音频电声器件检测_三_头戴耳机的检测_翁泰来.pdf

音频电声器件检测 三 头戴耳机的检测 电子部第三研究所 翁寨来 目前高质量的头戴耳机 在高保真 立体声 重放中起着同扬声器同等重要的放声作用 耳 机声重放的特点是不需要像扬声器声重放中要 考虑声场的影响 同耳机立体声重放相应的有 仿真头录音制式 形成特殊的声象定位飞耳机声 重放的主要特点是耳机的声输出直接同人耳祸 合 人耳是它的直接声负载 测量的主要困难是 如何确定等效于人耳声负载的耳模拟器 很长 时期称它为仿真耳 1 测t标准 头戴耳机的 有关国际标 准 推 荐 由I EC TC8 4 第 9 工作组 WGg 负责制订 人耳模拟 器 仿真耳的国际标准 由I E CT C2 9c 第 3 工作 组 WG3 负责制订 耳机同放大器联接接 口标 准 由 IECTC84 第 7 工 作组 WG7 在IE C2 6 8 一1 5中规定 1 IE C 国际电工委员会 有关 头戴耳机 及仿真耳 耳模拟 器标准 I E C已制订的有关标准列于表1 2 我国 国家标准 我国的国家标准基本上与I E C 同步 已制 订的如表 2 另外 需要使用耳机 方面标准的有 GB T1 4 185一9 3语言学习系统通用技术条件 等效 IEC5 7 4一17 1 989 G B X XXXx 一 xx 会议系统的电及其 音频性能要求 等效 IC Eg i4 1 9 5 5 19 9 1 年 报批o 3 国际标准制订 的近 况 头戴耳机测量的主要国际标准 IEc2 68一7 1984 在 1 984 年发表第一版时 当时 的 IEC T C2 9BWG7 第2 9 B 技术 委员会第 7 工作组 进行了十多年的工作 始终无法使所有国家委 员会同意 但最后同意第一版的发表 仅仅是由 38 表 1 标标准号号出版时 间间名称称 I I IEC 2 6 8一7 7 71984 4 4 声系统设备第 7部分 头戴耳耳 机机机机及头戴耳机传声器 组组 I I I EC5 8 1一10 0 01986 6 6 高保真设备及系统最低性能能 要要要要求 耳机机 I I I E C 2 6 8一15 5 51 98 7 7 7 声 系统设备第1 5部 分 声系系 统统统统部件互联用优选配接值值 I I IE C5 74一4 4 41 98 2 2 2 视听视频 和 电视 的设 备及系系 统统统统第 4部分 系统中设备互联联 的的的的优选配接值值 I I IE C12 6 6 61973 3 3 用耳塞报 合到人耳的助 听 器器 耳耳耳耳机测量用IEC参考藕合腔腔 I I IE C3 0 3 3 31 9 70 0 0 测听耳机校准用的I E C 临 时时 参参参参考藕合腔腔 I I IE C3 1 8 8 81 970 0 0 校 准测 听耳机用宽带仿真耳耳 I I I E C7 l l l l1 981 1 1 测量耳塞耳机用 阻塞耳道腔 腔 模模模模拟器 器 于理解该项工作已经历时很久 应有个阶段性 结果 第一版刚发表 要求修订的意见很快 由许 多国家委员会提出 于是在 19 8 9 年1 0月的布 拉格会议上决定对第一版进行修订 1 9 90 年 6 表 2 标标准号号名称称 G G G B 6 832一8 6 6 6 头戴耳 机测量方 法 法 G G G B T1 3 581一92 2 2 高保 真头戴耳机最低性能要求求 G G GB T14 47 1一93 3 3 头戴耳机通用技术条件件 分B 734 2一87 7 7 测听耳机权准 用的比C临时参考藕甘 甘 眸眸眸眸 G G GB7 6 1 4一87 7 7 校准测听耳机用宽带仿真耳耳 S S S J 29 1 5 0一 8 7 7 7 测量耳塞耳机 用阻塞耳道腔模拟器 器 月起草了修订文本 54 Se e 1 5 5征求意 见 299 1 年 5 月又作了第二次修订 84 e S 20 8 目前还 在修订 中 其主要 困难是目前耳机频响测量结 电声技术 1 1996 果同人耳上实际频响相差甚远 涉及测量方法 收检验 也称逐批检查 和例行检验 也称周期 仿真耳或耳模拟器设计 以及耳机佩戴方式的 检查 一个完整的标准 中 还应包括鉴定检验 关系 下面我们会较详细地说明这种困难 或定型 设计定型 检验 但在 GB T14 4 71一9 3 2 头戴耳机检测的主要内容中没有规定 头戴耳机 检测的主要 依 据 是国家 标 准 l 头戴耳机的交收检验 GB T1 4 4 7 1一93 头戴耳机通用技术条件 还按 GB T1 4 47 