前言
各位業界的朋友大家好，歡迎來到醇聲科技的知識庫專欄。
在當今多媒體產品高度整合無線通訊機能（如 Wi-Fi、藍牙、5G、行動通訊）的趨勢下，電子產品不僅要在極其複雜的電磁環境中穩定運作，其音訊輸出品質更不能受到周遭射頻（RF）訊號的干擾而產生令人躁煩的嗡嗡聲或方波解調雜訊。
歐盟與國際電工委員會（IEC）為了建立統一的多媒體設備電磁抗擾度評估標準，正式推行了 EN 55035 / CISPR 35 標準。其中，針對各類具備聲音播放機能的設備，標準內特別制定了「規範性」的 Annex G（附錄 G：音訊輸出功能，Audio Output Function）。
作為專業的電聲測試系統整合商，以下我們將從法規架構、物理原理、適用產品範疇到實際聲學測試架構，為各位進行深度的技術剖析。
一、 EN 55035 / CISPR 35 是什麼樣的標準？
在深入 Annex G 之前，我們必須先對 EN 55035 / CISPR 35 這個大標準有通盤的認識。
1. 標準的誕生背景與替代關係
EN 55035 是歐盟採納 國際無線電干擾特別委員會（CISPR）所頒布 CISPR 35:2016 的電磁相容性（EMC）調和標準（Harmonized Standard）。隨著科技演進，傳統的資訊技術設備（ITE，舊標準為 EN 55024 / CISPR 24）與消費性影音廣播接收設備（舊標準為 EN 55020 / CISPR 20）界線日益模糊（例如智慧型手機既是電腦也是影音播放器），國際標準組織遂將這些設備統稱為「多媒體設備（MME）」，並以 EN 55035 全面取代了舊有的 EN 55024 與 EN 55020。其對應的電磁輻射（Emission）標準則為 EN 55032 / CISPR 32。
2. 適用範疇與宣告電壓
EN 55035 / CISPR 35 適用於額定交流或直流供給電壓不超過 600 V 的多媒體設備（MME）。標準定義的多媒體設備涵蓋資訊技術設備（ITE）、音訊設備、視訊設備、廣播接收機、娛樂照明控制設備及其組合。
3. 直接功能與間接功能之區分
標準將待測設備（EUT）的功能分為兩大類：
- 直接功能（Direct functions）： 能直接經由觀察或監測進行評估的功能，例如在電話聽筒中測量解調出來的音訊聲壓級。
- 間接功能（Indirect functions）： 僅能透過監測直接功能來間接評估的功能，例如評估影音播放器記錄影像的精確性。
4. 通用性能判定基準（General Performance Criteria）
在施加各種電磁擾動（如 ESD、EFT、Surge、連續射頻磁場等）時，標準定義了三個等級的性能判定基準：
- Criterion A（性能基準 A）： 在施加干擾期間，設備必須持續按照預期方式運作，不允許出現任何低於製造商規定位準的性能劣化或功能喪失。
- Criterion B（性能基準 B）： 在施加干擾期間，允許設備出現暫時性的性能劣化或功能喪失，但測試結束後，設備必須能在無需使用者干預的情況下自我恢復正常運作。
- Criterion C（性能基準 C）： 允許功能喪失，只要該功能可在測試結束後，經由使用者重新操作（例如重新開機或按下重置鍵）即可恢復正常運作。
二、 為什麼會有 EN 55035 / CISPR 35 Annex G？規範內容是什麼？
對於具備聲音播放能力的產品，單純使用通用性能基準（如觀察設備是否死機）無法量化「噪音對聽覺品質的破壞程度」。因此，設立了 Annex G（規範性附錄，Normative Annex），專門針對「音訊輸出功能（Audio Output Function）」在 連續射頻干擾（Continuous RF Disturbances）下的測試方法與合格限值進行定義。
