建议测试工位配置低纹波直流稳压电源，并将样机与测量系统的接地分开处理，测试时再单点汇接。

设计目标

可变混响听音室承担三类任务。这三类任务对声学环境的要求高度一致（都需要"可控且可复现的混响"），因此可以共用一间房：

表 9 听音室承担的任务类型与声学环境要求

关于房间规模需要说明：IEC 60268-13 针对扬声器主观听音试验推荐的听音室长约 6~8 m、宽约 4~6 m、高约 2.8~3.0 m，本方案听音室净空 7000×6000×3200 mm 与之基本相当，并未刻意放大。之所以显著大于普通小型听音间，是因为本项目在听音室内还要同时布置：12 只噪声回放扬声器（8 只水平环绕需沿四壁留出安装位与离墙距离、4 只顶置需吊顶内作业面）、不少于 6 个混响测点与 2 个声源位置、可控旋转台与被测样机台架、HATS 人工头及支架。若按仅容纳 1 名听音人的最小尺寸设计，扬声器与测点将被压缩到墙面附近，近场效应与边界效应会显著改变实测混响与声场均匀性，反而无法复现真实家居条件。因此本规模是“任务叠加”的结果，而非指标冗余。

需要强调的是：可变混响听音室与半消声室在设计目标上是互补而非替代关系。半消声室提供"零混响"的标定基准，听音室提供"真实混响"的验证条件；算法在半消声室中标定完成后，必须在听音室的多个混响档位下复验，才能判断其在实际家居环境中的鲁棒性。

混响时间可调设计

混响时间按 Eyring 公式 T60 = 0.161 V / [−S · ln(1 − ᾱ)] 估算。本站净空容积 V = 134.4 m³、总表面积 S = 167.2 ㎡（地面与天花各 42 ㎡、长边侧墙 2×22.4 ㎡、短边侧墙 2×19.2 ㎡）。此处选用 Eyring 而非赛宾公式，原因是本房间在高吸收档位的平均吸声系数已超过 0.3，赛宾公式在该区间会显著高估混响时间、低估所需吸声量；Eyring 公式在 ᾱ ≤0.5 范围内与实测吻合更好，是房间声学设计的通行做法。取中频（500 Hz~1 kHz）为设计频段，反算各档混响时间所需的平均吸声系数与等效吸声量：

表 10 听音室混响时间与等效吸声量对应关系（Eyring 核算）

注：上表为 Eyring 公式反算值，仅用于确定可调吸声量的量级；实际工程中低频段（125 Hz）的混响时间受房间简正模式影响显著，任何公式估算都存在偏差，最终以 ISO 3382-2 / GB/T 50076-2013 实测的 T20 / T30 为准。

由上表，混响时间由 1.0 s 调节至 0.25 s 需切换的等效吸声量 ΔA ≈ 47.3 ㎡。电动翻转吸声板强吸声面 ᾱ ≥0.85、反射面 ᾱ ≤0.05（Δα ≈ 0.80），故所需物理可调吸声面积为 47.3 / 0.80 ≈ 59 ㎡，设计取值 60 ㎡。该指标按如下方式分解落实，并作为强制验收项写入验收大纲：① 电动翻转吸声板约 40 ㎡，沿四壁内侧模块化布置；② 天花电动升降吸声帘幕约 20 ㎡，暗藏于顶棚内。两项合计约 60 ㎡，占四壁净面积 2×(7+6)×3.2 = 83.2 ㎡ 的 72%、占房间总表面积 167.2 ㎡ 的 36%，在扣除门洞、观察窗、扩散体、低频陷阱与扬声器开孔占位后仍具备布置条件。此外，地面配置可卷放地毯（约 42 ㎡，铺设时 ᾱ ≈0.25）作为附加粗调手段，用于在高吸收端进一步压低混响，补偿观察窗、隔声门等固定反射面的影响；地毯为可移动配置，不計入 60 ㎡ 的强制验收指标。

具体实现方式为两套并联的可调吸声构造：① 电动翻转吸声板——模块化翻板，一面为强吸声面（ᾱ ≥0.85）、另一面为反射面（ᾱ ≤0.05），由电动执行机构整体翻转，沿四壁内侧布置，翻转状态在控制室一键切换并带位置反馈；② 电动升降吸声帘幕——暗藏于顶棚与后墙的电动卷帘，帘幕为高面密度阻燃吸声织物，展开/收起连续可调，用于在大范围内连续微调混响时间，使混响时间实现无级调节而非仅有几个固定档位。两套构造的驱动机构均选用低噪声电机并做隔振处理，电机与驱动器布置在听音室外或吊顶内的隔声箱体内，避免机构噪声抬升本底。

混响调校与验收：基准曲线取中频 0.35 s，允差 ±0.03 s；按 ISO 3382-2 / GB/T 50076-2013 规定的空间采样方法，在房间内布置不少于 6 个测点（含房间中心与偏离中心的典型听音位），每个测点不少于 2 个声源位置，取 T20 或 T30 的空间与频带平均；测量频带覆盖 125 Hz~4 kHz 的 1/1 倍频程（至少含 125 Hz、250 Hz、500 Hz、1 kHz、2 kHz、4 kHz）。每一档可调状态均需完成一次完整标定，并把"档位编号—执行机构位置—实测混响时间"固化到控制系统中，后续测试只需调用档位编号即可复现同一混响状态。

隔声与减振

听音室本底噪声设计目标 ≤20 dB(A)，按场地外部环境 ≤60 dB(A) 设计，所需插入损失 ≥45 dB。本底要求低于半消声室（15 dB(A)），但听音室需容纳 12 只噪声回放扬声器与多通道功放系统，且室内混响会放大外部透入的声能，因此隔声设计不能简单按"要求低一级"处理。具体措施如下：

表 11 听音室隔声与减振构造做法

浮筑减振地台采用摩擦阻尼器（或 SA 型浮筑橡胶减振垫）+ 承重钢构 + 木地板面层的构造：木地板面层为听音室提供接近家居的地面反射特性，这是与半消声室刚性声学反射地面的重要区别——听音室需要复现家居声学条件，地面不应是理想全反射面。地台与建筑楼板完全分离，与周边隔声墙体之间留设弹性隔离缝，避免刚性声桥。

