2023普通照明用設(shè)備頻閃效應(yīng)客觀試驗方

普通照明用設(shè)備頻閃效應(yīng)客觀試驗方法II目 次1范圍 1規(guī)性用件 1術(shù)和義 1符和略語 25通則 3實室設(shè)要求 4頻效可度計 7測設(shè)和作件 7一試步驟 8于用設(shè)、和條件 8試告 9量確度 9附錄 A附錄 B附錄 C

（范）閃應(yīng)見計則 11（料）確性慮素 17（料）試果例 19PAGEPAGE1普通照明用設(shè)備頻閃效應(yīng)客觀試驗方法范圍本文件描述了一種客觀的頻閃效應(yīng)可見度（SVM）計，可應(yīng)用于照明設(shè)備在不同工作條件下的性能測試。（＞100（＜4A中A.1本文件旨在為照明設(shè)備在頻閃效應(yīng)方面的性能評價確立客觀依據(jù)。本文件不考慮光的顏色隨時間變化（色度效應(yīng)）。本文件描述了SVM的方法，但不規(guī)定任何限值。本文件中描述的客觀方法和程序基于CIETN006:2016中關(guān)于瞬態(tài)光偽象(TLAs)的內(nèi)容。本文件沒有規(guī)范性引用文件。下列術(shù)語和定義適用于本文件。輔助設(shè)備作為被測系統(tǒng)一部分的外圍設(shè)備。被測設(shè)備接受頻閃可見度測試的設(shè)備。瞬態(tài)光偽象特定環(huán)境中的人類觀察者對亮度或光譜分布隨時間變化的光刺激產(chǎn)生的視覺感知的變化。注：視覺感知的變化是同一環(huán)境中的人類觀察者，處于調(diào)制光下的視覺感知與處于非調(diào)制光下的視覺感知對比產(chǎn)生的結(jié)果。[來源：CIETN006:2016，2.4.1]閃爍注1：光刺激隨時間的變化包括周期性波動和非周期性波動，可能是由光源本身、電源或其他影響因素引起的。注2：閃爍屬于瞬態(tài)光偽象的其中一種。[來源：CIETN006:2016，2.4.2，有修改]頻閃效應(yīng)非靜態(tài)環(huán)境中的靜態(tài)觀察者對亮度或光譜分布隨時間變化的光刺激所產(chǎn)生的對運動感知的變化。示例1：對于周期方波亮度波動，運動物體被感知為離散移動而不是連續(xù)移動。示例2：如果周期性亮度波動的頻率與旋轉(zhuǎn)物體的頻率一致，則旋轉(zhuǎn)物體被認(rèn)為是靜止的。注：頻閃效應(yīng)屬于瞬態(tài)光偽象的其中一種。[來源：CIETN006:2016,2.4.3]靜態(tài)觀察者眼睛不移動的觀察者。注：僅有大幅眼球運動（掃視）不符合這個定義。無意識微掃視的觀察者被認(rèn)為是靜態(tài)的。[來源：CIETN006:2016,2.4.5]靜態(tài)環(huán)境：CIETN006:2016,2.4.6]平均觀察者代表特定視力人群的平均特征的觀察者。注：問卷人群取決于照明系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用目的。它還可以包括特定的觀察者群體，例如偏頭痛患者。一般平均觀察者基于不同性別和年齡的匯總數(shù)據(jù)，但可以為亞組定義特定觀察者。[來源：CIETN006:2016,2.3.1]可見偽象50：CIETN006:2016,2.3.2]可見度閾值50%：CIETN006:2016,2.3.3]頻閃效應(yīng)可見度在持續(xù)相對較短的指定時間間隔內(nèi)評估頻閃效應(yīng)的度量。注：根據(jù)CIETN006，持續(xù)時間典型值為1秒。調(diào)制深度注1：通常調(diào)制深度是在波形調(diào)制的一個基本周期內(nèi)計算的，但也可以在多個周期的更長時間內(nèi)計算。注2：調(diào)制深度也經(jīng)常用百分?jǐn)?shù)表示，即將該比值乘以100%符號下列符號適用于本文件。????????：光放大器的增益。????(????)：歸一化信號頻譜。????(????)：照度。????er????????：調(diào)制頻率。PLM：短期閃爍值。????MEEVM????MT：用SMEUSV????Mnsetet????(????)：電源電壓信號。????????(????)：光傳感器放大器的輸出電壓?？