便携式视听产品声压测试
由于经常或长时间连续使用耳机,如音量过大,会对听力构成相当大的损害,有必要限制便携式
声音重放设备的最大输出声压级。事实上,从 2004 年 7 月 1 日起, EN50332 已正式作为强制性
标准在欧盟范围内生效实施。其测试的范围包括所有带耳机或有耳机插口的便携式音响设备中的
最大耳机声压测量。EN50332 分两部分:
EN 50332-1:2000 音响系统设备:与便携音响设备相应的耳机和头戴式耳机.最大声音压力水平测量
方法和限制考虑.第 1 部分:单一包装设备的一般方法
EN 50332-2:2004 音响系统设备:与便携音频设备相应的耳机和头戴式耳机.最大声压级测量方法和
限制考虑.第 2 部分:单独提供或同时提供时头戴式耳机设置的匹配
Part1 主要针对带耳机的音视频便携式套装产品,例如:MP3 、MP4 、CD 、MD 和 HD 播放机,
或者便携式收音机和卡式录音机、手提电脑和便携式电视机等等;Part2 主要针对那些需单独提供
耳机的便携式音视频设备或由其他生产厂商提供的耳机。
在最新的欧洲音视频设备安全标准 EN60065: 2002 中已经把 EN50332 考虑在内,在其章节 3.1 中
明确提出耳机不能产生过高的声压,测试方法及限制值参考欧洲标准 EN50332-1 和 EN50332-2 。
Portable audio equipment (携带式音响产品)当没有任何喇叭、仅提供耳机(headphone or earphone)
作为收听的音源时,便需要符合耳机音压的测试要求,如随身听的 CD player、MP3 player、收音
机等。当产品具有喇叭或只提供单耳耳机(headphone or earphone)时就不适用。
便携式产品以耳机为唯一的收听装置时,耳机与人耳贴近,又可能长时间收听,过大的音压将造
成耳膜的伤害。欧洲的法规标准如下:
EU/CE Directive 内的 LVD,影音类产品标准 EN60065 有要求。
• Buyer 志愿性之要求。
• EN 50332-1: 针对音响产品与耳机一起销售的(Sound system equipment: Headphones and earphones
associated with portable audio equipment - Maximum sound pressure level measurement methodology
and limit considerations - Part 1: General method for "one package equipment“)
• EN 50332-2:针对音响产品与耳机分开销售的(Sound system equipment: Headphones and earphones
associated with portable audio equipment - Maximum sound pressure level measurement methodology
and limit considerations - Part 2: Matching of sets with headphones if either or both are offered
separately“)
EN50332-1: 最大音压不得超过 100 dB。而 EN50332-2: Player 的 Max output voltage 不得超过 150
mV;Headphone 的 Wideband characteristics voltage 不得大于 75 mV。
产品须于无响室内执行测试,避免环境杂音干扰。耳机装置于标准人工耳上,人工耳内装置麦克
风以收集耳机所发出的声音。以 Audio analyser 分析纪录各音频的最大音压值 (LAeq)。音响产品播
放的信号强度 digital signal (CD, DVD, MP3)为 –10dB,analogue signal cassette 为-6dB。FM 收音机需
用天线发射载拨讯号(-6dB)以便接收。音响的音量调整纽调到最大音量,总共要量测 5 次,取五次
的平均值。
本标准适用于消费类便携式的音频设备和头戴式以及耳塞式耳机。特别说明,本标准不适用于市
电供电的高保真家电以及医疗用途的设备。无线耳机也不在标准范围之内,但有关性能的评估可
以参考本标准。
