一、概述
耳机降噪性能的测试包括被动降噪和主动降噪。对于被动降噪耳机,可采用耳罩降噪性能测试方法,测试耳机的插入损失,对主动降噪耳机可根据耳机的应用环境,在模拟噪声场中测试耳机的降噪性能。
二、测试设备
头肩模拟器
噪声模拟系统
声学测试分析系统
测试环境:全消声实验室
三、插入损失
布置测试环境如图,调整并均衡噪声场。我们取一只头戴式耳机作为被测样品进行实验。
耳机降噪性能测试环境布置
噪声源采用频率范围为63 Hz~8000 Hz的粉红噪声,噪声源按1/3倍频带测得声压级应比环境噪声至少高10 dB。
Step1
打开噪音源,使人工头处于均匀的噪声场中,首先测量未佩戴耳机时人工耳处的声压级。
Step2
被测设备佩戴于人工耳,对于头戴式耳机应确保头环匀称地收紧,并使耳罩与耳廓或耳廓周围的头部的接触面尽可能密闭。将耳机佩戴于人工耳后,稳定30s,再次测量声压级。每一测试信号频率的声压级差值,即为被测耳机的插入损失。
Step3
重复Step1与Step2测试。由于测试结果不仅取决于被测样品本身,且与被测样品与人工耳的耦合有关,因此每个样品应重复测试3次以上,直至所测中心频率的插入损失连续2次的平均值之差不超过1 dB,得到测试结果:
表1 被测样品的插入损失
对于被动式降噪耳机,主要通过包围耳朵形成封闭空间,或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声。由于噪声没有经过降噪电路芯片处理,一般在高频范围的表现更加良好。
四、复杂应用环境下的耳机降噪测试
由于耳机的应用范围广,应用环境多变,很多供应商与使用者会更加在意耳机在不同环境下的适用效果,例如咖啡厅,十字路口等复杂环境。我们可以通过模拟各类客户所关心的噪声场,并在噪声场中对耳机的降噪性能进行测试。
4.1对于主动降噪耳机
将耳机佩戴于人工头,关闭耳机降噪功能,测试噪声场内人工耳在63 Hz~8 kHz范围内平均声压级及1/3倍频程每个频带的平均声压级。打开耳机降噪功能,再次进行测试,计算前后两次测试的声压级差。
4.2 对于被动降噪耳机
在不佩戴耳机的情况下,测试人工耳在噪声场中,63 Hz~8 kHz范围内平均声压级及1/3倍频程每个频带的平均声压级。将耳机佩戴于人工头,再次记录测试数据,计算前后两次测试的声压级差。
4.3 测试噪声背景的选择
测试背景噪声可以依据产品的应用环境选择,例如稳态噪声Hoth、白噪声、粉红噪声以及节目模拟信号,非稳态噪声中café,car,train,pub等。
由于耳机佩戴状态不同可能导致测试结果有差异,每个测试样品须重复测试三次以上。我们选择一只具有主动降噪功能的蓝牙耳机进行测试。
Step1
安静场下耳机的表现:
安静场下蓝牙耳机性能
在安静场下打开降噪功能开关,耳机噪声会由于降噪电路工作而略微增大。
Step2
背景噪声下的降噪性能
粉红噪声下蓝牙耳机降噪性能
汽车背景噪声下蓝牙耳机降噪性能
跟被动降噪的表现不同,粉红噪声下,该主动降噪耳机可以对外界的低频干扰起到相较明显的抑制作用。汽车背景噪声下,主动降噪耳机可以对大部分频段的噪声起到抑制作用。
五、应用
耳塞、耳机的插入损失计算。
主动降噪耳机、被动降噪耳机、耳罩、耳塞在不同使用环境下的使用效果。
耳罩、耳机生产性能差异筛查,以及随着时间产品性能变化调查。