s略語ADCAuxEqCIEDC：DFT：離散傅里葉變換EUT：被測設(shè)備FFT：快速傅里葉變換Hz：赫茲IEEE：國際電工電子委員會kHz：千赫LED：發(fā)光二極管MD：調(diào)制深度TLA：瞬態(tài)光偽象PoE：以太網(wǎng)供電RMS：均方根TN：技術(shù)說明SNR：信噪比SSL：固態(tài)照明SVM：頻閃效應(yīng)可見度THD：總諧波失真TLD：抽頭線性驅(qū)動器通則頻閃效應(yīng)測量設(shè)置的通用原理如圖1所示。SVM算SVM7圖1頻閃效應(yīng)測量方法示意圖被測設(shè)備（EUT）的類型可取決于測試的目的。例如，可考慮以下不同的測試應(yīng)用（參見圖2）：——測試照明設(shè)備（如燈具、控制設(shè)備或集成燈）的固有性能；——測試照明設(shè)備在調(diào)光條件下的性能。（用）10SVM3設(shè)10被測設(shè)備為光源被測設(shè)備為控制裝置使用外部調(diào)光器的測量設(shè)置圖2不同應(yīng)用的SVM測量設(shè)置圖3TLA建議在一個電磁干擾、周圍干擾光和震動等的影響可以忽略不計的房間或裝置內(nèi)進(jìn)行測試(參見建議周圍環(huán)境溫度在EUT和測量設(shè)備規(guī)定的操作溫度范圍內(nèi)。連接到EUT和輔助設(shè)備（如適用）的電源應(yīng)是在規(guī)定的標(biāo)稱頻率、電壓（或電流）水平上的穩(wěn)定電源，并能提供所需的功率水平。EUT的額定供電電壓或額定供電電流的標(biāo)稱值應(yīng)在EUT的供電端子處測量。（）在0.5%RMS用于SVM低頻電壓波動（低于50Hz）對于SVM測量的影響較小，宜限制市電電源在2kHz頻率范圍內(nèi)的諧波失真，建議電壓的總諧波失真（THDv）不超過4%。測量EUTEUTEUT在該情況下EUT相對于光傳感器的方向和對準(zhǔn)就不那么重要，因此操作起來較為方便。使用帶有濾波器和適當(dāng)放大器的光電二極管測量EUT的照度（更確切地說：相對照度）。光電二極管、濾色片和放大器的組合宜滿足以下特性。CIE1931ISO11664-1:20071931SVMkHz）dB3kHz（6.8.1)。tst??????(??????????(????度????(????) ??????(????)=?????????(????其0<????<tst (1)式中：????????是常數(shù)，包括放大器的增益，它將光傳感器放大器的輸出電壓與照度聯(lián)系起來。10（6.8）測試持續(xù)時間（穩(wěn)定期后的數(shù)據(jù)采集持續(xù)時間）應(yīng)至少為1s。2范圍（kHz示例：3dB3kHz9kHz10dB2kHz-1.6dB。為9kHz18kS/skHz2kHz（6.8.1）對于使用Stroboscopiceffectvisibilitymeasuretoolbox中提供的MATLAB?2實現(xiàn)的SVM計，建議采樣頻率至少為20kS/s。在6.10SVM0.05（ADC）ADC0.2SVM＜0.01N對于具有100Hz正弦調(diào)制的光波形，在約25%調(diào)制深度下產(chǎn)生的SVM=1（見圖A.2）。高頻率下產(chǎn)生SVM=0.01的頻譜分量比平均光照水平低-52dB，見公式（A.4）。要精確測量該頻譜分量，則由量化產(chǎn)生的信噪比（SNR）需要至少再低10dB，即SNR水平為-62dB。N位ADC的頻譜信噪比（以dB表示）計算如式（2）： ????R(N)=62N+176 (2)這意味著在實踐中的ADC需要至少為12位。SVMSVM的計算和驗證方法詳見第7章。PAGEPAGE10EUTSVM=0????M|oe????Mnse0.5%。使用頻閃效應(yīng)可見度計測量照度并獲得SVM實測值，驗證實測值是否滿足以下要求： ????Mnse<005 (3)通則為了客觀評估頻閃效應(yīng)，使用附錄A中規(guī)定的SVM計。驗證頻閃效應(yīng)可見度計的驗證可以使用A.5條中給出的步驟和參考波形。建議使用A.5中給出的參考波形進(jìn)行驗證時測試結(jié)果滿足以下要求：E ???????E???????×100%<5% (4)E????????????式中：????ME(A7和（）????????M——SVM計測量附錄A表A.1所列頻率、振幅和波形的參考光時的SVM測量值。