扩散与低频控制

本站净空 7000×6000×3200 mm，长宽比 1.17:1，接近 1:1，轴向简正频率存在简并风险；在房间比例无法改变的情况下，必须通过扩散构造打散简并模式，保证声场扩散均匀。

① 扩散体：后墙（面向主声源的一侧墙面）布置木质 QRD（二次余数序列）扩散板，覆盖面积约 10~14 ㎡，有效扩散频率范围覆盖 250 Hz~4 kHz；侧墙在第一次反射声路径上布置扩散/吸声复合模块，既避免强镜面反射干扰直达声，又不至于过度吸声而压低混响上限。顶棚采用扩散与吸声复合构造（可调）：需要较长混响时以扩散面为主，需要较短混响时以吸声面为主。

② 低频陷阱：房间四角（墙—墙—顶/地交界）布置低频陷阱（共振式或梯度密度吸声棉填充），单只有效截面约 0.6×0.6 m、高度通高或半通高，用于控制 63~125 Hz 频带的轴向与切向简正模式。低频陷阱为固定安装（不参与可调），其作用是保证混响时间低调档位（0.25 s）时低频不出现"拖尾"，同时把 125 Hz 频带的混响时间控制在需求允许的 1.2 s 上限之内。

③ 可调吸声与扩散的耦合：需要注意的是，增加扩散体会提高声场扩散度、但也会略微降低实测混响时间；因此扩散体的布置数量需在混响调校阶段与可调吸声构造联调，以实测 T30 达到目标值为最终判据。本方案按"先固定扩散与低频控制、再标定可调构造"的顺序施工与调校。

空调与照明

听音室容积 134.4 m³，室内热负载主要来自人员（听音评价时一般有 2~4 人）与照明，按同时 4 人、每人约 100 W 加照明约 200 W，总热负载约 0.6~0.8 kW，按 24±2 ℃ 控制所需风量约 450~500 m³/h（当量换气约 3.4~3.7 次/h）。

表 12 听音室空调与照明设计参数

听音室本底要求 20 dB(A)，比半消声室宽松 5 dB，但听音评价时人员必须在场，因此空调噪声不仅影响本底验收值，也直接影响主观听音评价的舒适度。本方案消声量按 >40 dB 设计，风口面风速严格 ≤1.2 m/s，空调主机置于房外、采用弹性风管与弹性吊架，确保听音评价时空调噪声不构成干扰。

观察窗与穿线孔

听音室与控制室之间设置隔声观察窗 1200 mm × 800 mm，隔声量 ≥45 dB，居中设置并正对控制室 B 工位操作台，便于测试人员观察被测设备状态与听音人员反应。观察窗在听音室一侧需做声学处理：窗框周边与可变吸声翻板模块协调，避免形成大面积固定反射面影响混响调校。

听音室的穿线需求显著高于半消声室——12 只扬声器需要 12 路扬声器线，8 通道采集需要 8 路传声器线缆，另有可控旋转台控制线、HATS 人工头信号线、被测设备电源与调试线、可调吸声构造的电机控制线。本方案预留 Φ50~Φ100 mm 密封穿线孔 10~12 个，采用"硅胶堵头 + 毛刷屏蔽"双重密封结构，并按"扬声器线 / 信号线 / 电源线 / 控制线"分组穿孔，避免扬声器大电流线缆与低电平传声器线缆共孔引入串扰。所有穿线孔在测试期间必须全部封堵，未使用的孔位以实心堵头封闭。

控制室布置在半消声室与听音室之间，是本项目布局的关键：一间控制室同时服务两间测试室，既节省建筑面积，又使同一套测试系统与同一名操作人员可以无缝切换两间房的测试任务。控制室净尺寸最低要求 ≥3600×4000 mm（约 14.4 ㎡）；本方案开间取 3600 mm（满足 ≥3600 mm 要求）、进深随听音室展开取 8000 mm，实际面积约 28.8 ㎡，大于需求的最低值——多出的进深用于布置第二工位与设备区，避免两间房的测试任务互相干扰。

控制室内部按"出入口—操作区—设备区"三段式布置：① 最左侧（紧邻半消声室隔墙）为半消声室门及门前 ≥1.2 m 的通行与样机转运通道，门扇开启范围内不得摆放任何设备；② 中部设两个操作工位——A 工位正对半消声室观察窗，负责麦克风阵列标定、通道一致性与异音诊断；B 工位正对听音室观察窗，负责混响档位切换、噪声回放场景调用与远场语音测试；两工位之间留 ≥1.0 m 通行间隙，可背靠背布置，共用同一套显示与键鼠切换器（KVM）；③ 右侧 / 后墙布置 19 英寸机柜与配电箱（含 UPS、多通道功放、直流电源、空开），所有发热与风扇噪声源集中于远离测试人员的一侧，且便于走线。听音室门开设在控制室与听音室之间的隔墙一端，门前同样预留 ≥1.2 m 通行与样机转运通道。

表 13 控制室设计参数

需要说明的是：控制室夹在两间测试室之间，两间测试室之间没有直接相邻的墙体，中间隔着整个控制室进深（8000 mm），因此听音室内 70 dBC 的回放噪声不会通过结构传声影响半消声室的 15 dB(A) 本底。这是"两室并列、控制室居中"布局相对于"两室贴邻"布局的重要优势。

机柜与配电

控制室右侧及后墙设备区集中布置 19 英寸标准机柜 2 组，用于安装多通道音频分析仪、多通道声卡、多通道功放、网络交换机、直流稳压电源与 UPS。机柜规格按 600×1000×2000 mm（宽×深×高）、42U、静载 ≥800 kg 选型，前后网孔门开孔率 ≥65%，保证前后贯通的自然进风与顶部排风通道。机柜与楼面之间设置 10 mm 橡胶减振垫，避免机柜风机与变压器振动通过地面传入测试室；机柜顶部风机组采用温控变速机型，单机噪声 ≤35 dB(A)@1 m，启停阈值 32 ℃，使设备区噪声不成为控制室与测试室之间的干扰源。

