一、引言
耳机是我们生活中的常用物品,我们经常会戴着耳机去听音乐,看电视,通话等等。在使用耳机的过程中,长时间保持大音量,会对我们的耳朵造成不可逆的损伤。为了规定我们使用耳机的声音大小,保护我们的耳朵不受到损伤,欧盟2000年推出了EN50332-1标准,规定了播放器加耳机这一整体的声压级。2004年又推出了EN50332-2标准,规定了单独测试播放器的输出电压和针对耳机的宽带特性输出电压。随着智能产品的普及,又推出了EN50332-3标准,主要是针对智能耳机和播放器的安全规范。
在2022年我国的安全规范标准GB 4943.1-2022中的10.6章节 声能量源的安全防护 首次加入了该规定,引进了EN50332中的内容,并于2023年8月1日起国家正式发布,形成了如今国内音频产品的安全规范测试。
二、标准概述
——根据4943标准中的内容,我司将其归纳总结,形成如下测试部分组成:
4943标准分为三个部份:
整机声压测试
分体单独测试:耳机和播放器单独测试
安全警告测试
2.1整机声压测试
测试对象为播放器加耳机的组合(两者作为一个整体进行测试)。播放器播放测试音频文件,并调节均衡器音效,关闭降噪,使其声音输出。测试耳机端的声压级30s的平均值,以上操作测量五次,再取五次的平均值,此时声压级≤100dB即为合格。
2.2分体单独测试:耳机和播放器单独测试
分为了单独耳机测试和单独播放器测试。
2.2.1 耳机单独测试
耳机的单独测试:通过其它设备播放测试音频给耳机,测量耳机端的声压级达到94dB时,耳机的宽带特性输出电压要≥75mV。
2.2.2 播放器单独测试
播放器测试:使用播放器播放测试音频,并调节音量音效均衡器使其输出声音,此时播放器的输出电压≤150mV即为合格。
2.3安全警告测试
该项测试可以是单独播放器的测试也可以是播放器加耳机的测试,该标准是基于声压剂量系统设计的测量方法,声压剂量系统综合考虑了声压级和持续时间(CSD)。
在该标准中,属于RS1等级(的个人音乐播放器设备不需要提供基本的安全防护和附加防护。属于RS2等级的个人音乐播放器设备应符合以下要求:
1、设备PMP声能声压输出需满足RS2的要求。
2、设备应在输出声压级不超过RS1(例≤85dB(A))前,需有提示来通知使用者声音过大会损伤听力(,并且应当在电源关闭后应能自动恢复到不超过RS1的输出水平。
3、具有安全提示标志,并符合以下四点:
(1) 符号(高度为5mm);
(2) 具有“高声压”或类似文字;
(3) 具有“听力损伤危险”或类似文字;
(4) 具有“不要长时间大音量收听”或类似文字。
三、标准应用
如果对是否需要满足该标准有所疑惑,那么下面的应用场景可供参考:
3.1 认证机构
GB4943.1-2022是耳机播放器类产品认证的强制要求,如果想获得该类产品的认证资质就必须具备相应的测试条件。
3.2 耳机播放器类产品生产厂家
1、设备验收。如果您是播放器的厂家需要搭配耳机进行售卖,那么您就需要对宣称符合GB4943.1-2022的产品进行验收测试。
2、产品安全。GB4943.1-2022作为耳机播放器类产品的安全规范,为保障用户使用安全,减少安全事故引发的负反馈,研发时产品需满足该标准。
3、出口准备。GB4943.1-2022不仅在国内需进行测试,而且作为出口产品的CE认证中也是强制要求,您的产品想出口到欧洲就必须通过该认证。在产品研发阶段就应满足标准要求,为通过认证做准备。
4、提高市场竞争力。即便您没有出口的需求,您也可以在研发阶段满足标准要求,并进行认证,从而提高自己的竞争力,提高自己的价位和销量。
3.3 检测机构、高校、研究所
1、我国的国家标准GB4943.1-2022中,对专项产品提出了强制要求。该标准与2023.8.1发布后,测试需求将不断增加,此时各大检测机构就应具备相应测试能力,从而拓宽业务范围,提高市场竞争力。
2、在标准发布后,高校、研究所要进行相应标准的测试教学,就应具备良好的测试条件,具备完善教学环境和测试能力。
四、测试方案
针对GB4943.1-2022标准,我司北京度纬科技有限公司推出了完全符合该标准的测试方案,从而满足各个场景标准测试的需求。
4.1 整机测试测试系统
说明:测试系统主要包括:音频分析仪、功放电源、人工躯干、控制电脑和被测耳机及播放器,信号发生器。
耳机输入端接到播放器上,播放器输出测试音频给耳机。耳机输出接到人工躯干输入端,由人工躯干采集声学信号连接到功放电源供电接口,功放电源给人工躯干供电并传递音频信号。功放电源的音频输出接口接音频分析仪。音频分析仪通过USB连接控制主机并打开音频分析软件,进行数据分析获得测试结果。
针对FM的收音设备,在信号输入端会有所改变:使用音频分析仪的基带音频信号输出给信号发生器,经由信号发生器调制为FM信号后发送给播放器继续测试。
4.2 播放器测试测试系统
说明:测试系统主要包括:音频分析仪、控制电脑和被测播放器,信号发生器。
播放器播放测试音频直接连接音频分析仪输入接口,音频分析仪通过USB连接控制主机并打开音频分析软件,进行数据分析获得测试结果。
针对FM的收音设备,在信号输入端会有所改变:使用音频分析仪的基带音频信号输出给信号发生器,经由信号发生器调制为FM信号后发送给播放器继续测试。
4.3 耳机测试测试系统
说明:测试系统主要包括:音频分析仪、功放电源、人工躯干、控制电脑和被测耳机。
耳机输入接功放电源耳放端口,耳机输出接到人工躯干上,由人工躯干采集声学信号连接到功放电源供电接口,功放电源给人工躯干供电并传递音频信号。功放电源的音频输出接口接音频分析仪。音频分析仪通过USB连接控制主机并打开音频分析软件,进行数据分析获得测试结果。
4.3 安全性警告测试系统
说明:被测物可以是单独的播放器或者耳机加播放器的组合。连接方式根据被测物不同,连接方式也不同。(参考:图4整机测试连接图,图5播放器测试连接图,图6耳机测试连接图。)
五、核心测试设备介绍
北京度纬科技有限公司销售的A5音频分析仪,是一款具备高性能、多接口类型、多测试功能于一体的专业音频分析仪。支持一系列测试插件拓展,支持各种数字音频接口(BT/I²S/HDMI/PDM等),是消费类音频和汽车电子等音视频产品研发阶段的首选测试设备。