對于實際的光波形，SVM計測量的SVM水平可能在0到9之間：沒有任何調(diào)制的波形，SVM=0；而具有無限小占空比周期的100%矩形脈沖調(diào)制的波形，SVM≈9。SVMSVM（CIETN006：2016）1501150%/（臨界性C.1SVM通則EUT宜在其預(yù)期的工作和氣候條件下進(jìn)行測試。老煉EUT的老煉宜符合適用的產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)。安裝見6.4。EUTEUTLEDCIES025:2015操作宜按以下方式操作EUT。EUT——建議在制造商規(guī)定的電源電壓和頻率組合下進(jìn)行測試（另見6.2）。EUT50%±10EUT50%50%50%（＜50%）（見IEC61547:2009/ISH1:2013[8][9]——燈具和控制裝置宜使用其預(yù)期的光源或負(fù)載進(jìn)行測試。如果此類設(shè)備可以使用不同瓦數(shù)的光源，建議使用最小瓦數(shù)的光源。參見10.3中關(guān)于測試控制裝置的具體建議。——如果光源可以在不同的顏色下工作，請選擇提供最大光輸出的顏色（調(diào)制關(guān)閉）。建議測試的一般步驟如下：EUTEUT（8.4）；8.56）；SVM附錄C提供了多個EUT測試結(jié)果的示例。通則10.2至10.4推薦了基于具體應(yīng)用的測量設(shè)置、設(shè)備、步驟和條件的具體應(yīng)用建議。NEMASSL-7A參見NEMASSL-7A:2015，4.6-4.8）EUT符合IEC63037:2016NEMASSL-7AIECTR63036：2016中測試要求的切相調(diào)光器在8.5中所述的50%光輸出水平下進(jìn)行測試。測試設(shè)置的框圖如圖4所示。附錄C.2給出了調(diào)光條件下SVM測量的示例。圖4調(diào)光器兼容性測試在測量控制裝置的SVM時，光源的選擇是至關(guān)重要的，因為光源的電特性（如電容）會影響被測光波形的幅值和形狀。此外，建議在驅(qū)動器的指定操作V/I窗口內(nèi)選擇若干點。參閱控制裝置性能標(biāo)準(zhǔn)以選擇合適的光源（負(fù)載）。測試設(shè)置的框圖如圖5所示。注：LED光源的電流與光輸出通常呈線性關(guān)系。此時可以應(yīng)用參考源，并且可用輸出電流進(jìn)行評估。附錄C.1中給出了具有不同控制裝置的照明設(shè)備的SVM測量示例。圖5控制裝置測試（SVM性SVTA測試報告應(yīng)包含復(fù)現(xiàn)測試所需的所有信息。特別建議記錄以下信息：EUTEUTEUTEUT的工作條件；EUT/（）；SVM通則頻閃效應(yīng)測試會受到不確定度的影響。附錄B概述了影響測試結(jié)果的測量不確定度的主要因素。通則為了限制測試的不確定度，建議每隔一段時間執(zhí)行以下驗證測試。見7.2和附錄A.5。見6.3。驗證測試電壓或電源電流和頻率（如適用）的標(biāo)稱值是否在0.5%的允差區(qū)間內(nèi)（交流電情況下取RMS值）。驗證在2kHz以內(nèi)的頻率范圍內(nèi)，市電電源電壓的總諧波失真（THDv）是否小于4%。見6.2和6.4。驗證EUT的光源和光傳感器所在圍場的電磁干擾效應(yīng)和光屏蔽性能?？砂匆韵路绞酵瓿?。EUT（EUT驗證測試環(huán)境的振動不會引起測量照度的不必要的變化。該驗證試驗是6.10中所述噪聲水平驗證試驗的一部分。驗證光傳感器滿足6.5中給出的建議。（0.11/r2驗證放大器電壓輸出的限幅電平，并確保在此水平以下進(jìn)行測試。使用6.10中推薦的方法驗證測試裝置的總體噪聲水平。重復(fù)性使用重復(fù)性條件（參考JCGM100:2008）和光波形的SVM值遠(yuǎn)高于噪聲底限SVM水平的穩(wěn)定光源來驗證測試方法的重復(fù)性。例如，可為此使用具有50%占空比的100Hz脈沖調(diào)制LED光源。建議在連續(xù)五天內(nèi)重復(fù)測試該光源至少五次。頻閃效應(yīng)可見度測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)在平均SVM值的2%以內(nèi)。為了保證測試裝置的質(zhì)量，建議在每次測試之前執(zhí)行以下驗證測試：6.10）；SVM背景

