GB 4943.1-2022—10.6聲能量源的安全防護(hù)測試方案

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
分體單獨測試：耳機(jī)和播放器單獨測試
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分體單獨測試：耳機(jī)和播放器單獨測試

2.2.1 耳機(jī)單獨測試
耳機(jī)的單獨測試：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
該項測試可以是單獨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)。

圖1 聲學(xué)能源分級

在該標(biāo)準(zhǔn)中，屬于RS1等級（見圖1 聲學(xué)能源分級）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（見圖1 聲學(xué)能源分級）的個人音樂播放器設(shè)備應(yīng)符合以下要求：
1、設(shè)備PMP聲能最大聲壓輸出需滿足RS2的要求。
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。

圖2 音量過高警告

3、具有安全提示標(biāo)志（如圖3 安全提示標(biāo)志），并符合以下四點：

圖3 安全提示標(biāo)志

(1) 上圖符號(最低高度為5mm)；
(2) 具有“高聲壓”或類似文字；
(3) 具有“聽力損傷危險”或類似文字；
(4) 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
(1) 設(shè)備驗收。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)行驗收測試。
(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) 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。
(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
(1) 我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB4943.1-2022中，對專項產(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。
(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

圖7 音頻分析儀 A5

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。

審核編輯 黃宇