1. Annex G 的物理意義：半導體非線性整流效應之量測
當高頻射頻訊號（如 80 MHz – 1 GHz 的輻射電磁場，或 0.15 MHz – 80 MHz 的傳導射頻）經由天線、音訊走線或電源線偶合進入設備內部時，射頻能量會抵達音訊功率放大器（Power Amplifier）、運算放大器（Op-Amp）或 Codec 晶片。
由於半導體內部的 PN 接面具有非線性特質，這些高頻射頻訊號會被意外地進行「解調（Demodulation）」。如果射頻干擾訊號載有 1 kHz 的調幅（AM）調變，半導體就會將這個 1 kHz 的訊號解調出來，並在揚聲器或耳機中發出清晰可聞的 1 kHz 嗡嗡聲（Buzzing noise）。
Annex G 的核心立意，就是要在施加射頻干擾時，定量測量這種由射頻解調產生的非預期音訊雜訊（Demodulated audio noise），並與產品正常輸出的「參考位準（Reference level）」進行比對，計算出「干擾比（Interference ratio）」，以確保使用者在強射頻環境下依然能享有乾淨的聽覺體驗。
2. Annex G 的核心名詞與物理定義
為了掌握 Annex G 的測試內容，我們需要先了解以下專有名詞的定義：
- 音訊輸出埠（Audio output port）： 意指預期直接連接至揚聲器或貼耳式設備的輸出埠（例如 3.5mm 耳機孔、喇叭接線端子或驅動器埠）。
- 揚聲器（Loudspeaker）： 指預期產生可聽聲音、但非直接貼附於使用者耳廓的電聲換能器（如內建喇叭、外接音箱）。
- 貼耳式設備（On-ear device）： 指預期直接貼附或耦合於使用者耳廓的電聲換能器（如頭戴式耳機、耳塞式耳機、電話聽筒）。
- 解調音訊位準（Demodulated audio level, L1）： 測試期間由於施加射頻干擾，在輸出端測得的非預期雜訊訊號位準（可為聲壓位準 dBSPL 或電位準 dBV）。
- 參考位準（Reference level, L0）： 在正常運作動態範圍內，於測試埠建立的標準音訊輸出位準。
- 聲學干擾比（Acoustic interference ratio）： 解調音訊聲壓位準與聲學參考位準的分貝差值（Acoustic interference ratio = L1 – L0）。
- 電學干擾比（Electrical interference ratio）： 解調音訊電壓位準與電學參考位準的分貝差值（Electrical interference ratio = L1 – L0）。
3. 施加的干擾訊號特徵
Annex G 評估 Performance Criterion A 時，施加的連續射頻干擾訊號標準規格為：80% 振幅調變（AM Modulation）、調變頻率為 1 kHz 的正弦波。若 1 kHz 不在待測物的有效音頻工作範圍內，允許使用製造商指定的其他調變頻率。
三、 Annex G 適用的產品類別有哪些？
1. 法規適用範疇
很多工程師常問：「我們的產品只是一台含有喇叭的平板電腦，也需要做 Annex G 嗎？」答案是肯定的。根據 EN 55035 Annex G 第 G.1 條的定義，凡是具備產生音訊訊號、並將訊號呈現給以下任何一類元件的多媒體設備，皆屬於 Annex G 的強制規範範疇：
- 貼耳式設備（On-ear devices）： 如各式頭戴式耳機、耳塞式耳機、電話聽筒、主動式降噪耳機。
- 揚聲器（Loudspeakers）： 如產品內建的喇叭單體、外接主動式音箱、智慧音箱。
- 音訊輸出埠（Audio output ports）： 預期直接驅動揚聲器或貼耳式設備的實體輸出介面。
- 支援電話功能（Telephony functions）的設備： 如傳統有線電話、VoIP 網路電話、PABX 電話交換機系統。
