GB 4943.1-2022—10.6声能量源的安全防护测试方案

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最大声压级。2004年又推出了EN50332-2标准，规定了单独测试播放器的最大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，使其声音输出最大。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，此时最大声压级≤100dB即为合格。
 

2.2分体单独测试：耳机和播放器单独测试

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，测量耳机端的最大声压级达到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最大声音，此时播放器的最大输出电压≤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最大声压级和持续时间(CSD)。

图1 声学能源分级

在该标准中，属于RS1等级（见图1 声学能源分级）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（见图1 声学能源分级）的个人音乐播放器设备应符合以下要求：
1、设备PMP声能最大声压输出需满足RS2的要求。
2、设备应在输出最大声压级不超过RS1（例≤85dB(A)）前，需有提示来通知使用者声音过大会损伤听力（如图2 音量过高警告），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。

图2 音量过高警告

3、具有安全提示标志（如图3 安全提示标志），并符合以下四点：

图3 安全提示标志

(1) 上图符号(最低高度为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

图4整机测试连接图

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
 

图5播放器测试连接图

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

图6 耳机测试连接图

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
 

图7 音频分析仪 A5

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。

审核编辑 黄宇