1一9 3 头戴耳机交收检验分 有 G B T 13 581一9 2 高保真头戴耳机最低性能为三组 一组 二组 三组 列于表 3 为了操作 要求 后者只有常温电声性能参数要求 没有验方便把一 三组列为开箱检查 二组为常温电声 收规则 所以在我们操作时 仍按 GB T1 4 4 7 1 性能检查 一9 3 而在常温性能中分级时 分为高保真度和 交收检验的抽样方案 一般耳机 尽管测量项目稍有区别 下面也会介表 3 列出交收检验项目及相应的抽样检查 绍 水平和 AQL 合格质量水平 且以每百单位的 通用技术条件 中验收规则分为两类 交不合格品表示 由G B 2 8 28 查表就可得到抽样 表 3 头戴耳机交收检验项目及相应抽样检查水平和八QL值 组组组组 序序 检查 项目及不合格 内容容 检查 查 AQL L L 别别别别 号号号水平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平 A A A A A A A A A A A A A类不合格品 品 B类不合格品 品 C 类不合格品品 开开开开 l l l 纯音检听听无声声 I I I 甲甲 0 6 5 5 5 5 5I I I I I2 5 5 5 箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱箱 检检检检 2 2 2 2 2 有异常声声声声声侧侧侧侧侧 查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查查 l l l l l l l l l 外观观输出线断线线线丫丫丫丫丫丫丫 及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及 2 2 2 2 2 2 2 2 2 机械械机械损伤伤伤伤伤伤伤 丫丫丫 质质质质质质量量量量量量量量量量量量量量量量量量量量量量 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 头 弓断断断断断丫丫丫丫丫 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 错装或漏装 部件件件亨亨亨亨亨亨亨 5 5 5 5 5 5 5 5 5 标志志左右声道标反反反反反 甲甲甲甲甲 6 6 6 6 6 6 6 6 6 包装装产品错装或 漏装装装装装 侧侧侧侧侧 常常常常 l l l 额定阻抗偏差超 出规定值值 S一3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 丫丫 2 5 5 5 温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温温 电电电电 2 2 2 特性声压级超 出容差规定定定定定定定 丫丫丫 声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声声 性性性性 3 3 3 预率响应曲线超过容差 范围围围围围围围 丫丫丫 能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能能 4 4 4 4 4 4 4 4 4 左右声道 的频率响应之差差差差差差差 甲甲甲 超超超超超出容差规定定定定定定定定定 5 5 5 5 5 5 5 5 5 总谐波失真超出规定值值值值值值值甲甲甲 方案 母体数N 抽样样本数 n 和判据即合格 批允许的不合格品数 人 写为 N n 人 我 们先看 一下按表 3 规定检查水平 l AQL一 0 6 5 1 0 2 5 时可能的抽样方案列于表 4 检 查水平 S一3 月QL一2 5 时可能的抽样方案列 于表 5 在实际操作时 我们对交收检验中所有检 查项目使用同一母体数N 一般希望同一项目 检查时样本数 n 最好也是相同的 如作交收检 验一组纯音检听时 希望检查的样本数是一个 如 2 只 但纯音检听结果缺陷分类有二种 属 A 类不合格 的无声状态和 B 类不合格的有异 电声技术 1 19 96 常声 其八QL分别定为 0 6 5和 1 由表 4 知只 有 n 一80 时有相同母体数 50 1 一1 20 0 只 这对 具体操作时检查量太大 厂方负担也大 如取 n 一20 对 八QL 0 6 5 时N 9 1一1 5 0 而对 八QL一1时只有 n 一13 N一5 1一9 0 二者不能 统一 我认为标准制订者留下了一个不可操作 性问题 