BS EN 60268——音响系统设备标准系列(功放、传声器、扬声器与语言可懂度)

Sound System Equipment — IEC 60268 / EN 60268 系列(英国标准 BS EN 60268)

🎙️ BS EN 60268 是英国标准(BSI)采用欧洲标准 EN 60268 并等同采用国际电工委员会 IEC 60268 系列标准而形成的音响系统设备标准系列。它系统规定了声音系统设备的性能表示、测量方法与技术要求,覆盖功放(放大器)、传声器(话筒)、扬声器、耳机、以及语言可懂度客观评价等核心内容,是音响工程、公共广播、会议室扩声、广播与录音领域引用最广泛的电声标准之一。本文基于该系列在批次 BSB053 中的 5 份文件(60268-3、-4、-5、-7、-16)进行整理解读。

💡 音响系统的性能评价不能只看“功率”和“频响”。BS EN 60268 的价值在于用统一、可重复的方法把功放、传声器、扬声器与语言可懂度等指标“说清楚”,使不同厂商的产品可以在同一把“标尺”下比较。

一、系列概述与适用范围 📌

BS EN 60268 是 IEC 60268 系列在英国的采纳版本。其覆盖对象是电声设备(electroacoustic equipment),即把声信号与电信号相互转换或放大、处理、传输的设备。系列标准采用“总则 + 分部分”的组织方式:总部分(60268-1)规定术语、一般要求与试验条件,各分部分针对一类设备或一种性能给出具体规定。本批次所涉及的 5 份文件分属以下分部:

  • 60268-3(2013 版):功放(Amplifiers)——规定音频功率放大器的额定条件、输出功率、失真限制输出功率、输入输出特性等测量方法。
  • 60268-4(2014 版):传声器(Microphones)——规定传声器的灵敏度、频率响应、指向性、本底噪声与阻抗等电声特性的测量与表示方法。
  • 60268-5(2003+A1:2009):扬声器(Loudspeakers)——规定扬声器单元与扬声器系统的特性测量与标注方法。
  • 60268-7(2011/2012):耳机(Headphones and earphones)——规定头戴耳机与耳机的电声性能测量方法。
  • 60268-16(2011 版):语言可懂度的客观评价——用语言传输指数(Speech Transmission Index, STI)对语言清晰度进行客观评定。
⚠️ 系列中的扬声器(60268-5)与耳机(60268-7)两份文件在本批次素材中为扫描版本,依据公开领域知识撰写。相关技术要点以该领域公认方法概括说明,具体数值与条款请以 BSI 官方发布文本为准。

二、系列构成与主要子标准一览 🗂️

标准号主题版本/状态核心内容
BS EN 60268-3:2013功放(Amplifiers)2013 版,替代 2001 版额定条件、输出功率、失真限制输出功率、多通道功放额定条件、D 类功放测量布置
BS EN 60268-4:2014传声器(Microphones)2014 版,替代 2010 版灵敏度、频响、指向性、本底噪声、阻抗、校准方法
BS EN 60268-5:2003+A1:2009扬声器(Loudspeakers)2003 版+修正 1扬声器单元/系统特性、额定功率、灵敏度、失真测量(扫描版)
BS EN 60268-7:2011耳机(Headphones)2011 版(2012)头戴耳机与耳机电声特性测量(扫描版)
BS EN 60268-16:2011语言可懂度(STI)2011 版,替代 2003 版语言传输指数 STI 的客观评价方法、听觉掩蔽预测、语言电平设置

三、关键技术要求 🔧

3.1 功放(60268-3)

60268-3 定义了功放的额定条件:在规定的电源电压、负载阻抗、频率范围与温度下,功放应能输出其额定输出功率而不超过规定的失真限值。标准特别针对现代功放补充了多通道功放额定条件与D 类(开关型)功放的测量布置,并对失真限制输出功率的测量方法作出扩展,使数字功放的效率、总谐波失真与输出能力可以一致地评价。2023 版相对 2000 版还新增了附录 B(与功放性能表示相关的附加信息)。

3.2 传声器(60268-4)

传声器分部规定了在自由声场或扩散声场条件下测定传声器灵敏度、频率响应、指向性图、本底噪声(等效噪声声压级)与输出阻抗的方法,并给出灵敏度级与频响曲线的表示格式。标准区分压强式、压差式与组合式传声器的不同测量布置,对测量传声器(标准传声器)的校准也给出指引,确保不同实验室测得的结果可比。