附錄A（規(guī)范性）頻閃效應(yīng)可見度計的規(guī)則stst （SVM）IECPLMSVM和PLMCIETN006:2016。IECPLMstst ASVMModelingthevisibilityofthestroboscopiceffectoccurringintemporallymodulatedlightsystems。CIETN006:2016TLAPerz3.7 ∞

3.7???? ????M=????=1?????????

·······························································(A.1)式中：Ci=Si/S1——對應(yīng)于相對照度Ii(相對于DC)的第i階傅里葉分量Si的相對幅度；Ti——具有第i個傅里葉分量頻率的正弦波的頻閃效應(yīng)可見度閾值。為簡單起見，公式（A.1）中的求和中對所有幅值歸一化。在所定義的可見度閾值曲線以外的頻率范圍，歸一化幅值設(shè)置為零。如果SVM50150%50%，SVMPerzSVMSVM（基于PerzWang160006:2016SVM100lx4m/sSVMSVM計的各個模塊如圖A.1所示。A.2中給出了模塊a到模塊d功能的詳細(xì)描述。模塊a 塊b 塊c 塊duE(t) E(t) C(f) ????(????)????(????)照電壓 度 一信圖A.1頻閃效應(yīng)可見度計的結(jié)構(gòu)模塊a該模塊包含一個照度適配電路，對測量光波形得到的電壓uE(t)進(jìn)行縮放： ????(????)= ????E????) (A.2ean????E????)式中：見圖模塊b第二步計算歸一化信號的頻譜： ????(????)=????{????(????)} (A.3)在實踐中，使用快速傅里葉變換（FFT）得到頻譜。數(shù)值計算見A.3。模塊c計算SVM的頻率靈敏度曲線????(????)如圖A.2所示。該閾值曲線給出了疊加在恒定照度水平上且使得平50%CIETN006:2016用公式（A.4）獲得能見度閾值： ????(????)= 11+e?a(f?b)

+20?e??????10 (A.4)式中：f——以Hz為單位的頻率；a=0.00518；b=306.6。靈敏度曲線定義在2000Hz以內(nèi)。高于1000Hz的靈敏度閾值約等于1，也即光波形是具有100%的正弦調(diào)制，對應(yīng)相對頻譜分量為1。80Hz80Hz30Hz10080Hz惱。模塊d最后，公式（A.5）給出了2kHz以內(nèi)所有頻率分量的加權(quán)頻譜求和（參見公式（A.1））：3.7

N(≤2

3.7 ????M=????=1式中：

?????????