实际操作时 我们作了折衷方案 取 N 90 或9 1 抽取样本 n 一20只 1 一20 作纯音检听 编号 1 一1 3 的同时作 A类 无 声 和 B类 有异常声 不合格项目检查 第 14 一20 只作A类 无声 不合格项目检查 均 以 o l 为判据 亦即 l 一20 作纯音检听 39 表 4 检查水平 l 不同AQ L 的抽样方案 月月 Q L L L L L 母体扩N N N样本数 n n n 判据据 A A A A A A A A A A A 凡凡 0 0 0 6 5 5 5 方案 1 1 191 150 0 020 0 0 0 0 0 1 1 1 方方方案 2 2 25 01 2 0 0 0 0180 0 0 1 1 1 2 2 2 1 1 1 0 0 0 方案 1 1 15 1 一90 0 0 3 3 310 0 0 方方方案 2 2 2281 50 0 0 0 50 0 0l l l2 2 2 方方方案 3 3 3501 20 0 0 0180 0 02 2 2 3 3 3 2 2 2 5 5 5 方案 1 1 1 61 2 5 5 5 5 5 5 0 0 0 l l l 方方方案 2 2 291 5 0 0 012 0 0 01 1 12 2 2 方方方案 3 3 3511 280 0 0 3 2 2 22 2 23 3 3 方方方案 2 4 4 481 5 00 0 0 5 0 0 03 3 3 4 4 4 方方方案 5 5 5501 21 0 0 0 0 80 0 05 5 56 6 6 发现无声的 1 一2 0 均有效 而发现有异常声 的只有 1 一1 3 有效 同样道理我们考虑整个 的交收检验 取N 一9 0 或9 1 n 一2 0 按表 3 一 三组作开箱检查 对 A类不合格项目 1 一20 全检查 判据 0 1 对 B类不合格 项目只检查 1 一1 3 判据 0 1 对 C 类不 合格项目 l 一2了全检查 判据 1 2 这样 出现一个矛盾 AQL 是以不合格品为单位的 而检查以项目进行 1 4 一2 0 的合格品 不包 括 B 类检查 对二组 常温电声性能 则取 1 一5 前提是通过了一 三组开箱检查 否则 换号 保持 5 只开箱检查合格的样品 作交收 检验二组试验 检查水平S一3 AQL一2 5 正 好如表 5 中方案 1 内 判据为 o i 表 5 检查水平 S一3不同AQL 的抽样方案 然使用正弦信号 其大小取耳机额定最大噪声 功率的 1 20 而额定最大噪声功率是由企业在 企标中规定的 企业是根据试验确定的 额定 最大噪声功率是由额定最大噪声电压和额定阻 抗换算来的 额定最大噪声电压是用模拟节目 信号作用 于 耳机 连续工作 10 0 小时后纯音检 听合格的模拟节目信号电压值 纯音检听时借 用过去的是电压数值 信号是正弦信号 举个 例子 一副头戴耳机企业出厂标定额定阻抗 3 2n 最大噪声功率 2 0 0mw 则纯音检听的功 率 应 为 Zo omw 的 二十 分之一 即 iom w IOmW 在 32n 上电压为 0 57V 还要说明一 点 耳机信号的馈给方式 一般是由低 内阻的 恒压信号源 串联一个 12 0n 的电阻后加 于耳机 两端的 如果说是信号源的电动势 内阻为零 时输出开路电压 为 V 有 0 5 7 32 3 2 1 20 V 一2 7V 这个问题在 下 面特性电压规 定中还 会遇到 IE c58 1一10 中规定 的特性电压和最大噪声电 压的限定值都是指源电动势的电压 电二帅 3二 月月QL L L L L 母体数N N N样本数 n n n 判据据 A A A A A A A A A A A 凡凡 2 2 2 5 5 5 方案 l l l5 1 50 0 05 5 5 0 0 0l l l 方方方案 2 2 2 3 2 01 3 50 0 0 0 0 20 0 0l l l2 2 2 方方方案 3 3 33 5 0 0 1 50 00 00 0 0 32 2 2 2 2 2 3 3 3 交收检验项目说明 交收检验项目如表 3 分三个组 一组为纯 音检听 三组为外观 标志和包装 为操作方 便 我们把它 归于开箱检查 二组为常温电声 性能测试 关于常温性能指标的定义和测量方 法下面会摘要地介绍 详细见标准文本 本文 作必要说明 解释便于操作和理解 首先纯音检听使用的信号类型和大小 当 40 图 l 常温电声性能测量项目见表 3 交收检验二组 其中额定阻抗企标 中应给出规定值 频率响应 企标中应给出框图 容差和测量方法 即说明 