2. 標準 Table G.1 及 Annex J 針對典型產品的測試埠定義
標準在 Table G.1 以及附錄 Annex J 中，列舉了常見多媒體產品必須測試的音訊埠位：
| 多媒體產品類別 | 必須測試的音訊埠 | 標準參考架構圖 |
|---|---|---|
| 收音機、電視（TV）、平板電腦（Tablet） | 音訊輸出埠、內建揚聲器 | Figure G.1, G.2, G.3 |
| 筆記型電腦（Notebook Computer） | 內建揚聲器、3.5mm 音訊輸出埠 | Figure G.1, G.3 |
| 免持電話機（Hands-free Telephone） | 聽筒（貼耳式）、免持揚聲器、有線網路連接埠 | Figure G.2, G.4, G.5, G.6, G.7 |
| VoIP 網路電話 | 聽筒（貼耳式）、網路線路埠 | Figure G.4, G.5, G.6 |
| 主動式耳機（Powered Headphones） | 耳機單體（貼耳式 | Figure G.4 |
| PABX 電話交換機 | 類比網路線路埠 | Figure G.7 |
3. 明確排除的特例（Exclusions）
標準特別強調：若音訊輸出埠僅用於後續的數位訊號處理、而非預期直接連接至揚聲器或貼耳式設備者，不在 Annex G 的範疇內！
- 典型特例：HDMI 輸出埠、光纖（S/PDIF）輸出埠。 因為 HDMI 傳輸的是未經解碼的數位音訊流，需要經過後端的影音擴大機（AV Receiver）處理後才會推動喇叭發聲，因此 HDMI 埠不需要進行 Annex G 的解調音訊測試。
四、 如何進行符合 Annex G 要求的聲學測試
進行符合 EN 55035 Annex G 的聲學測試，是結合了「電磁輻射/傳導抗擾測試」與「高精度聲學量測」的跨領域工程。以下我們將測試環境、儀器配置、運作模式設定與量測步驟進行拆解。
1. 測試環境與儀器配置
(A) 窄帶帶通濾波器（Bandpass Filter）
在擷取解調音訊時，必須在分析儀前端或軟體中串接一個中心頻率鎖定在射頻調變頻率（通常為 1 kHz）的帶通濾波器。該濾波器的 3 dB 頻寬通常設定為 100 Hz。其作用是將測試環境中的背景噪聲以及調變頻率的高階諧波濾除，僅精確提取出 1 kHz 的解調音訊位準。
(B) 聲學環境與反射防護
聲學測試環境的背景噪音必須足夠低，不得影響量測結果。在電磁半無響室（SAC）或全無響室（FAR）中進行揚聲器或耳機量測時，為減少金屬轉台或牆面產生的聲波反射，需要在待測物與量測麥克風周圍擺設吸音材料（吸音棉或吸音尖劈）。
(C) 貼耳式設備（耳機/聽筒）的特殊「遠端聲學導管」防護架構
在進行 輻射抗擾（Radiated Immunity, 80 MHz – 1 GHz） 測試時，若將金屬製的量測麥克風直接放置在強大的電磁場（例如 3 V/m 或 10 V/m）中，麥克風本體的前置放大器電路也可能會被射頻場干擾而產生解調，造成誤判。
為了消除這種測試儀器自身的干擾，Annex G（Figure G.5 / G.6）推薦了一套極為巧思的測試架構：
- 將人工耳/聲學耦合器（Acoustic Coupler）緊密貼合待測耳機。
- 透過一根長度約 1.5 m、內徑 15 mm、外徑 19 mm 的塑膠軟管（Plastic Tube），將聲音引出射頻輻射區。
- 將量測麥克風置於輻射場外（或置於半導體地坪上的金屬屏蔽盒內）。
- 重要注意事項： 測試軟體必須預先校準並補償這根 1.5 m 塑膠軟管所帶來的聲學傳輸衰減與頻響變化。
(D) 非線性處理電路的凍結（Non-linear Processing）