机柜配电按主备双路配置：每柜 2 条 32 A 输入 PDU（≥12 位输出、带独立分路开关与浪涌保护），测试设备与弱电设备分别接在不同 PDU 上，避免大功率设备的启停干扰弱电设备。UPS 按在线式 8 kVA 配置，负荷构成为机柜内测试设备约 3.2 kVA 与噪声回放系统（12 只三分频有源参考箱及功放）约 2.0 kVA，合计约 5.2 kVA，预留约 35% 余量，半载后备时间 ≥30 min，可保证突发断电时测试系统正常保存数据并有序关机；电池组按可热插拔设计，远期负荷增长时先复核再扩容电池或并机。UPS 输出为正弦波，避免方波输出对多通道声卡与功放引入额外谐波。

控制室配电回路按照明、动力、弱电、测试设备四路独立划分：① 照明回路供控制室与设备区灯具；② 动力回路供空调室内机、机柜风机与维修插座；③ 弱电回路经 UPS 供交换机、监控与对讲设备；④ 测试设备回路经 UPS 供分析仪、声卡、功放与旋转台。测试设备回路与动力回路严格分开，避免空调压缩机启停造成的电压跌落影响测量。接地采用独立接地极，接地电阻 ≤4 Ω；机柜、操作台、旋转台、设备外壳与桥架统一接入 30×3 mm 铜排等电位汇流排，消除设备间的地电位差，防止地环路在多通道模拟信号链路中引入工频干扰。

表 14 控制室机柜与配电配置表

操作台、观察窗与穿线孔

控制室中部设两张操作台，按 1600×800×750 mm（宽×深×高）布置，台面下可容 4U 设备，台面敷设防静电垫并接地。两工位背靠背布置，之间留 ≥1.0 m 通行间隙，共用一套显示与键鼠切换器（KVM），一键切换半消声室与听音室的测试任务。A 工位正对半消声室观察窗，B 工位正对听音室观察窗，使操作人员的视线可直接覆盖被测设备，便于在测试过程中观察样机状态。

隔声观察窗按三层夹胶玻璃构造，玻璃厚度按 8+8+8 mm 或按深化设计取值，各层厚度不等以避免吻合谷重合，层间夹胶层同时提供阻尼与安全性。窗框与墙体之间采用弹性密封并填充吸声棉，框体内侧做斜面处理，使玻璃与框体互不平行，避免玻璃与框体间形成驻波与声染色。半消声室侧观察窗 1200×800 mm、听音室侧 1000×700 mm，均设于隔墙居中位置，中心线分别对准各自房间几何中心与对应工位，使操作人员在两个工位上都能获得对称的观察视野。

穿线孔按信号、电源、控制三类分组设置，电源孔与信号孔间距 ≥300 mm，避免电源线缆对模拟信号通道的耦合干扰。每个穿线孔采用穿墙套管 + 双层橡胶密封圈 + 声学密封胶构造，空余孔位用可拆卸盲板封堵，盲板与套管之间同样设置密封圈，保证封堵后的隔声量不低于相邻墙体。半消声室侧设 8 个（Φ50 mm 6 个、Φ100 mm 2 个），听音室侧设 12 个（Φ50 mm 8 个、Φ100 mm 4 个），其中 Φ100 mm 孔用于穿过多芯线缆束与被测样机的供电线缆。

表 15 操作台、隔声观察窗与穿线孔规格表

弱电、网络与监控对讲

控制室至两间测试室的水平线缆全部采用六类及以上屏蔽网线（SFTP）或多模光纤，屏蔽层在控制室侧单点接入等电位汇流排，两端均不形成接地环路。屏蔽线缆与电源线缆分槽敷设，平行段间距 ≥300 mm；必须交叉时按 90° 交叉，以减小耦合面积。控制室内设千兆网络交换机（≥24 口），测试系统、回放控制主机、网络存储与监控设备统一接入，形成独立于办公网的设备网，避免办公网流量波动影响长时程测试的数据记录。

两间测试室各设 1 台网络摄像机，用于测试过程的远程监视与追溯。摄像机选用无风扇机型或置于观察窗外侧，并可在高灵敏度测试（本底噪声、低声压级唤醒）期间断电或关闭，避免其风扇与电路噪声抬升测试室本底。控制室与两间测试室之间设全双工对讲系统：控制室设主机，两间测试室各设 1 台分机，分机选用无源或小功率机型，音量可调并在声学测试期间静音，仅保留灯光呼叫提示。监控视频与对讲音频不进入测试系统的信号链路，以保证测量通道的独立性。

系统功能

噪声回放系统用于在听音室内复现真实家居背景噪声，使远场语音交互测试可在可控、可复现的噪声条件下进行。系统由 8 通道回放 + 8 通道采集构成，配置 12 只三分频有源参考箱，并配套多通道功放与自动均衡软件。系统功能包括：

表 16 噪声回放系统功能与依据

扬声器布置

12 只三分频有源参考箱按"8 只水平环绕 + 4 只顶置吊装"布置，频响 ≥50 Hz~20 kHz（±3 dB），1 m 处最大声压级 ≥100 dB，由多通道功放驱动，每通道独立 FIR 均衡与时延。水平 8 只的中心离地高度为 1.2 m（与被测设备麦克风阵列的常用安装高度一致），顶置 4 只吊装于吊顶，用于复现来自上方的噪声分量（如楼上脚步、空调出风）。

表 17 噪声回放扬声器分组布置

注：上表给出的方位与距离为布置原则。最终的扬声器坐标、指向角度与安装高度将在图纸确认阶段按房间实际净空、被测设备摆位与 12 场景矩阵的要求逐点确定，并在安装完成后按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 完成声场校准，以校准后的实测声场为最终判据。

安装要点：① 扬声器需与可变吸声翻板模块协调——扬声器嵌装位置在翻板翻转时不能被遮挡，必要时在翻板上开设与扬声器同尺寸的开口并做声学收边；② 扬声器与墙体之间采用弹性安装，避免大音量回放时激励墙体形成固体传声；③ 顶置扬声器吊装件需做减振处理，且不得在吊顶内形成刚性声桥；④ 全部扬声器线缆按通道编号标识，与功放通道一一对应，便于后期维护与通道互换校验。