·························································(A.5)Ci=2·Si/S1——對應(yīng)于相對照度Ii(相對于DC)的第i階傅里葉分量Si的相對幅度，見公式（A.6）；Ti——具有第i個傅里葉分量頻率的正弦波的頻閃效應(yīng)可見度閾值。超過2kHz時，沒有定義頻閃可見度閾值曲線。因此，頻譜分量的歸一化幅度僅累加到2kHz。SVM

圖A.2SVMT

頻率（Hz）(EUT)SVMT 照度信號=，1<????<N=+1 (A.6)式中：N=FS·T——采樣總數(shù)，信號步長Δt=1/Fs作為頻率分析的第一步，使用離散傅里葉變換（DFT）將時域數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為頻率表示，通常使用快速傅里葉變換（FFT）算法來實現(xiàn)。 S????=????????????(????????)，1<????<N (A.7)該變換給出一個雙邊頻譜，其中頻域中的步長為: ?????=可以計算得到的最大頻率Fmax由下式給出:

Hz (A.8) ???? =N?1?????=N?1?≈(A.9)max 2

2 N 2由于感興趣的頻率范圍最高為2000Hz，因此需要的最小采樣頻率Fs=4000Hz的（計算頻譜用；為了將頻譜擴(kuò)展到2kHz以外和避免混疊效應(yīng)，需要更高的采樣率；見6.8.1)。（例如Hanning窗FFTCiA.6給出了使用MATLAB?數(shù)值計算SVM的應(yīng)用示例。示例圖A.3給出了一個照度信號的示例，它是在一個恒定信號上疊加頻率為100Hz、調(diào)制深度為100%的矩形調(diào)制信號。下面的圖是對應(yīng)的Ci譜和由公式（A.4）中給出的靈敏度閾值。計算該波形的SVM值約為4.97。SVM值主要來自于100Hz處的頻譜分量貢獻(xiàn)。為了驗證SVM計算的正確實現(xiàn)，可以使用以下驗證波形： ??sqr????)=1+????er?s?ser????)? (A.10 ??sn????)=1+????r(r????) (A.11式中：??sqr????和??sn????erDCmver——照度紋波的調(diào)制深度；????——時間，其中0≤t≤T，T=1秒；s?s2??r????erA.1（（A.4）和（A.5）SVMA.1由公式（A.10）和（A.11）指定的驗證波形可以使用以下通用傅里葉表示法表示為傅里葉級數(shù)：????=1 ????(????)=??0+∞???????co(0????)+???????s(20????) (A.12????=1式中：????0????????和????????f0=1/T——波形周期T對應(yīng)的頻率；對于公式（A.10）的矩形脈沖波形，傅里葉系數(shù)為：????0=1；????????=0????值???? ???????? ?4，???????? ????π????????=0，n為偶數(shù)值時。

······································(A.13)SVMC=b/a=bSVME幅度mver值：

ver

er

n n4)= ??????Evr)4

0 n···········································(A.14)37(??????vr≤2k)???π?前提條件mver≤1。

∑ ????=1，3，…

? ?(?????????r)(用公式（A.14）與公式（A.4）一起計算表A.1中給出的矩形脈沖波形（波形VW-sq1到VW-sq4）的SVME的解析精確參考值。對于公式（A.11）的正弦參考波形，傅里葉系數(shù)簡化如下： ??0=1??1=????er (A.15ver（A.5）SVMEver