是祸合腔频响还是 自由场比较法频响 2 例行检验 周期检验 例行检验分三组 第一组气候试验 第二 组机械试验 第三组最大噪声电压 按 GB2 8 2 9 中判别水平 I RQL 4 0 二次抽样 查表得 l n 一3 n Z 3 严格地说 三组应分别用 独立的样 品 并且是交收检验合格的样品投入例行检验 即需要准备1 8 只样品 一般 实际操作时我们 可以串联地进行 准备必要的补充样品 投入 气候试验时 一般第一 和第二样本共 6 只同时 投入 节省时间和费用 上述所有判定中 A 电声技术 1 19 96 表 6 例行检验项目 尺 Q石值 试验方法 组组别 别检查项目 目 判别 别样本大小小 尺 Q L L L 试验方法法试验后检查项目 表3 水水水水平平平平平平平平平 A A A A A A A A A A A c c c 凡凡凡凡 1 1 1 1 1 高温试验验 I I I n一 刀2 3 3 340 0 05 5 2 0 Zh 恢复 Zh h h 一 三 l 2 3 4 4 4 2 2 2 2 2 恒定湿热试验验验验 0 0 02 2 240士2 0 9 3 2 一3 Zh 恢复 Zh h h 一 三 l 2 3 4 3 3 3 3 3 低温试验 验验验 l l l2 2 2一2 5土3 Zh 恢复 Zh h h 一 三 l 2 3 4 1 1 1 1 1 振动试验验 I I I n l二n Z 3 3 340 0 01 0一3 0一10H z 0 55m m 3min 10次 次一 三 l 2 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 30一5 5 30H z 0 15m m 3而n 10次 次次 2 2 2 2 2碰撞试验 验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 02 2 2lo om 52 6n s r 6 0 80次 min 一 三 l 2 3 4 3 3 3 3 3 跌落试验 验验验验验 10 0 0士10 次次次 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 2 2 簇xokg 跌落高度 so em m m 一 三 l 2 3 4 最最最大 噪声 电压压 I I I 1 n Z 3 3 34 0 0 0 模拟节目信号连续工作 10 0 小时时一 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 02 2 2 2 2 2 2 l l l l l l l l l l l l l2 2 2 2 2 2 2 R 均以品为单位 即指合格品数和不合格品 数 如多个不合格项目在一个样品上 仍为一 个不合格品 3 常温电声性能测试 表 7列出了头戴耳机常温电声性能测试用 表 表中列 出了常温电声性能测试项目 标准 要求和测试条件 一般它应该同表 3 的交收检 验的第三组一致 但考虑到一些摸底测试需要 列入 了纯音检听项目 另外特性电压和特性声 压级 灵敏度 是可以互相换算的 只需要列 入一个 考虑到使用习惯 通用技术条件 G B T1447 1一93用特性声压级 而 G Bi3 5si一9 2 高保真头戴耳机最低性能要求中使用特性电 压 所以表中把二项都列入 用户可以选用 所 以本表原则上也适用于高保真头戴耳机测量 1 纯音检 听 纯音检听在 IE C 标准中没有列入 是由于 它缺少严格的客观性 它是用人耳听觉来鉴别 的 我们国家标准又列入了它 是由于企业最 常用的常规方法 纯音检听的信号类型和大小 在 2 1 中已说明 不再重复 其信号大小我个人认为 以比特性电压高 1d 0B 的 电压试听为宜 有关 报告也有类似的结论 2 额定阻抗 阻抗系列 G B T1 4 471一9 3规定的头戴耳 机额定阻 抗的优选系列为 8一3 2一200一60 0一1000一 电声技术 1 1 996 20 0 0 这同 IE e2 6 s一15 19 57 声系统互连 的优选配接值 第1 7节头戴耳机 同放大器的配 接中 对阻抗定义的耳机规定中规定的阻抗系 列相同 同时也是G B1 4 1 9 7一9 3第1 7节中的 规定 最近又准备补充 1 6n 和6 4n 因为市场 上有很多这样的产品 测量方法和限定值 测量是常规的代替法和比较法 本文不作 介绍 其限定值是在额定频率范围内实际阻抗 的最低值 应不小于规定的额定阻抗的 8 0 3 耳机 测量中的馈 电方式 