3.3 扬声器与耳机(60268-5、-7)

扬声器分部规定了单元与系统的主要特性:额定阻抗、特性灵敏度、额定功率、频率响应、指向性与总谐波失真,并强调应在标准声学环境(消声室或规定反射环境)中测量。耳机分部针对头戴耳机与耳塞,规定用人耳模拟器(参考 IEC 60318 系列)或规定耦合腔进行频响与灵敏度测量,以贴近人耳真实接收声学特性。

3.4 语言可懂度与 STI(60268-16)

60268-16 是语言清晰度客观评价的核心标准。它给出用语言传输指数 STI 客观评定语言可懂度的方法:把语言信号视为经调制传输的“信号-噪声”过程,通过对声学传输路径的频率响应、非线性与噪声叠加进行加权,计算 0~1 之间的 STI 值,并映射为“可懂度等级”(如差、一般、良好、优秀)。2011 版较 2003 版作了如下重要技术改变:

  • 对 STI 方法学作了更全面、完整与无歧义的标准化;
  • 废弃了 STIr 术语,引入预测听觉掩蔽效应的新函数;
  • 引入“语言电平(speech level)”概念并规定测试信号的设置;
  • 补充了若干测量不确定度与适用范围说明。
✅ STI 值越大语言可懂度越好:一般公共广播要求 STI ≥ 0.5(“一般”以上),剧场、礼堂与应急广播通常要求更高。60268-16 提供了把这种“感觉”变成“可测数值”的统一方法。

四、工程实践与应用要点 🛠️

  • 🔍 功放选型:按负载阻抗与所需声压级确定额定输出功率,并核对失真限制输出功率曲线与多通道同时驱动条件;对 D 类功放应关注开关频率与电磁干扰对测量结果的影响。
  • 🎤 传声器匹配:会议与录音系统应结合指向性(心形、超心形等)与本底噪声选择传声器,并注意传声器前置放大与调音台输入阻抗的匹配。
  • 🔊 扬声器布置:扩声系统设计应依据扬声器指向性与灵敏度进行声场计算,避免相邻扬声器干涉导致频响“梳状滤波”;吊装时需核算重量与安全系数。
  • 🗣️ 语言清晰度验收:对会议室、教室、车站与机场广播,可用 STI 仪按 60268-16 方法现场测试;验收时应考虑混响时间、信噪比与背景噪声的综合影响。
  • 📋 一致性:采购与验收应要求厂商提供按 60268 相应分部进行的型式试验报告,并核对测量条件(负载、频段、测量距离、声学环境)。
⚠️ 语言可懂度不只是“声音大”。背景噪声高、混响时间长都会显著拉低 STI;即使功放与扬声器功率足够,若房间声学条件差,仍无法获得合格的语言清晰度。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:BS EN 60268 与 BS EN 60268-16 是什么关系?
答:60268-16 是 60268 系列的“第 16 分部”,专门规定语言可懂度的客观评价(STI)。其余分部(如 60268-3、-4、-5、-7)分别针对功放、传声器、扬声器、耳机等具体设备。
❓ 问:60268-16 的 STI 与“语言清晰度百分比”是一回事吗?
答:不是。STI 是 0~1 的客观指数;语言清晰度(如音节、单词清晰度百分比)是主观听音结果。60268-16 给出 STI 与可懂度等级之间的对应关系,两者可互相参照但概念不同。
❓ 问:D 类功放为什么要单独规定测量布置?
答:D 类功放采用脉宽调制等开关工作方式,输出经低通滤波恢复音频;若测量带宽、负载与滤波器不统一,测得的失真与功率会差异很大。60268-3 为此规定了专门的测量布置与条件。
❓ 问:传声器灵敏度与“等效噪声级”如何影响使用?
答:灵敏度决定输出电平;等效噪声级决定在安静环境中能分辨的最低声级。会议室与录音需要低噪声传声器,而户外拾音则更关注防风噪与指向性。
❓ 问:如何提升会议室的语言可懂度?
答:控制混响时间与背景噪声是关键。一般建议会议室的 STI 达到 0.5 以上;可通过吸声处理、提高信噪比、选用指向性扬声器与合理布置来改善。
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