為： ????erer)=????ME(r)?????(er) (A.16前提條件是mver≤1。用公式（A.16）與公式（A.4）一起計算表A.1中給出的正弦波形（波形VW-sn1至VW-sn4）的SVME的解析精確參考值。上圖是一個帶有紋波的照度信號，由頻率為100Hz的100%矩形波調(diào)制信號組成。下圖是對應(yīng)的相對頻譜；紅色虛線是靈敏度閾值T(f)（參見公式（A.3）；SVM的計算值等于4.97）。圖A.3帶紋波的照度信號示例表A.1驗證波形參數(shù)說明驗證波形編號調(diào)制類型調(diào)制頻率????????Hz調(diào)制深度????er頻閃效果可見度測量的參考值SVMEVW-sq1方形脈沖–公式(A.10)990.20051.000VW-sq21000.20121.000VW-sq31000.02010.100VW-sq41000.80484.000VW-sq51010.20191.000VW-sn1正弦曲線–公式(A.11)321.00000.991VW-sn21000.25631.000VW-sn35000.73141.000VW-sn419000.99971.000建議應(yīng)用表A.1中給出的參數(shù)和波形。SVM結(jié)果的參考值可用于驗證獲取的SVM的數(shù)值是否正確。對于方波脈沖調(diào)制波形，選擇100Hz的低頻以避免在諸如MATLAB?等數(shù)值工具中仿真方波時出現(xiàn)的混疊不確定性影響。由于MATLAB?采樣的矩形脈沖是其固有波形（并且總是欠采樣，因為矩形脈沖周期性的頻譜延伸到無窮遠(yuǎn)），因此不可能在采樣之前對波形進(jìn)行頻帶限制。還可采用100Hz脈沖調(diào)制波形，檢查線性度（SVM=0.100和4.000），并通過應(yīng)用1Hz的小頻移來驗證尋峰正確。MATLAB?SVM在MATLAB中心上給出了實現(xiàn)SVM的示例,參見Stroboscopiceffectvisibilitymeasuretoolbox,MatlabCentral。當(dāng)使用此MATLAB版本R2016b時，數(shù)值計算所得SVM值與表A.1中給出的分析參考值SVME偏差大約在1%范圍內(nèi)。附錄B（）附錄B提供了與SVM度量的測量不確定度相關(guān)的信息。（GUM），JCGM100:2008????????：影響量（在GUM中也稱為輸入量）。????????：影響量????????的估計值。????????????：影響量的修正。????(????????)：????????的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。????????：敏感系數(shù)。????：測量結(jié)果（被測量的估計值），已對所識別出的顯著系統(tǒng)效應(yīng)進(jìn)行校正。????????(????)：????的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。????(????)=?????????????(????)：????的擴(kuò)展不確定度。k：包含因子，等于2。被測量與光波動測試相關(guān)的被測量是SVM值，即頻閃效應(yīng)可見度度量。影響量被測量SVM依賴于許多影響參數(shù)，如圖B.1所示，將這些參數(shù)分為不同的組。表B.1列出了推導(dǎo)SVM值的總不確定度時可能需要考慮的影響因素。該表主要定性評估了影響量對被測量SVM總不確定度的影響。圖B.1SVM主要類別子類別重要程度額定值推薦允差/值/參考值供電電源額定電壓或電流次要。230V，120V±0.5%頻率次要。50Hz，60Hz±0.5%供電電源干擾諧波次要。n.a.THD＜4%電壓波動次要，因為波動幅度很小，并且頻率低于頻閃效應(yīng)關(guān)注的頻率范圍。輔助設(shè)備（可選）外部調(diào)光器由于外部調(diào)光器的多樣性，對實現(xiàn)復(fù)現(xiàn)性較為重要。指定調(diào)光等級的平均光照水平；見8.510.2使用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)光器；見10.2光源（負(fù)載，在測試控制裝置時）對實現(xiàn)復(fù)現(xiàn)性較為重要見10.3EUT穩(wěn)定（燈光調(diào)節(jié)）后，可能需要穩(wěn)定步驟。技術(shù)相關(guān)見8.4老煉對某些特定技術(shù)很重要。技術(shù)相關(guān)n.a.工作狀態(tài)對實現(xiàn)復(fù)現(xiàn)性較為重要。技術(shù)相關(guān)見