GB 4943.1-2022—10.6 声能量源的安全防护测试方案 A5

解決方案

/Solution

GB 4943.1-2022—10.6 声能量源的安全防护测试方案(EN50332测试方案) 消费物联网专区

一、引言
    耳機(jī)是我們生活中的常用物品,我們經(jīng)常會戴著耳機(jī)去聽音樂,看電視,通話等等。在使用耳機(jī)的過程中,長時間保持大音量,會對我們的耳朵造成不可逆的損傷。為了規(guī)定我們使用耳機(jī)的聲音大小,保護(hù)我們的耳朵不受到損傷,歐盟2000年推出了EN50332-1標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了播放器加耳機(jī)這一整體的最大聲壓級。2004年又推出了EN50332-2標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了單獨(dú)測試播放器的最大輸出電壓和針對耳機(jī)的寬帶特性輸出電壓。隨著智能產(chǎn)品的普及,又推出了EN50332-3標(biāo)準(zhǔn),主要是針對智能耳機(jī)和播放器的安全規(guī)范。
    在2022年我國的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)GB 4943.1-2022中的10.6章節(jié) 聲能量源的安全防護(hù) 首次加入了該規(guī)定,引進(jìn)了EN50332中的內(nèi)容,并于2023年8月1日起國家正式發(fā)布,形成了如今國內(nèi)音頻產(chǎn)品的安全規(guī)范測試。

二、標(biāo)準(zhǔn)概述
    ——根據(jù)4943標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容,我司將其歸納總結(jié),形成如下測試部分組成:
4943標(biāo)準(zhǔn)分為三個部份:
    整機(jī)聲壓測試
    分體單獨(dú)測試:耳機(jī)和播放器單獨(dú)測試
    安全警告測試

2.1整機(jī)聲壓測試
    測試對象為播放器加耳機(jī)的組合(兩者作為一個整體進(jìn)行測試)。播放器播放測試音頻文件,并調(diào)節(jié)均衡器音效,關(guān)閉降噪,使其聲音輸出最大。測試耳機(jī)端的聲壓級30s的平均值,以上操作測量五次,再取五次的平均值,此時最大聲壓級≤100dB即為合格。

2.2分體單獨(dú)測試:耳機(jī)和播放器單獨(dú)測試
分為了單獨(dú)耳機(jī)測試和單獨(dú)播放器測試。
2.2.1 耳機(jī)單獨(dú)測試
耳機(jī)的單獨(dú)測試:通過其它設(shè)備播放測試音頻給耳機(jī),測量耳機(jī)端的最大聲壓級達(dá)到94dB時,耳機(jī)的寬帶特性輸出電壓要≥75mV。
2.2.2 播放器單獨(dú)測試
   播放器測試:使用播放器播放測試音頻,并調(diào)節(jié)音量音效均衡器使其輸出最大聲音,此時播放器的最大輸出電壓≤150mV即為合格。

2.3安全警告測試
該項(xiàng)測試可以是單獨(dú)播放器的測試也可以是播放器加耳機(jī)的測試,該標(biāo)準(zhǔn)是基于聲壓劑量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的測量方法,聲壓劑量系統(tǒng)綜合考慮了最大聲壓級和持續(xù)時間(CSD)。
在該標(biāo)準(zhǔn)中,屬于RS1等級的個人音樂播放器設(shè)備不需要提供基本的安全防護(hù)和附加防護(hù)。屬于RS2等級的個人音樂播放器設(shè)備應(yīng)符合以下要求:
 2.3.1 設(shè)備PMP聲能最大聲壓輸出需滿足RS2的要求。
 2.3.2 設(shè)備應(yīng)在輸出最大聲壓級不超過RS1(例≤85dB(A))前,需有提示來通知使用者聲音過大會損傷聽力(如圖2 音量過高警告),并且應(yīng)當(dāng)在電源關(guān)閉后應(yīng)能自動恢復(fù)到不超過RS1的輸出水平。
 2.3.3 具有安全提示標(biāo)志,并符合以下四點(diǎn):
    a) 上圖符號(最低高度為5mm);
    b) 具有“高聲壓”或類似文字;
    c) 具有“聽力損傷危險(xiǎn)”或類似文字;
    d) 具有“不要長時間大音量收聽”或類似文字。

三、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用
如果對是否需要滿足該標(biāo)準(zhǔn)有所疑惑,那么下面的應(yīng)用場景可供參考:

3.1 認(rèn)證機(jī)構(gòu)
GB4943.1-2022是耳機(jī)播放器類產(chǎn)品認(rèn)證的強(qiáng)制要求,如果想獲得該類產(chǎn)品的認(rèn)證資質(zhì)就必須具備相應(yīng)的測試條件。