特性 电压和 最 大 噪声电压 特性电压的定义 馈给耳机单元 5 0 oH 正 弦信号 在相应藕合腔 中产生 9d 4B 声压级时 的电压值 特性电压同耳机灵敏度有关 本来从定义 就很清楚 不需要再附加测量方法的说塑 但 由于耳机的馈 电方式有专 门规定 引起了一些 误解 这里需要说明 最大噪声 电压定义 头戴耳机在额定频率 范围内 馈给模拟节目信号 GB6 2 7 8一86 连 续工作 10 0 小时 恢复 2 4小时后纯音检听合格 的模拟节目噪声电压 该数值由制造厂实验确 定在企标中规定 最大噪声电压是耳机能承受的极限条件 周可普通耳机 纯音检听电压 的确定 电声技术 199 1年第5期p 4 2 测量方法也是比较清楚的 但同特性 电压情况 类似 也由于特殊的馈给方式 引起了一些误 解 这里需要说明 在1 9 8日年出版的G B683 2一8 6 头戴耳机 测量方法 中 2 2节额定条件的2 2 2 中规定 了耳机测量时的馈 电方式 对以电压表示的头戴耳机 应在耳机输 入端加上恒定值的正弦电压 对以阻抗表示的头戴耳机 应在头戴耳 机输入端串联一个电阻后 再加上恒定值的正 表 7 序序序 测试项目目 单单 标准要求求 侧t条件 件样 品 编号号 号号号号位位位位位位位位位位位位位位 l l l l l 纯音检听听听无异常声声 1 2 0最大噪声 功率 WWWWWWWWWWWWW 正正正正正正弦信号 电压 V V V V V V V V V V V V V 2 2 2 2 2 额定阻抗抗 n n n 规 定值值取最小值 H 附近近近近近近近 n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n 介介介介介 笋妻 8 0 3 3 3 3 3 特性电压压 V V V 镇2 SV V V50 0H z 94dB B B B B B B B B B B B B 4 4 4 4 4 特性声压级级 dB B B 规定值 50 0H z lmw w w w w w w w w w w w w 灵敏度 允差士d 3 B B B 正弦信号电压V V V V V V V V V V V V V 5 5 5 5 5 频率响应应应 企标规定 定 凳黔隽 赣 污可 的电 电电电电电电 压压压压压压压压压压压压 6 6 6 6 6 左右频响差差 d耳 耳 l lo c t t t 中中 2 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 平平平平平均声 压级级心心心心心心心心心心心心心心心心心心心心心心心 毛毛毛毛毛3 3 3颇颇 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率率 Hz 1000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 7 7 7 7 总谐波失真 真真 SP L 9 4dB B B 匡 弦信号电压 压 U尸 尸 V T T T T T T T T THD镇l弘 弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘弘 允允允允允许小于 13 o c t t t 频率 H z 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 的的的的的超 差失真峰不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不 超超超超超 过三个 不允 允允 12 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 许许许许许 13 t的超 超超超超超超超超超超超超超超超超超超超超超超超超超 差差差差差失真峰峰峰 160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 31 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3150 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 弦电压 注 一般家用耳机 电阻值为 12 0n 包 括信号源内阻 特殊用途的耳机串联电阻值按 设计要求而定 以电压表示的头戴耳机 一般指静电耳机 压电耳机 阻抗很高 它馈电方式很简单 不会 有什么误解 以阻抗表示的耳机 