EN50332 分为两个部分,第一部分针对制造商提供的整套设备,既有便携式的音频设备,比如
磁带播放器、CD 播放器、FM 接收机等,又包含耳机。第二部分针对播放器和耳机来自不同的制
造商的情况。
声压是指有声波时,媒质中的压力与静压的差值,单位为帕斯卡(Pa)。而声压级(Sound
Pressure Level,SPL),是指该点的声压与参考声压的比值取常用对数再乘以 20 的值,单位为分
贝(dB)。在 EN50332 中,最大声压级实际上是指等效的持续 A 计权声压级,用
-----------------------公式(1)
表示:
其中,
表示被测声音信号瞬时 A 计权声压;
表示 20uPa 基准信号的声压级, 这个数值
是正常人耳对 1kHz 声音刚刚能觉察其存在的声压值,也就是 1kHz 声音的可听阈声压。一般讲,
低于这一声压值,人耳就再也不能觉察出这个声音的存在了。
声压级是反映声音的大小、强弱的最基本参量。日常生活中,普通办公室的环境噪声的声压级
大约 50~60dB,普通对话声的声压级大约 65~70dB,纺织厂织布车间噪声的声压级大约 110~
120dB,小口径炮产生噪声的声压级大约 130~140dB,大型喷气飞机噪声的声压级大约 150~
160dB。
EN50332-1 包括一项最大声压级的测量,针对的是播放器和耳机配套使用时的性能,EN50332-2
包括两项测试,针对播放器的最大输出电压和针对耳机的宽带特性输出电压。
耳机产生的声压级测试可以用主观评价法或者客观测量法。主观评价法是所谓的“等响法”,是
用人耳来分辨喇叭发出的声音强度和用耳机听到的声音。很显然,这个方法不精确,并且高强度
的声音会对人耳造成伤害。所以,实际中大多用客观测量的方法,非常精确并且测试重现性很好。
EN50332 就规定了用人头和躯干模拟器(HATS)进行客观测量。HATS 带有左右耳模拟器,把用左
右耳的声信号的频率响应减去 HATS 在自由空间下的频率响应得到的值代入公式(1),就得到最大
声压级。最大声压级的测量需要重复五次,每次都需要重新移走耳机并重新固定,平均值就是最
终测试结果。标准规定,最大声压级不能超过 100dB。
最大输出电压(Maximum Output Voltage)是将播放器耳机口的电信号加载在 32Ω 的负载上测
量到的不加权的有效值,需要平均时间在 30s 以上。宽带特性电压(Wide Band Characteristic
Voltage, WBCV)是指当耳机处声音的声压级达到 94dB 时,输入的电信号的电压值。标准规定,
最大输出电压不能大于 150mV,宽带特性电压不能低于 75mV。
标准特别说明,实际的音乐信号不能用来测量,某一频率的正弦信号不能反映样品声音的频率
响应,也不能用来测量。标准规定用来测量最大声压的信号是 IEC60268-1 定义的可编程模拟信号。
它是一种加权平均的高斯噪声,实际中是让粉红噪声通过一个特制的滤波器得到。测量信号的强
度是非常关键的,标准对不同的设备(磁带、数字播放器、FM 收音机)有详细规定。对于常见
的是 CD、mp3 等播放数字媒体的设备,0dB 是指 A/D 转换器能达到的最大幅度,测量信号必须是
-10dB 的 RMS 值。
有消息称,欧盟很关注听力损害的问题,正在考虑制定新的标准,提高限值,更好的保护消费
者。
典型问题解答(FAQ):
蓝牙耳机是否要测最大声压?
蓝牙耳机不在 EN50332 的范围之列,如果配手机销售,可以参考 EN50332-1 部分测试最大声压。
EN50332-2 的测试项目不用测。
测试过 EN50332-1 的最大声压后,EN50332-2 里的两个项目是否还需要测试?
看具体情况。比如销往法国的产品,只需要符合 EN50332-1 即可。通常来说,如果播放器的耳机
口是标准的 3.5 或者 2.5 寸头,也需要符合 EN50332-2 的要求。
如果测试不合格,怎么整改?
最大声压级测试不合格,既可以通过调整播放器的输出幅度,也可以通过调整耳机的灵敏度来整
改。播放器的最大输出电压不合格,可以在耳机输出口加衰减。而耳机的宽带特性电压不合格,
通俗说就是输入较小的电信号发出了较大的声音。对于有源耳机,可以降低放大电路的增益;对
于无源耳机,可以串一个小电阻,加大耳机阻抗。采用磁能级较低的磁材或减少磁铁体积,也可
以减低耳机的电声转换效率。这种方法适合于耳机生产厂家。