信号链路与校准流程

信号链路自控制室至听音室依次为：素材库（噪声素材多通道文件）→ 回放控制主机（场景调用、通道路由、电平管理）→ 多通道声卡（8 通道模拟输出）→ 多通道功放（每通道独立 FIR 均衡 + 时延）→ 穿墙密封端子 → 12 只三分频有源参考箱。采集链路为：8 通道传声器阵列 / 被测设备多麦克风 → 多通道采集卡（8 通道同步）→ 分析主机（声压级、频谱、语音质量评价）。

表 18 噪声回放信号链路与校准流程

校准流程（每半年或在系统变更、扬声器位置调整后复校一次）：

1. 系统连接检查：逐通道核对功放—扬声器—声卡通道的对应关系，确认极性一致；

2. 参考点设置：把 8 通道传声器阵列置于被测设备的实际摆放位置，阵列中心与设备麦克风阵列中心重合；

3. 冲激响应测量：逐通道播放扫频信号，采集各扬声器到阵列各测点的冲激响应；

4. FIR 均衡生成：按目标曲线反算每通道的 FIR 均衡滤波器，补偿幅频响应差异；

5. 时延对齐：按各扬声器到参考点的距离差与系统群延迟，设置每通道时延，使各通道直达声在参考点同时到达；

6. 目标声场合成：按素材库各通道的目标声压级与相关性设置各通道电平，合成目标噪声场；

7. 验证与归档：以声级计独立测量各场景的实际声压级，与设定值比对并出具校准报告；校准参数、实测频谱与报告一并归档，作为后续测试的量值溯源依据。

需要特别说明的是声场均匀性问题：多只扬声器在参考点合成的目标声场，其空间均匀性受扬声器数量、布置、房间混响状态与被测设备自身散射的共同影响，且不同混响档位下的表现不同。本方案不将声场均匀性单列为独立的验收限值，而是按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 规定的校准流程与允差执行，并在声场校准环节按 4 个辅助测点与主参考点的声压级极差 ≤1.5 dB 进行验证与记录（校准验证项，详见第五章噪声回放系统的声场校准允差表），最终以"各混响档位 × 各场景"组合下的实测校准报告作为验收依据。均匀性的迭代改进思路见第七章优化建议 3。

噪声素材库

噪声素材库按"标准库 + 自采库"两部分建设。标准库采用 ETSI TS 103 224 配套的背景噪声数据库（其记录方法与 ETSI ES 202 396-1 的噪声模拟技术一致），保证测试结果的行业可比性；自采库针对自助/台式语音交互设备的实际使用场景补充，用于覆盖标准库未包含但产品实际会遇到的噪声类型。

表 19 背景噪声素材库构成

素材库管理要求：① 所有素材保留原始多通道记录与各通道的空间方位标注，不做降混，以保证回放时可复现原始空间特征；② 每个素材附带元数据——录制环境（混响时间、房间尺寸）、各通道方位与距离、原始 A/C 计权声压级、时长与循环点；③ 素材与场景参数（回放通道映射、每通道电平、目标声压级）绑定为"场景文件"，调用场景文件即可完整复现一次测试条件；④ 素材库与场景文件统一纳入版本管理，测试报告中注明所用素材版本，保证不同批次测试结果可追溯。

标准依据与典型噪声场景

噪声回放系统的场景设置与校准流程以 ETSI TS 103 224 为核心依据。该标准的背景噪声数据库与 ETSI ES 202 396-1 规定的背景噪声模拟技术在方法上一致，均要求以多通道方式记录与回放、保留各通道的空间信息，使回放形成的噪声场具有与真实环境一致的空间特征，而非单只扬声器形成的点声源。终端侧的语音质量评价方法参照 3GPP TS 26.132 与ITU-T P.1100、ITU-T P.1110 执行；被测设备为免提终端时，可按 ANSI/CTA-2051 补充免提场景的测试布置。国际同类方案中，常见以 8 声道回放配多通道传声器阵列与标准化背景噪声库构建远场测试环境（如 HEAD acoustics 3PASS 的 8 声道回放 + MSA I 传声器阵列 + labBGN 噪声库，其校准流程符合 ETSI TS 103 224）；本项目按 乾杉科技 自研方案配置，在通道数、校准流程与允差口径上与之保持一致。

下表列出本实验室可复现的典型背景噪声场景。表中声压级为该类场景在真实环境中的常见范围，用于素材遴选与量级设定的参考。本项目实际回放量级按第六章的 12 场景矩阵执行（安静场景语音 63 dBC@1 m、噪声场景语音 70 dBC@1 m、厨房 / 外部音乐 / 设备自播在被测设备麦克风阵列处 64 dBC、误唤醒率测试素材在被测设备处 70 dBC），与本表给出的真实环境典型范围不必一致——回放量级的确定原则是可复现与可横向对比，而非逐一复刻真实环境的绝对声压级。

表 20 典型背景噪声场景与声学特征

声场校准方法与允差

声场校准的目的是使 12 只扬声器在被测设备参考点合成的声场与素材库原始记录一致，从而使不同批次、不同实验室的测试结果可横向对比。校准按 ETSI TS 103 224 与 3GPP TS 26.132 规定的流程执行，分测点布置、冲激响应测量、均衡与时延生成、目标声场合成、验证与归档五个环节。

测点布置以主参考点为核心，辅以若干辅助测点用于核查空间一致性：① 主参考点取被测设备麦克风阵列的几何中心，8 通道传声器阵列中心与之重合；② 辅助测点 4 个，分别位于主参考点水平前后 ±0.3 m 与高度 ±0.2 m 处，用于核查被测设备实际占据空间范围内的声压级分布，不作为独立的声场均匀性限值指标。冲激响应测量采用对数扫频或最大长度序列（MLS）信号，逐通道播放、多通道同步采集，得到各扬声器到各测点的冲激响应。均衡与时延由自动均衡软件按目标曲线反算：FIR 滤波器长度 ≥4096 抽头（采样率 48 kHz），每通道独立；时延分辨率 ≤10 μs，按各扬声器到主参考点的距离差与系统群延迟设置，使各通道直达声在参考点同时到达。

