第三节 助听器主要性能指标及其指导意义

一、助听器主要电声电气性能及测试方法

助听器测量标准主要规定了助听器的测试项目、测试方法和测试条件。IEC 60118—7:2005《助听器生产、供货和交货质量保证的性能特性测量》标准使用较多，该版本与美国ANSI S3.22—2003标准基本一致，被世界上大多数助听器公司确定为产品出厂检验标准。它对助听器各项电声电气性能指标的允差做出了规定，以及以1kHz、1.6kHz、2.5kHz三点的高频平均频率(HFA)代替1.6kHz作为参考测试频率。下面将以IEC 60118—7:2005标准为例，对助听器主要的电声电气特性及测试方法做简单介绍。需要注意的是，测试助听器大部分参数时，需要将助听器的音量调节置于满挡位置，声调调节置于出厂未衰减位置。

(一)饱和声压级(SSPL)

饱和声压级是指助听器放大电路处于饱和状态时，耦合腔内测得的声压级。

(二)输入声压级为90dB SPL时的输出声压级(OSPL90)

OSPL90是指将助听器增益调至满挡，输入声压级为90dB SPL时，在耦合腔中产生的声压级。在此测试条件下，几乎所有的助听器都达到饱和状态，因此常用OSPL90的测量结果等效于SSPL的测量结果，如图4-11中的曲线O所示。

如果助听器具有限幅电路，那么当电路开启时，OSPL90的测试值会有所降低。最大OSPL90允差为±3dB，高频平均输出声压级(HFA-OSPL90)允差为±4dB。

(三)满挡声增益(FOG)

满挡声增益(FOG)是指当输入60dB SPL纯音时，助听器在声耦合腔中产生的声压级与测试点处的声压级之差。满挡声增益用于描述放大电路的最大放大能力，它要求电路不能饱和，输入-输出曲线为线性。如果60dB SPL的输入声已使输入-输出曲线出现饱和，则应使用50dB SPL的输入声。对于采用宽动态压缩技术的助听器应采用50dB SPL的输入声。一般用最大满挡声增益和HFA处的满挡声增益来描述助听器的放大能力，如图4-11中的曲线F。在增益测试中，测试信号的强度必须大于噪声10dB。最大满挡声增益允差为±3dB, HFA-满挡声增益允差为±5dB。

(四)参考测试频率和参考测试增益(RTG)

参考测试频率以前一般取1.6kHz，现行标准普遍以1kHz、1.6kHz、2.5kHz三点的高频平均频率(HFA)作为参考测试频率。

参考测试增益(RTG)是在参考测试频率处，将60dB SPL的纯音输入助听器，调节助听器增益直至使声耦合腔中的声压级达到HFA-OSPL90以下77dB。若所提供的增益达不到，则此时的增益即为参考测试增益，如图4-11中的曲线R。

(五)频率响应特性(简称频响特性)

频率响应曲线是指在恒定的自由场输入声压级时，助听器在耦合腔中产生的声压级随频率变化的函数曲线。

基本频率响应曲线是指，输入60dB SPL纯音，在参考测试自由控制位置所测得的频率响应曲线。

频率范围：在基本频率响应曲线上，以1kHz、1.6kHz、2.5kHz三个频率描述对应的输出平均值(HFA输出)作一水平线，下移20dB再作一条平行线，该平行线与基本频率响应曲线的两个交点，即为助听器频率范围的低频限与高频限。一般以小于200Hz，大于6000Hz为佳。

(六)助听器的总谐波失真(THD)

由于助听器互调失真不明显，因此国际标准对助听器非线性失真的规定仅限于总谐波失真，计算公式为：

式中，P1为耳模拟器中信号的基波声压；P2, P3, P4, …, Pn分别为第2,3,4, …, n次谐波成分的声压。

总谐波失真中以二次及三次谐波失真为主，一般以0.5kHz/70dB、0.8kHz/70dB、1.6kHz/65dB的纯音输入信号来测量助听器的总谐波失真。总谐波失真是衡量助听器音质的重要指标。国家标准GB/T 14199—2010规定，总谐波失真实际测试值应不大于10%，且应不大于标称值+3%。事实上，小于3%是助听器的理想目标。