即最常用的动 圈耳机 阻抗系列如上所说 8一1 6一3 2一6 4一 4 2 20 0一60 0一1000一Z000n 测量 时串联 一个 1 20n 或企标规定的 电阻 则馈给的电压值是 耳机两端电压还是信号源输出电压 亦即哪个 是特性电压和最大噪声电压读数 在 GB6 832 一8 6图4 中的电压表位置可以看出起草人把 该 电压理解为耳机端电压 而且 图 5 中又没有 12on 串联 电阻 由于 G B6 8 3 2一8 6 是等效于 电声技术 1 19 96 E CI 2 68 一7 2984 而I EC一般只给出原则 并 不给出 仪器实施 的方 框图 而 IEC26 8 一7 19 84 版本这点叙述不太具体 我们再继续看 IE C5 s l一2 0 1986 它对阻抗定义 的耳机对特 性电压限定为簇SV 对最大噪声电压限定为 loV 由于 镇 似乎矛盾不突出 但对 IOV 则 就不能接受 对 8 16n 耳机端电压为 10V 时 分别为1 2 SW 和 6 2 5W 这对耳机是不能承 受的 起草人已认识到 GB6 8 3 2一8 6 中的理解 有错误 但又为了 GB6832一8 6 已既成事实 故 在 G B1358 1一92 高保真头戴耳机最低性能要 求 等效 I EC5 81一10 和G B T14 4 7 1一93 头 戴耳机通 用技术条件 制订时 把最大噪声电压 不允许耳机有大的声压 总之 三个国标对特性电压规定有错误 对 最大噪声电压规定也有问题 应参 考 G B T1 4 1 9 7一93 IE C581一1 5 对阻抗定义的耳机 特性电压和最大噪声电压均指信号源电动势 馈给时串 12 0n 电阻 限定值特性电压为镇 SV 最大噪声 电压 1 0 v 4 特性声压级 灵敏度 S尸 L 馈给耳机 lmw 功率的sooH 正弦信号 电 压 在相应藕合腔中产生的声压级 Z 一 笋 IU v 改刀乡气牙石而 X 1 U V 艺 刀失戴耳f L 额定阻抗 也就是把信号源电动势 loV 换算成 额定阻抗为Z的头戴耳机的端电压 但特性电 压 SV 不变 可能起草人认为 簇 关系不大 但对于特性电压过高 即耳机灵 敏度过低 SV 的限值是不恰当的 实际情况也是这样的 耳机 的测量同习惯的受话器测量类似 受话器测量 中一般串联一个同耳机阻抗相同的电阻 现在 串联 1 2on 或企业标准 中规定 的电阻 是阻抗 系列的中间值 其实这参数在同耳机配接的放 大器设计时标准里 作了规定即在 G B T14 1 9 7 一93 声系统设备 互连的优选配接值 等效 xEC2 6 s一1 5 1 9 5 7 第17 节对同耳机配接放 大器的配接值是输出源阻抗 12 0n 额定输出电 压 SV 即头戴耳机的额定源电 动势为 SV IEe 2 6 s一1 5同IEC5si一10是关连的 既然规 定了同耳机配接放大器的参数为 SV 1 2on 这 样对 SV 源 电动势规定耳机灵敏度 产生 9d 4B 声压级 作为限额值就可以理解了 串联 12on 电阻 还可从另一角度看 当耳机作为放大器负 载时 耳机阻抗 为 12on 时 输出功率最大 为 5 2mw 则对优选阻抗系列从 sn 1 6n 32n 6 4n Zo on 60 0n l0 0 0f l Z0 0 0n 来 说 其中间 值 12 0n 得到功率最大5 2 mw 从而限制了耳 机得到的输入功率 限制了耳机可能产生的最 大声压级 这个接口参数考虑了人耳听力保护 电声技术 1 1 996 上面说到的特性声压级和特性电压是可以 互相换算的 举例如下 见测量原理图 耳机阻 抗 Z一1 6n 源电动势 u 耳机端 电压 v 祸合腔 内声压级 Sp L 特性电压 即 u 一 u 一Zv S 尸L 一94dB V一 V c 则求 特性声压级S尸 L 耳机端 电压 V I 耳机电功率 lmw 即 lmw一V爹 Z V 叼 IX1 0一 3 Z V e 一 V 尸 4一万尸lL一 01 9 试 材C Z 12 0 S P L I 一9 一20 g 等 Z二1 6n ue 一ZV 得 SP L I 8 8 6dB 5 频率响应 G B6 832一86对耳机频率响应特性解释定 义为 在规定条件下 馈 给耳机正弦 电压时 耳 机产生的声压级随频率变化的曲线 至于规定条件这里指的是额定条件输入电 压为特性电压 此外把频率响应分为藕合腔频 率响应和自由场比较频率响应 根合腔频响是设计一个与人耳等效的声学 器件作为耳机声负载进行频响测量 容易操作 可以在日常质量管理 