3.2 耳機(jī)播放器類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家
 3.2.1 設(shè)備驗(yàn)收。如果您是播放器的廠家需要搭配耳機(jī)進(jìn)行售賣,那么您就需要對宣稱符合GB4943.1-2022的產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收測試。
 3.2.2 產(chǎn)品安全。GB4943.1-2022作為耳機(jī)播放器類產(chǎn)品的安全規(guī)范,為保障用戶使用安全,減少安全事故引發(fā)的負(fù)反饋,研發(fā)時產(chǎn)品需滿足該標(biāo)準(zhǔn)。
 3.2.3 出口準(zhǔn)備。GB4943.1-2022不僅在國內(nèi)需進(jìn)行測試,而且作為出口產(chǎn)品的CE認(rèn)證中也是強(qiáng)制要求,您的產(chǎn)品想出口到歐洲就必須通過該認(rèn)證。在產(chǎn)品研發(fā)階段就應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,為通過認(rèn)證做準(zhǔn)備。
 3.2.4 提高市場競爭力。即便您沒有出口的需求,您也可以在研發(fā)階段滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,并進(jìn)行認(rèn)證,從而提高自己的競爭力,提高自己的價位和銷量。

3.3 檢測機(jī)構(gòu)、高校、研究所
 3.3.1 我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB4943.1-2022中,對專項(xiàng)產(chǎn)品提出了強(qiáng)制要求。該標(biāo)準(zhǔn)與2023.8.1發(fā)布后,測試需求將不斷增加,此時各大檢測機(jī)構(gòu)就應(yīng)具備相應(yīng)測試能力,從而拓寬業(yè)務(wù)范圍,提高市場競爭力。
 3.3.2 在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后,高校、研究所要進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的測試教學(xué),就應(yīng)具備良好的測試條件,具備完善教學(xué)環(huán)境和測試能力。

四、測試方案
針對GB4943.1-2022標(biāo)準(zhǔn),我司北京度緯科技有限公司推出了完全符合該標(biāo)準(zhǔn)的測試方案,從而滿足各個場景標(biāo)準(zhǔn)測試的需求。
4.1 整機(jī)測試測試系統(tǒng)
 
圖4整機(jī)測試連接圖
說明:測試系統(tǒng)主要包括:音頻分析儀、功放電源、人工軀干、控制電腦和被測耳機(jī)及播放器,信號發(fā)生器。
耳機(jī)輸入端接到播放器上,播放器輸出測試音頻給耳機(jī)。耳機(jī)輸出接到人工軀干輸入端,由人工軀干采集聲學(xué)信號連接到功放電源供電接口,功放電源給人工軀干供電并傳遞音頻信號。功放電源的音頻輸出接口接音頻分析儀。音頻分析儀通過USB連接控制主機(jī)并打開音頻分析軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲得測試結(jié)果。
針對FM的收音設(shè)備,在信號輸入端會有所改變:使用音頻分析儀的基帶音頻信號輸出給信號發(fā)生器,經(jīng)由信號發(fā)生器調(diào)制為FM信號后發(fā)送給播放器繼續(xù)測試。

4.2 播放器測試測試系統(tǒng)


圖5播放器測試連接圖
說明:測試系統(tǒng)主要包括:音頻分析儀、控制電腦和被測播放器,信號發(fā)生器。
播放器播放測試音頻直接連接音頻分析儀輸入接口,音頻分析儀通過USB連接控制主機(jī)并打開音頻分析軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲得測試結(jié)果。
針對FM的收音設(shè)備,在信號輸入端會有所改變:使用音頻分析儀的基帶音頻信號輸出給信號發(fā)生器,經(jīng)由信號發(fā)生器調(diào)制為FM信號后發(fā)送給播放器繼續(xù)測試。

4.3 耳機(jī)測試測試系統(tǒng)

圖6 耳機(jī)測試連接圖
說明:測試系統(tǒng)主要包括:音頻分析儀、功放電源、人工軀干、控制電腦和被測耳機(jī)。
耳機(jī)輸入接功放電源耳放端口,耳機(jī)輸出接到人工軀干上,由人工軀干采集聲學(xué)信號連接到功放電源供電接口,功放電源給人工軀干供電并傳遞音頻信號。功放電源的音頻輸出接口接音頻分析儀。音頻分析儀通過USB連接控制主機(jī)并打開音頻分析軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲得測試結(jié)果。

4.3 安全性警告測試系統(tǒng)
說明:被測物可以是單獨(dú)的播放器或者耳機(jī)加播放器的組合。連接方式根據(jù)被測物不同,連接方式也不同。(參考:圖4整機(jī)測試連接圖,圖5播放器測試連接圖,圖6耳機(jī)測試連接圖。)

五、核心測試設(shè)備介紹
北京度緯科技有限公司銷售的A5音頻分析儀,是一款具備高性能、多接口類型、多測試功能于一體的專業(yè)音頻分析儀。支持一系列測試插件拓展,支持各種數(shù)字音頻接口(BT/I2S/HDMI/PDM等),是消費(fèi)類音頻和汽車電子等音視頻產(chǎn)品研發(fā)階段的首選測試設(shè)備。