(七)等效输入噪声(EIN)

该参数反映了助听器的内部噪声。国家标准GB/T 14199—2010规定，等效输入噪声实际测试值最大不超过32dB SPL。简便测试方法为，在参考测试增益下在参考测试频率(即HFA)处，输入声压级为50dB的纯音，测出助听器的输出声级LS。关闭声源，测出助听器内部噪声的输出声压级L2。等效输入噪声级LN=L2-(LS-50)，允差为±3dB。

等效输入噪声的测量要求测试环境较为安静，这是因为如果环境噪声大，在关闭声源时测得的L2就大，那么等效输入噪声级LN也相应增大。该指标如果过大，中轻度听损人士能听到助听器本底噪声，不但降低了信噪比，还会给助听器使用者带来不舒适感，但对听力损失较为严重的患者影响不大。

(八)电池电流

测试方法为在参考测试增益下，在1kHz处，输入65dB SPL纯音，测量此时的电池电流(battery current)。该指标反映了助听器在较低言语环境下的耗电程度，允差为±20%。

电池电流的大小与助听器功率、放大器线路、受话器型号等有关；另外，同等功率的全数字压缩放大助听器比线性助听器电池电流要大，因为全数字压缩放大助听器即使在安静环境下也要进行大量计算。

(九)在声频磁场内感应拾音线圈的最大HFA磁-声灵敏度(MASL)

该指标反映了具有感应拾音线圈的助听器拾取磁场信号的能力。测试步骤为：将助听器调至满挡声增益位置及电感挡，调节磁场频率至参考测试频率(即HFA)，调节磁场强度输入至10mA/m±5%，然后将助听器朝向最大拾音灵敏度方向，测量声耦合腔中的输出声压级D。D-20dB即为助听器在声频磁场内的最大感应拾音线圈磁-声灵敏度(MASL)。灵敏度以磁场强度为1mA/m的输出声压级表达，允差为±6dB。

(十)其他参数

具有自动增益控制(automatic gain control, AGC)的助听器，还应测量静态输入-输出曲线、启动时间、恢复时间。

1．静态输入-输出曲线(I/O曲线)。在某一测试频率，助听器调至参考测试增益位置，输入50~90dB声压级信号，输出声压级与输入声压级的函数关系，称为静态输入-输出曲线。如图4-12所示，从输入-输出曲线上可看出自动增益的起控点(即拐点)、压缩比(Δ输入声压级/Δ输出声压级)。

2．动态AGC特性。在某一测试频率，助听器调至参考测试增益位置，输入55~90dB声压级信号，测量助听点的启动时间和恢复时间，具体会在第五章详述。

二、主要性能指标对于助听器验配的指导意义

目前，国内的听力产业正处于蓬勃发展的状态，国内很多听力服务机构已经具备了助听器主要电声参数的检测能力。了解这些参数的含义及测量方法，对评价一台助听器的优劣或者助听器验配、鉴别助听器的故障有着重要的意义。

(一)助听器OSPL90及满挡声增益的意义

一般用OSPL90(MAX)及OSPL90(HFA)来描述助听器的最大输出能力，这个数据对听力学家或助听器验配师来说很重要，因为它描述了助听器的输出功率是否够大，同时确认该输出功率没有超过助听器使用者的响度不适阈。

一般用最大满挡声增益和HFA处的满挡声增益大小来描述助听器的放大能力。

(二)参考测试增益的意义

参考测试增益是衡量助听器有效功率大小的一个重要指标。频率范围、总谐波失真、等效输入噪声、电池电流等助听器电声及电气性能指标，均需要在参考测试增益下测得。也就是说，参考测试增益是建立在保证助听器音质前提下的增益，它结合了OSPL90及满挡声增益。虽然许多助听器满挡声增益很高，但是参考测试增益却不大，原因是受到受话器输出能力的限制，OSPL90较小。

(三)频响曲线及频响范围的意义

频响曲线是助听器在各个频率放大效果的直观表征。声音频率不同，助听器佩戴者听到的声调不同；助听器频响曲线有高有低，佩戴者听到的助听器响度就有不同。

频响范围的宽窄更是对助听器音质有巨大影响，普通助听器的频响范围高频一般在4kHz以上，中高档助听器的频响范围高频要求达到5.5kHz以上，甚至少数助听器能达到8~10kHz。频响范围越宽，助听器佩戴者能聆听到的声音就越丰富，声调变化越多。