中实施 但至今它的测量 结果同实际真耳响应相差甚远 因此也成为耳 43 机测量中的主要困难 也是 CEI 标准制订中不 能统一的主要原因 祸合腔频响还涉及祸合腔 种类和从测量角度的耳机分类 下面再介绍 所 以在IEc5 8 1一 1 0高保真耳机最低性能要求 中 的频率响应要求 频率范围都不使用祸合腔频 响的测量结果 而使用自由场比较频率响应的 测量结果 自由场比较频率响应是建立在人耳 等响度测听基础上 的 耳机在人耳中产生的声 压 级 的数值是通过同自由声场中扬声器产生 的声音对比测听等响度时 由扬 声器在自由声 场中的实测声压 级 得到的 当耳机输入 电压 随频率变化恒定时 自由声场中同耳机等响度 的声压 级 随频率变化即为自由场比较频率响 应 测听人员至少 8 人 试验和数据处理的工作 量很大 不适应工业上交收检验或例行检验测 量 所以在 GB T1447 1一9 3 中频响由企 标规 定 我个人认为在头戴耳机研制鉴定或设计定 型时 应作一次自由场比较频响测量 同时作一 次祸合腔测量 在结构和材料不变时 二者应存 在一个对应关系 用藕合腔法来考核产品 的一 致性 企业需要在企标里给出典型频响和允差 也可以用框图表示 在 GB T13 58 1一9 2 等效 I E C5 81一1 0 高保真头戴耳机最低性能要求中 频响是按自由场比较频响来规定的 并给出了 框图 藕合腔方法简单可行是工业上可实施的方 法 尽管作了许多努力 至今没有解决同真耳频 响一致的问题 现在简单介绍一 下藕合腔原理 和种类 以及从测量角度看耳机的分类 即耳机 同藕合腔之间适配间题 祸合腔 仿真耳和人耳模似器 耳机是 同人耳祸合的电声器件 测量时要 设计一个与人耳声学特性等效角声学器件 藕 合腔 仿真耳 和人耳模拟器属于这种器件 藕合 腔是用一个刚性腔体代替人耳同耳机之间藕合 的腔体 这是一种简单的等效 仿真耳是等效于 人耳耳道口声阻抗的声学器件 人耳模拟器是 后来建议使用的同仿真耳相当的名词 表 8列 出一些列入标准的仿真耳 尽管许多已经不用 但作为知识还是必要的 表 9列出G B6 8 3 2一8 6 44 中对仿真耳使用的规定 IEcT C2 9 WG3 国际 电工委员会第 2 9 技术委员会第 3 工作组 是负 责制订仿真耳和人耳模拟器标准的 目前的思 路是以I E C7 1 1 耳模拟器 为基础 附加各类适 配器 以满足各种祸合方式的耳机测量的需要 对助听器 用 耳塞 机已经这样做了 可 参见 IE C959草案29 S e 201文件 表 8 仿真耳 祸合腔和耳模拟器 名名称称说明明 布布朗 a B r un 耳耳 c 4m 腔体 德国标准曾在电 话机测量中使用 用 A A ANs I s A A藕合腔 腔 6cm 腔体美国标准协会标准 准 N N NB SgA报合腔 腔 c 6m 腔体美国国家标准局推荐即IE C30 3 3 3 I I IE C3 1 8仿真耳 耳 主腔2 sem 3 由IEC3 ls推荐荐 I I IE C126祸合腔 腔 Zcm 助听器耳塞机用用 I I I E C 7 l l耳模拟器 器 插入式耳塞机用 用 表 9 仿真耳和耳模拟器的使用 耳机形式 式采用的仿真耳 耳模拟器 l l l l l 与耳道紧密锅 合的插人 式耳机机 IE C711耳模拟 器 器 2 2 2 2 2 对压在耳翼上的贴耳式耳机机 I E C3 1 8仿 真耳 耳 3 3 3 3 3 耳垫围住人耳的耳罩式耳机机 IEC3 1s加平板适 配器 器 从测量角度看耳机的分类 由上面看到耳模拟的适配器是为了适应耳 机的各种佩戴方式 I E CT C2 9 WG 3 讨论了分 类方案 它把耳机同人耳的接触部位分为四类 a 插入耳道耳塞型 I nsert Type b 放入耳翼腔的耳壳型 I ntr a C one h a Typ e c 贴于耳翼的 贴耳 型 S u r P a A u a rl Ty P e d 耳垫围住人耳的耳罩型 i C r c um A u a rl Tye p 该四种的每一种又可分为同人耳不漏 气 祸合的密闭型 l Co se dTye p 和同人耳间有 漏气的 如用 泡沫塑料材料介于其中的开放型 Oe p n Typ e 这样就有了 8 种形式 还可以把 耳 机本身的膜 片后腔结构分为密闭 l Co s e 一 b ae k 和开放 Op en 一b a e k 两 种 这 样可以有 16 种 IE CT C29 WG 3 建议全部使用 I E C71 1 耳模拟器 加上I E C9 59 适