表 21 噪声回放系统声场校准项目与允差

主要设备选型

设备选型按"8 通道回放 + 8 通道采集"的通道规模展开。多通道声卡要求 ≥8 进 8 出、量化位数 24 bit、采样率支持 96 kHz、驱动支持 ASIO，回放与采集共用同一时钟源，保证回放信号与采集信号的时间严格对齐——这是时延类指标与回声消除测试的前提。多通道功放或处理器要求每通道具备独立的均衡（EQ）、延时与限幅功能，并支持 FIR 滤波器加载与参数分档保存；限幅功能用于防止素材中偶发的强瞬态（如锅具碰撞、关门声）超出扬声器线性范围，造成失真与校准失效。12 只三分频有源参考箱的频响取 50 Hz~20 kHz（±3 dB）、1 m 处最大声压级 ≥100 dB，以保证在最不利场景（街道噪声典型上限）下仍有足够余量；失真在 90 dB / 1 m 条件下 ≤1%，避免回放链路自身的失真混入被测设备的测量结果。

除回放链路外，校准用的 8 通道传声器阵列、1 级声级计与声校准器构成量值溯源链：声校准器按 IEC 60942 溯源，声级计按 GB/T 3785.1-2023 / IEC 61672-1 选型，传声器阵列在每次校准前后用声校准器核查，偏差超限时本次校准作废。

表 22 噪声回放系统主要设备选型表

与语音测试服务器的同步

噪声回放系统与语音测试服务器（负责语料注入、被测设备状态采集与结果统计）必须统一时间基准，否则唤醒响应延时、回声消除收敛时间等时域指标将失去意义。同步按三个层次实现：

1. 时钟同步：回放声卡与采集声卡共用同一字时钟（Word Clock），语音测试服务器的注入通道接入同一时钟域；回放系统与测试服务器通过 NTP 与同一时间源对齐，保证长时程测试（如 24 h 误唤醒率测试）的事件时间戳落在同一时间轴上。

2. 触发同步：同时提供硬件触发与软件触发两条路径。硬件触发以 TTL 电平或字时钟起始沿作为"回放开始 / 语料开始 / 采集开始"的公共起点，抖动 ≤1 ms，用于时延类指标；软件触发以 TCP / UDP 命令在设备网上广播场景号与启动指令，用于批量场景的顺序切换。

3. 时延对齐：在系统安装完成后实测一次"指令发出—回放输出—采集输入"的固定链路时延，作为系统常数写入配置文件；每次更换线缆、声卡或调整采样率后重新标定该常数。

4. 自动化执行：测试序列以脚本文件（JSON 或 YAML 格式）描述，字段包含场景号、混响档位、语料编号、注入距离与角度、重复次数与判定门槛；测试服务器按脚本逐条执行，自动遍历"12 场景 × 混响档位"的全部组合，无需人工干预。

5. 结果回传：每一轮测试结束后，原始波形、事件日志与统计结果由测试服务器统一写入网络存储的指定目录，目录按"项目 / 型号 / 日期 / 场景"分级，并记录所用素材版本、校准参数版本与测试脚本版本，保证任意一次测试均可完整复现。

需要强调的是，"回放开始"与"语料开始"之间在 12 场景矩阵中并不必然重合：噪声场景要求背景噪声先建立并稳定（建议提前 ≥3 s 起播），再注入语音语料；而静音基线场景则无回放噪声。该时序关系由脚本文件中的相对时间字段定义，不依赖操作人员的经验判断。

测试仪器配置

测试系统以 APx525 多通道音频分析仪为核心（2 进 2 出；若项目需要 8 通道同步采集，可升级至 APx585 8 进 8 出），配套标准传声器、标准声源、声级计、多通道声卡、功率放大器、人工嘴、可控旋转台与 HATS 人工头，可覆盖从麦克风阵列硬件标定到远场语音交互性能评价的完整测试链。

表 23 测试系统仪器配置

主要测试项目与方法

下表列出本实验室可开展的主要测试项目。各项目的判据优先采用标准规定的方法与限值；标准未给出数值限值的，按《乾杉科技 远场语音交互硬件声学测试标准 V1.8》与《乾杉科技 远程唤醒测试（20191108）》执行。

表 24 主要测试项目、指标、布置与判据

12 场景矩阵说明

远场语音交互测试按"4 类噪声条件 × 3 种摆位"构成 12 个测试场景。该矩阵的设计目的是用最少的场景数覆盖"距离—角度—噪声量级"三个主要变量，使不同型号、不同版本、不同批次的产品测试结果可直接横向对比。

表 25 12 场景矩阵的维度与取值

12 场景的组合方式如下表所示。表中"静音基线"指噪声回放系统关闭、仅保留听音室本底条件下的场景，用于给出无背景噪声时的性能上限。

表 26 12 场景矩阵：噪声条件 × 摆位组合

场景执行说明：① 每个场景的语音音箱距离/角度、噪声音箱距离/角度/高度、背景噪声声压级三项均由控制系统按场景文件自动设定，人工嘴与噪声回放共用同一时钟，保证时间对齐；② 噪声音箱固定为 6 ft / 135° / 3 ft 6 in，每档声压级在正式测试前用 BSWA 308 声级计在被测设备位置独立复测并记录；③ 每个场景的唤醒 / 识别语料、注入次数与统计方法按《乾杉科技 远程唤醒测试（20191108）》执行，同一场景的样本量在各型号间保持一致以保证可比性；④ 场景矩阵与混响档位可叠加——完整测试为"12 场景 × 混响档位"，常规出厂验证可取基准混响 0.35 s 档位下的 12 场景，研发深度验证再扩展到其他混响档位。

环境适应性要求

语音交互测试对环境条件的敏感度高于常规噪声测试——空气中的声速随温度变化，直接影响阵列各通道的时延关系与声源定位精度；湿度则影响高频空气吸收与驻极体麦克风的长期稳定性。因此环境条件必须受控并记录。

