助聽器幅度非線性檢測
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發(fā)布時間:2025-08-07 09:19:59 更新時間:2025-08-06 09:19:59
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作者:中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心
助聽器幅度非線性檢測
助聽器是聽力障礙人士重要的輔助設(shè)備,其性能質(zhì)量直接影響使用者的聽覺體驗和言語理解能力。幅度非線性(Amplitude Nonlinearity)是衡量助聽器核心電聲性能的關(guān)鍵指標之一,它反映了助聽器在輸入" />
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發(fā)布時間:2025-08-07 09:19:59 更新時間:2025-08-06 09:19:59
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作者:中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心
助聽器是聽力障礙人士重要的輔助設(shè)備,其性能質(zhì)量直接影響使用者的聽覺體驗和言語理解能力。幅度非線性(Amplitude Nonlinearity)是衡量助聽器核心電聲性能的關(guān)鍵指標之一,它反映了助聽器在輸入聲壓級(Input Sound Pressure Level, SPL)變化時,輸出增益是否呈現(xiàn)線性響應。當助聽器內(nèi)部電路(如壓縮放大電路)或受話器(Receiver)存在飽和、失真或設(shè)計缺陷時,輸出增益與輸入聲壓級之間將出現(xiàn)非線性關(guān)系。這種非線性會導致聲音信號被過度壓縮或產(chǎn)生畸變,嚴重影響聲音的自然度、清晰度和動態(tài)范圍,甚至可能引起用戶不適或聽力疲勞。因此,對助聽器的幅度非線性特性進行精確、規(guī)范的檢測與評估,是確保產(chǎn)品符合設(shè)計預期、滿足用戶需求、保障使用安全的核心環(huán)節(jié)。
助聽器幅度非線性檢測的核心項目主要包括:
1. 增益頻率響應曲線(Gain-Frequency Response):在多個典型輸入聲壓級(如50 dB SPL, 65 dB SPL, 80 dB SPL)下,測量輸出增益隨頻率變化的特性曲線。觀察不同輸入聲壓級下曲線形態(tài)的變化是判斷非線性的主要依據(jù)。
2. 輸入-輸出函數(shù)(Input-Output Function, I/O):在特定頻率點(常選1 kHz),測量輸出聲壓級(Output SPL)隨輸入聲壓級(Input SPL)變化的曲線圖。理想的線性系統(tǒng)應呈現(xiàn)斜率為1的直線(單位增益)。非線性系統(tǒng)則表現(xiàn)為曲線斜率變化(壓縮)或在特定輸入級下輸出飽和。
3. 諧波失真(Total Harmonic Distortion, THD):雖然嚴格意義上屬于失真特性,但幅度非線性是諧波失真的重要來源。在高輸入聲壓級下(通?!?0 dB SPL),測量由非線性引起的諧波分量(通常是2次、3次諧波)的總和占輸出信號的比例。
4. 飽和聲壓級(Saturation Sound Pressure Level, SSPL90):測量輸入聲壓級為90 dB SPL時,助聽器在特定頻率(如1.6 kHz)或耦合腔中能達到的最大輸出聲壓級。這是評估助聽器最大輸出能力及是否存在嚴重輸出飽和(一種極端非線性)的重要指標。
進行助聽器幅度非線性檢測通常需要以下專業(yè)儀器設(shè)備:
1. 助聽器分析儀(Hearing Aid Analyzer):這是最核心的設(shè)備(如 Interacoustics Affinity, Audiomatic Claro, Frye Fonix 7000 等)。它集成了信號發(fā)生器、測試耦合腔(HA-1, HA-2, 或 IEB)、精密麥克風、前置放大器、頻譜分析儀等功能模塊,能自動化執(zhí)行標準測試流程。