(四)输入-输出曲线的意义

助听器输入-输出曲线(I/O曲线)能有效体现助听器的压缩特性，通过测试助听器的输入-输出曲线图，我们能得到助听器的拐点设置、压缩比大小以及压缩限幅的拐点等。

如图4-13所示是某助听器在FONIX 8000测试箱内的I/O曲线，横坐标为输入声压级大小，纵坐标为输出声压级大小，测试频率为1kHz。该曲线在输入声为60dB前为线性增长，表明助听器线性放大，压缩比为1∶1。60dB为助听器压缩拐点，当输入声大于60dB后，输入-输出曲线呈现斜率下降态势，表明助听器已进入压缩状态；图中输入声每增加20dB，助听器输出声只增加了10dB，因此可计算得出当前助听器压缩比为2∶1。

(五)总谐波失真与等效输入噪声的意义

助听器总谐波失真与等效输入噪声大小不仅是衡量助听器音质的重要指标，而且是助听器检修时判断故障的重要依据。助听器电声性能检测时失真与噪声越小，代表整个助听器声信号处理系统质量越好、清晰度越高，使用者通过助听器听到的声音也越真实和舒适。

现阶段各品牌数字助听器普遍能较好地控制总谐波失真在3%以下，等效输入噪声在30dB以下。这种类型的数字助听器如在检测过程中谐波失真远超过国家标准规定的10%，那么助听器受话器可能由于助听器跌落、油/酸性腐蚀等原因已经产生故障；如果检测结果显示助听器等效输入噪声远超过国家标准规定的32dB，那么助听器麦克风可能由于受潮等原因已经损坏。

(六)电池电流的意义

电池电流反映了助听器的耗电水平，一般与助听器芯片计算量、助听器功率呈正比。通过检测电池电流，也能从侧面计算出每颗电池在此助听器上的使用时长。假设经检测某助听器电流为1mA，放入容量为80mAh的某品牌电池，理论上能使助听器工作80h。实际上，电池的使用时间还与使用环境输入声大小、温湿度高低、电池批次等客观条件有关。

在多次重复检测中，如果某助听器可正常工作，但耗电量明显大于产品技术要求规定的额定电流，那么应当考虑助听器内部线路是否出现故障。

目前数字助听器技术日渐成熟，产品发展也是日新月异。新一代的助听器质量越来越好，功能越来越完善，其性能方面如总谐波失真、等效输入噪声、耗电等指标方面都越来越好，单凭助听器电声电气性能来评价助听器的优劣已具有较大的局限性。如何客观评估助听器高级功能的优劣，如数字反馈控制功能、在各类环境下的自适应能力、在噪声环境下的智能降噪功能等，虽然各大助听器公司都有自己的分析方法，一些真耳分析设备也带有降噪、反馈效果测试，但仍不够统一，因此进一步修改与完善助听器性能及功能测试标准将有积极的意义。

(赵坚、周善晨)

思考题

1．助听器的耦合腔有哪几种？如何与助听器连接？

2．常用的助听器测试系统的测试方法有哪两种？各有几个麦克风？

3．什么是参考测试频率和参考测试增益？参考测试增益有何指导意义？

4．什么是等效输入噪声？有何指导意义？

参考文献

[1] GB/T 25102.100—2010 电声学 助听器 第0部分：电声特性的测量[S].

[2] GB/T 25102.2—2010 电声学 助听器 具有自动增益控制电路的助听器[S].

[3] GB/T 25102.7—2017 电声学 助听器 第7部分：助听器生产、供应和交货时质量保证的性能特性测量[S].

[4] IEC 60118-7:2005 电声学 助听器 第7部分：助听器生产、供货和交货质量保证的性能特性测量[S].

[5] GB/T 14199—2010 电声学 助听器通用规范[S].

[6] JJF 1201—2008 助听器测试仪校准规范[S].

[7] 姜泗长，顾瑞．临床听力学[M]．北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1999.