表 27 环境适应性要求与记录方式

上述 24±2 ℃、15%~65% RH 的工况与3GPP TS 26.132 / ITU-T P.1100 / P.1110 类语音测试方法的常规环境条件一致，也与半消声室、听音室的空调设计工况统一，使同一台设备在两间测试室的测试结果可直接对比。

被测件安装与定位

语音交互设备的测试结果对安装位置高度敏感：麦克风阵列的几何位置偏差会直接改变各阵元之间的到达时延关系，进而影响波束成形方向与声源定位精度。因此必须明确定义被测件（DUT）的参考轴、参考点，并以可复现的方式保证每次安装的位置一致。本方案定义：DUT 参考轴为被测设备正面（拾音主瓣方向）的法线；DUT 参考点为线性四麦克风阵列的几何中心，对于阵元等间距排列的线阵，即首尾两个阵元连线的中点。参考点高度统一取离地 1.2 m，与听音室内 8 只水平环绕参考箱的中心高度一致，使水平环绕扬声器、人工嘴与被测设备阵列处于同一水平面，从而把方位角从三维问题简化为二维问题。

测试台面采用低反射处理：台面为穿孔率 ≥20% 的穿孔板或敷设 ≥30 mm 厚吸声材料的框架式台面，台面尺寸不小于 600×400 mm，且台面边缘距被测设备 ≥200 mm，避免台面反射进入阵列。样机夹具按被测型号分类制作，夹具材料选用 ABS 或尼龙等非金属，与设备接触部位衬 2 mm 硅胶垫，既避免夹具自身的声学反射，又避免夹持应力改变设备壳体的振动状态。对于立式圆柱形态的产品，夹具采用 V 形定位块 + 压紧带结构；对于扁平形态的产品，采用定位销 + 挡板结构，保证同一型号反复装夹后的位置一致。

旋转台用于声源定位（DOA）与方向性图扫描：被测设备置于旋转台中心，标准声源或人工嘴置于固定方位，由旋转台按设定角步进带动设备旋转，等效于声源绕设备做圆周扫描。旋转台承重 ≥30 kg、角度分辨率 ≤0.1°、重复定位精度 ≤±0.2°，台面做低反射处理，通信接口提供 RS-232 与以太网两种，由控制室程序直接控制并读取角度反馈。位置复现精度按平移 ≤±5 mm、角度 ≤±1° 控制，每次装夹后用激光定位器与钢尺复核并记录。

表 28 被测件安装定位与旋转台配置表

声源选用与距离控制

标准声源选用 AN-M210 标准音箱，用于在半消声室内建立参考声压、开展通道一致性、频响、失真与时延类测试；语音激励采用符合 ITU-T P.51 口径的人工嘴，用于唤醒率、识别率与误唤醒率的标准化语音注入。两者各有分工：标准声源频响平坦、失真低，适合作为可溯源的量值来源；人工嘴的辐射特性接近人嘴，其输出的语音信号在频谱与指向性上更接近真实使用场景。两者均由 AP 633A 功率放大器驱动，并在每次测试前用声校准器核查参考声压。

测试距离按 0.5 m（近场标定）、1.0 m（标准参考距离）、3 ft（约 0.91 m）与 9 ft（约 2.74 m）四档设置，其中 3 ft 与 9 ft 为 12 场景矩阵的语音音箱距离，0.5 m 与 1.0 m 用于半消声室内的麦克风阵列标定与自由场一致性核查。距离允差按绝对值控制：距离 ≤1 m 时 ≤±5 mm，距离 >1 m 时 ≤±10 mm。该允差的依据是：在 9 ft（2.74 m）处 10 mm 的距离偏差引入的声压级偏差约 0.03 dB，远小于语音测试本身的重复性偏差，因此不构成误差的主要来源。声源高度与被测设备参考点等高（1.2 m），俯仰角默认取 0°；需要模拟桌面放置或壁挂安装时，可按 ±10° 设定并在报告中注明。

参考轴对准采用"两点一线"法：先用激光定位器在地面标出过 DUT 参考点的参考轴方向线，再使声源的声学中心（标准声源为高音单元中心，人工嘴为出声口平面中心）落在方向线上，并调整声源轴线与方向线共面，两轴线夹角 ≤±1°。距离自 DUT 参考点量至声源参考面：标准声源量至高音单元中心，人工嘴量至出声口平面（即嘴参考点，MRP）。半消声室内的自由场标定按反平方律给出参考距离处的参考声压，标定结果作为后续相对测量的基准。

表 29 声源选用与测试距离控制要求

测试自动化与数据管理

测试流程以脚本化方式固化，目的是把"测试怎么做"从依赖操作人员经验转变为依赖可版本管理的脚本文件，从而使不同人员、不同时期、不同批次的测试结果具备可比性。脚本文件描述一次完整测试所需的全部参数：测试房间与混响档位、场景号、语料编号与注入方式、声源距离与方位、背景噪声量级、重复次数、判定门槛与数据输出路径。批量执行支持"12 场景 × 混响档位"组合的全自动遍历，可在夜间无人值守运行；执行过程中如出现设备离线、校准超差或环境条件越限，脚本自动中止并记录断点，待条件恢复后从断点续跑，已完成的轮次不重复执行。

原始波形按 WAV 格式归档，采样率 48 kHz、量化位数 24 bit、多通道交错存储，不做任何降混、压缩或归一化处理，以保证后续可对同一份数据重新计算不同的指标。每个数据文件附带同名元信息文件，记录测试日期与时间、操作人员、环境条件（温度、相对湿度、大气压）、设备型号与固件版本、素材版本、校准参数版本、测试脚本版本与 DUT 安装位置记录。报告由模板自动生成，模板包含项目信息、测试条件、指标汇总表、逐场景明细与原始波形索引，导出格式同时提供可编辑表格与不可编辑文档两种。数据留存周期按原始波形 ≥3 年、测试报告 ≥5 年执行；存储采用本地网络存储 + 异地备份双份，备份每周增量、每月全量。