2. 測試耦合腔(Test Coupler)
3. 標準參考傳聲器(Reference Microphone):用于校準測試環(huán)境中的聲壓級,確保輸入信號的準確性。
4. 聲學頭模與耳模擬器(Acoustic Head & Torso Simulator):對于更接近真實佩戴狀態(tài)的測試(如按真耳耦合腔增益目標 RECD 進行驗證),需要使用符合IEC 60318-4/5標準的耳模擬器和頭模系統(tǒng)(如 KEMAR)。
標準的助聽器幅度非線性檢測遵循以下主要步驟:
1. 儀器校準:在測試開始前,必須嚴格按照儀器說明書和標準要求,對分析儀的聲源輸出、麥克風靈敏度、耦合腔內(nèi)部聲場等進行校準。
2. 助聽器狀態(tài)設(shè)置:將被測助聽器清潔后,正確置于耦合腔中。關(guān)閉所有降噪、方向性、反饋抑制等智能功能(除非測試協(xié)議要求特定狀態(tài)),音量控制置于全開或指定位置,選擇測試所需的程序(如有)。
3. 測試信號選擇:通常采用純音信號(Pure Tone)或復合噪聲信號(如 ICRA 噪聲)。純音測試更精確,但對助聽器的AGC等動態(tài)系統(tǒng)響應可能不如復合信號真實。
4. 增益頻率響應測試:儀器自動或手動測量在多個固定輸入聲壓級(如50, 65, 80 dB SPL)下,助聽器在各頻率點(通常125 Hz - 8 kHz)的增益值,繪制曲線。
5. 輸入-輸出(I/O)曲線測試:選定一個或多個中心頻率(如1 kHz),儀器自動掃描輸入聲壓級(如40 - 90 dB SPL),測量相應的輸出聲壓級。
6. 諧波失真(THD)測試:在特定頻率點(如500 Hz, 800 Hz, 1600 Hz)和高輸入聲壓級(如70 dB SPL),儀器測量輸出信號中基波和諧波的幅度,計算THD。
7. SSPL90測試:輸入90 dB SPL的純音信號(通常頻率為1600 Hz),測量在耦合腔中輸出的最大聲壓級。
8. 數(shù)據(jù)分析與報告:儀器軟件自動分析采集的數(shù)據(jù),計算關(guān)鍵參數(shù)(如給定頻段的平均增益、壓縮比CR、輸入拐點IK、輸出拐點OK、THD百分比、SSPL90值等),生成標準格式的測試報告。
助聽器幅度非線性檢測主要依據(jù)以下國際和國內(nèi)標準,確保測試的一致性和結(jié)果的可比性:
1. IEC 60118系列標準(國際電工委員會):這是最核心的國際標準。 * IEC 60118-0:2015:助聽器測量基礎(chǔ)(概述性標準)。 * IEC 60118-8:2005 + A1:2012:助聽器測量方法 - 第8部分:助聽器模擬工作條件下的性能測量方法。詳細規(guī)定了幅度非線性相關(guān)項目(增益頻率響應、I/O曲線、SSPL90、THD)的標準測試條件、程序和要求。 * IEC 60118-15:2012:用于表征信號處理的助聽器特性測量方法 - 第15部分:輸入聲壓級相關(guān)的放大特性(輸入-輸出曲線和壓縮時間特性)。更深入規(guī)范I/O曲線測量。
2. ANSI/ASA S3.22-2014(美國國家標準協(xié)會/聲學學會):美國國家標準,內(nèi)容與IEC 60118-8高度兼容,是美國市場準入的主要依據(jù)。特別強調(diào)了對最大輸出(OSPL90)和滿檔聲增益(Full-On Gain)的測量。
3. GB/T 14199-2010 / YY 0989-2016(中國國家標準/醫(yī)藥行業(yè)標準):中國本土標準,技術(shù)內(nèi)容基本等效采用IEC 60118系列標準,是中國助聽器產(chǎn)品注冊和上市后監(jiān)管的主要依據(jù)。
關(guān)鍵要求: 這些標準對測試環(huán)境(背景噪聲)、耦合器類型(HA-1, HA-2, IEB)、測試信號(類型、頻率、聲壓級)、儀器精度、數(shù)據(jù)處理方法(如1/3倍頻程平滑)等都做出了明確規(guī)定,任何符合性測試都必須嚴格遵守。
證書編號:241520345370
證書編號:CNAS L22006
證書編號:ISO9001-2024001
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