降噪耳机研发实验室:把噪声重放、佩戴与测量空间一起规划
降噪耳机研发实验室要能稳定重现外部噪声,也要能比较耳机在不同降噪状态下的表现。规划时,应把测量空间、噪声重放系统、佩戴装置和操作流程一起确定,再决定房间形式与设备配置。
本文面向消费类主动降噪耳机的研发场景,介绍方案阶段需要协调的几项工作,不涉及听力防护装备的合格评价。
先明确这一期要解决什么问题
耳机播放音乐的表现、对外部噪声的衰减,以及通话时的拾音效果,是不同的测试任务。建设任务书可以同时列出这些需求,但应分别说明采用的方法和输出结果,避免采购时把“耳机测试系统”当成一个没有边界的功能包。
IEC 60268-24:2023专门讨论耳机的主动声学降噪特性,涵盖相应的测量与评价方法,并明确不适用于听力防护用途的设备。[1] 因此,本期若以降噪研发为主,就应围绕降噪特性安排能力,不能由此推定通话、听力保护等任务也已具备。
把噪声重放系统画进房间方案
在降噪测试中,外部噪声是需要受控产生的试验输入。Listen的公开应用说明展示了由扬声器产生外部噪声,并在未佩戴耳机、佩戴但关闭主动降噪、开启主动降噪等状态下进行测量的基本思路。[2]
这意味着房间报价之外,还要说清噪声如何产生、在什么位置检查,以及各状态之间如何保持可比。建议方案图同时标明扬声器、测试头或夹具、检查位置和操作通道。采用何种声场、布置多少扬声器、怎样校准,应由选定测试方法确定,不能拿一个演示配置代替正式方法要求。
若利用现有消声室,应先验证它与重放系统组合后是否满足目标任务。仅凭“消声室”这个名称,无法确认降噪测试条件已经齐备。
给佩戴和换样留出位置
耳机在测试装置上怎样放置,会影响测量。GRAS的技术说明指出,耳廓形状、柔顺性和密封状态会影响耳机贴合以及测量重复性。[3] 测试装置应适配待测耳机的结构,不能只按采购清单上有没有“人工耳”判断。
在工作区安排上,建议为耳塞、耳垫和样机留出分类位置,并让操作人员方便地取放、检查和重新佩戴。研发比较时记录佩戴方式、附件、固件及降噪模式。需要评价重复佩戴影响的,应在试验方案里明确重装次数和结果处理方式,而不是只保存一次曲线。
让报价和交付对应同一套任务
比较方案时,可请各方分别说明四项交付:
- 房间条件:支持哪些测试方法,哪些频段和使用状态需要验证。
- 重放与测量系统:声源、测试装置、连接方式及其配置范围。
- 操作流程:怎样换样、核对状态、执行比较并保存记录。
- 验证任务:用哪类代表样机证明整套配置能按约定流程工作。
安装完成后,除核验约定的房间指标,还宜按采购任务运行一次完整流程,检查重放、佩戴、状态切换及结果留档是否衔接。房间工程、测量设备和测试方法的交付责任应在合同中分别写清;具体标准条款和判定条件仍须按正式文件核对。
这样规划,方案比较才能回到研发团队真正关心的问题:新实验室能否支持稳定、可复查的降噪比较,以及以后增加任务时需要补充哪些条件。
参考资料
[1] IEC,IEC 60268-24:2023,公开范围说明:Sound system equipment — Part 24: Headphones and earphones — Active acoustic noise cancelling characteristics。
https://webstore.iec.ch/en/publication/67683
[2] Listen, Inc.,Headphone Active Noise Cancellation (ANC) Measurement,公开应用说明。文中的配置仅作方法示例,不代替标准规定。
https://www.listeninc.com/applications/headphones-headsets/headphone-active-noise-cancellation/
[3] GRAS,Acoustics FAQ,关于耳机与耳廓贴合及测量重复性的技术说明。
https://www.grasacoustics.com/faq