表 30 测试数据管理与归档要求

优化建议 1：本底 15 dB(A) 对语音测试的余量分析

需求给出的半消声室本底 ≤15 dB(A) 对语音交互测试而言属于相当充裕的配置，但这个结论需要分场景看，不能一概而论：

表 31 半消声室本底 15 dB(A) 对各类测试的信噪比余量

结论与建议：① 半消声室本底保留 15 dB(A) 是必要的——不是因为常规标定测试需要，而是因为 MIC 密封性与微弱异音诊断这两类"低电平、高价值"的测试需要；② 听音室本底 20 dB(A) 已经足够——听音室内的主要噪声源是回放系统本身（63~70 dBC），再压低本底对测试结果没有实际贡献，因此不建议把听音室本底也按 15 dB(A) 设计，那是典型的"指标过剩、造价虚高"；③ 若场地实测环境噪声显著低于 60 dB(A)，半消声室可采用单层隔声围护结构，单侧占用可由 828 mm 压缩至约 600 mm，外轮廓收窄至约 7000×5000 mm（占地约 35 ㎡），建安造价可下降约 18%~22%。此项建议在现场噪声实测后共同评估。

优化建议 2：可变混响范围的工程可实现性

需求给出的 0.25~1.0 s（125 Hz 允许到 1.2 s）是一个相当宽的调节范围，对应的平均吸声系数需要从 0.52 变化到 0.13，接近四倍的变化倍数。工程上必须客观说明其实现难度：

① 高吸收端（0.25 s）的难度在于"剩余反射面"——即使墙面全部翻到强吸声面，地面（木地板）、观察窗、门、低频陷阱开口、扬声器开口仍是反射面，这些固定反射面的面积决定了平均吸声系数的上限。本方案的应对是在高吸收端额外铺设地面地毯（地毯为可移动配置，不参与主体构造），把地面反射也纳入可调范围。

② 低吸收端（1.0 s）的难度在于"意外吸声"——人员、被测设备、测试台架、HATS 人工头、传声器支架都会额外吸声，使实测混响低于空场标定值。本方案的应对是：混响标定在"测试工况布置"下进行（即房间内已放置被测设备与必要台架），而非空场标定，使标定值与实际使用值一致。

③ 中间档位的重复性依赖执行机构的定位精度。本方案要求翻转板与帘幕均带位置反馈，档位以"执行机构位置"而非"标签"定义，避免长期使用后机构漂移导致档位失准。建议每半年复校一次各档位的实测混响时间。

④ 若最终实测无法在全频段同时满足 0.25~1.0 s，建议的处置顺序是：优先保证中频（500 Hz~1 kHz）区间达标——这是需求明确指定的设计频段，也是语音交互最敏感的频段；125 Hz 按需求允许的 1.2 s 上限控制；高频（2~4 kHz）因空气吸收与材料特性通常自然偏短，一般不构成约束。这一处置原则应在验收大纲中事先写明，避免验收阶段产生歧义。

优化建议 3：噪声回放声场均匀性的迭代校准

多通道噪声回放系统的核心价值是"可复现"，而可复现的前提是声场在空间上足够可控。需要客观认识到：12 只扬声器在参考点合成的目标声场，本质上是在做声场合成，其空间均匀性受扬声器数量、布置几何、房间混响状态与被测设备自身散射的共同影响，不可能通过一次标定就一劳永逸。

本方案建议采用"三步迭代"的校准策略：第一步，空场标定——房间内仅放传声器阵列，按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 完成各通道 FIR 均衡与时延对齐；第二步，工况标定——放入被测设备与测试台架后复测，修正设备散射引入的偏差；第三步，档位标定——在每一个混响档位下重复第二步，因为可调吸声构造会显著改变房间冲激响应，不同档位的均衡参数不能通用。三步完成后把参数按"档位 × 场景"分档保存，测试时由控制系统自动加载。

关于均匀性的判据，本方案不单列独立的验收限值，而是按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 规定的校准流程与允差执行，并在声场校准中按辅助测点与主参考点的声压级极差 ≤1.5 dB 进行验证与记录（校准验证项），以校准报告中的实测数据作为验收依据。理由是：不同标准、不同测试目的对声场均匀性的要求不同，自行设定一个独立的验收限值既缺乏标准依据，也可能在实际工程中造成"指标达标但测试无效"或反之的误判。如果后续产品测试大纲提出了明确的均匀性要求，应在校准阶段增加相应的测点密度与评价指标，并在验收大纲中补充约定。

此外建议建立"定期复校 + 变更触发"机制：每半年复校一次；当发生扬声器更换、位置调整、房间改造、或被测设备形态发生显著变化时，立即触发复校。复校记录与校准报告一并归档，保证任何一次历史测试结果都可以追溯到当时的校准状态。

优化建议 4：多设备一致性测试的效率

语音交互产品的一致性测试有一个容易被低估的特点：测试对象是"统计结果"而非"单次测量"。唤醒率、识别率、误唤醒率都是概率量，单个场景需要几十到上百次样本才能得到稳定的统计结论；乘以 12 个场景、多个混响档位、多个型号批次，测试工作量会快速膨胀。如果实验室设计阶段不考虑效率，后期会出现"设备排期比开发周期还长"的困境。

表 32 提升多设备一致性测试效率的措施

其中第一项（快速装夹与定位治具）投入最小、收益最明显，建议在实验室交付时同步完成首批型号的治具制作；第三项（场景脚本化）是发挥噪声回放系统价值的前提，建议在系统验收时一并完成脚本编制与验证。这两项都应纳入交付范围，而不是留给使用方自行解决。

下表汇总半消声室、可变混响听音室与控制系统的全部验收指标。

表 33 声学性能指标汇总与验收方法

施工流程

1. 现场勘测与环境噪声频谱实测：确认建筑尺寸、层高、承重、水电、空调、消防条件，并实测环境噪声 1/1 倍频程谱（本阶段结论直接决定隔声方案是否需要调整）；

2. 图纸确认：完成平面、立面、剖面、节点大样、扬声器定位图、机电点位图，双方签署确认；

3. 减振基础施工：两间测试室分别铺设浮筑减振垫及地面承重钢结构；

4. 外房隔声结构安装：组装外层模块化隔声板与顶板；

5. 内房隔声与吸声结构安装：内层隔声板、半消声室金属平板吸声结构（四壁 + 顶面）、听音室可变混响构造（电动翻转吸声板 + 电动升降吸声帘幕）、扩散体与低频陷阱；

6. 地面施工：半消声室刚性声学反射面（钢板 / 环氧自流平）；听音室木地板面层；分别检查平整度与声学反射 / 吸收特性；

7. 隔声门、隔声观察窗、密封穿线孔安装（两间测试室分别施工）；

8. 控制室隔声墙、双工位操作台、19″ 机柜、配电与 UPS 施工；

9. 通风空调系统安装与联调：送回风消声器、变频风机、温控逻辑，重点校核风口风速与再生噪声（两间测试室分别联调）；

10. 噪声回放系统安装：12 只参考箱落位与吊装、多通道功放与声卡接线、逐通道极性核对；

11. 机电联调：照明、通风、监控、接地、穿线孔密封性检查；

12. 漏声巡检：声强法或声源法逐点检查板缝、门缝、穿墙孔（两间测试室分别巡检）；

13. 混响档位标定：逐档调节可变混响构造，按 ISO 3382-2 实测 T30 并建立档位对照表；

14. 噪声回放声场校准：按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 完成空场与工况标定；

15. 声学计量验收：由第三方权威机构现场测试并出具报告；

16. 测试系统联调与培训：分析仪、标准传声器、校准器链路验证，12 场景脚本编制与验证，操作培训。

供货周期

合同签订并收到预付款后，设计及生产周期约 60~80 天，现场安装及调试验收约 35~50 天，总供货周期约 95~130 天。相比单一半消声室项目，本项目工期延长的主要原因有三：① 听音室的可变混响构造（电动翻转吸声板 + 电动升降吸声帘幕）为非标机构件，设计与生产周期长于常规吸声内装；② 混响档位标定与噪声回放声场校准为新增工序，需在常规声学验收之外额外安排时间；③ 两间测试室共用控制室，机电联调的交叉工作量增加。

验收方式

由具有权威资质的第三方计量机构（如华南国家计量测试中心、广东省计量科学研究院）依据 GB 50800-2012 / JJF 1147-2006 / GB/T 6882-2016（ISO 3745）对半消声室进行现场声学性能测试，并出具正式检验报告；听音室混响时间按 ISO 3382-2 / GB/T 50076-2013 现场测试。JJF 1147-2006 规定的自由场最大允许偏差：用于电声器件 / 仪器计量校准的消声室 / 半消声室全频段不超过 ±1.0 dB；用于噪声源声功率级精密测量时，≤630 Hz 为 ±2.5 dB、800~5000 Hz 为 ±2.0 dB、≥6300 Hz 为 ±3.0 dB。本方案以麦克风阵列标定、通道一致性测量与工程法声功率测量为主，建议验收时按 ±2 dB 判据给出自由场半径，并同时注明严格 ±1.0 dB 的范围。

（1）本底噪声测定：除测定总声压级和 A 计权声级外，还应测量 63~4000 Hz 各倍频程声压级。测试应在多种情况下进行：白天和夜晚、空调设备工作时、附近有噪声源或振动源运转时、车辆 / 飞机经过时等。若本底超标，应分别检查隔声和隔振效果。两间测试室分别测定；听音室还需在噪声回放系统满负荷工作后关闭回放、待声场衰减后再测本底，以验证回放系统不残留自噪声。

（2）自由声场鉴定：将球面声源放在室中心（或将来放被测声源的位置），在各个直线方向上测出声压随距离的变化，验证距离增加一倍声压级降低 6 dB 的规律。本站半消声室地面为刚性声学反射面，鉴定时应按反射面上方的半球空间进行，声源与测点均位于反射面上方，并与自由场反平方律比较。鉴定频率至少覆盖 100 Hz~8 kHz，给出满足 ±1 dB（严格）和 ±2 dB（工程法）的自由场范围。

（3）混响时间鉴定（听音室）：按 ISO 3382-2 / GB/T 50076-2013，在各可调档位下测量 125 Hz~4 kHz 各 1/1 倍频程的 T20 / T30，出具"档位编号—执行机构位置—实测混响时间"对照表；基准档位（0.35 s）的允差按 ±0.03 s 判定。

（4）隔声与隔振效果鉴定：隔声可通过在室外放置强声源、测量室内外声级差来近似评价；隔振效果通过测定弹性垫层上下两端的振幅比（传递率）来鉴定，频率变化范围应包含隔振系统共振频率。

（5）噪声回放系统验收：按 ETSI TS 103 224 / 3GPP TS 26.132 完成声场校准，出具"混响档位 × 场景"组合的校准报告；用 BSWA 308 声级计在被测设备位置独立复测各场景声压级，与设定值比对；12 场景脚本现场演示执行一遍，验证场景切换、语料注入与结果记录的完整性。

除上述常规项目外，本方案特别增加两项验收内容：① 空调系统满负荷运行且样机通电（未开机）状态下的本底噪声复测，确保实际使用工况下本底仍满足半消声室 ≤15 dB(A)、听音室 ≤20 dB(A)；② 混响档位复现性验证——随机抽取 3 个档位，重复切换 5 次，每次实测 T30 与标定值的偏差应在 ±0.03 s 内，以验证执行机构的定位重复性。验收不通过项由 乾杉科技 负责整改，直至达标。

质保期 1 年，质保期内因材料或施工质量问题导致的损坏免费维修或更换；

质保期内接到报修后 24 小时内响应，5 个工作日内提交处理方案；

质保期后提供终身技术支持与优惠配件供应；

每年至少两次现场技术回访，检查声学性能、吸声材料状态、门缝密封、消声器积尘、减振垫老化、地面反射面平整度、可变混响机构的运行与定位精度、空调与风口噪声等，并提供维护保养建议；

建议每半年复测一次本底噪声、复校一次混响档位与噪声回放声场，确保测试数据长期可比；

可变混响机构（电动翻转吸声板、电动升降吸声帘幕）与噪声回放系统提供专项维护服务，含执行机构润滑与紧固、位置反馈校准、功放通道检测、扬声器极性复核与素材库版本升级；

不定期举办客户技术研讨会，免费开放。

表 34 场地与施工条件要求