若待測物內部包含自動增益控制（AGC）或迴音消除（Echo Cancellation）等非線性演算法，測試期間這類電路會因為背景噪音變化而自動調變音量，嚴重破壞測試重複性。標準規定應將非線性處理功能停用；若無法停用，可透過發射一個獨立於調變頻率之外的 Pilot 導引訊號，將 AGC 鎖定在固定的增益狀態下進行量測。
2. 待測物運作模式與參考位準 L0 設定（G.4 & G.5）
在施加干擾前，必須先建立待測物的基準音訊位準 L0。
(A) 音量增益與 EQ 設定
- 增益設定（Gain Setting）： 若使用者可調整音量，應將增益調整至輸入正常輸入訊號時，輸出恰好達到參考位準 L0 的位置。
- 頻率響應（EQ）： 設定為正常使用下最寬、最平坦的 EQ 模式。
(B) 參考位準 L0 標準對照表（Table G.2）
| 產品功能與輸出埠類別 | 量測方法 | 標準規範之參考位準 L0 設定值 |
|---|---|---|
| 非電話類產品 — 貼耳式設備（耳機） | 聲學量測 | 設定為正常使用之典型音量，標準建議為 75 dBSPL。 |
| 非電話類產品 — 貼耳式設備（耳機） | 電學量測 | 建立對應可產生 75 dBSPL 的電壓位準（dBV）。 |
| 非電話類產品 — 揚聲器 / 音訊輸出埠 | 聲學或電學量測 | 設定於正常動態範圍內，且必須比最高連續不失真峰值低至少 10 dB。 |
| 電話類產品 — 聽筒 / 免持揚聲器 | 聲學或電學量測 | 嚴格設定為 75 dBSPL（或於網路線路埠輸入 -30 dBm 以建立 75 dBSPL）。 |
3. 實務測試步驟（Step-by-Step Execution）
標準 G.6.4 條文詳細規範了嚴謹的測試流程，主要分為「基準設定」與「干擾量測」兩大階段：
- 架設與連接： 將待測音訊埠連接至電學量測儀器，或將揚聲器/耳機對準聲學量測麥克風。
- 輸入激勵訊號： 輸入一個 1 kHz 的音訊正弦波，將待測物輸出調整至 Table G.2 規定的參考位準 L0。
- 記錄 L0 數值： 精確量測並記錄此時的聲壓級（如 75 dBSPL）或電壓級（如 -20 dBV），此數值即為 L0。
- 切換至靜音狀態： 將待測物的音訊輸入切換為「靜音（Silence）」狀態。注意：切換過程切勿改變輸入端的匹配阻抗！
- 施加射頻干擾： 啟動 EMC 測試系統，施加傳導射頻干擾（0.15 MHz – 80 MHz）或輻射射頻干擾（80 MHz – 1 GHz 及指定的 Spot Frequencies，如 1.8 GHz, 2.6 GHz, 3.5 GHz, 5 GHz）。
- 擷取解調音訊 L1： 經由 1 kHz 帶通濾波器，讀取在靜音狀態下因射頻干擾所解調出的雜訊位準，記錄為 L1。
- 計算干擾比： 帶入公式計算聲學或電學干擾比：Interference Ratio = L1 – L0。
- 重複掃描： 針對所有要求的射頻干擾頻率點，重複步驟 5 至 7。
4. Pass / Fail 判定標準（Clause G.7）
量測出干擾比後，即可比對 G.7 條文進行判定：
(A) 一般多媒體設備（Non-telephony Devices）之限值（G.7.1.3）
對於不支援電話功能的一般多媒體設備（如平板電腦、筆記型電腦、主動式喇叭、電視），其 Performance Criterion A 的判定為：
Measured Interference Ratio ≦ -20 dB
物理意義： 射頻干擾解調出的雜訊位準 L1，必須比正常播放時的參考位準 L0 低至少 20 dB。
- 舉例說明： 若測試耳機時建立的聲學參考位準 L0 = 75 dBSPL，則在施加射頻干擾時，解調出的音訊雜訊 L1 絕對不得超過 55 dBSPL。
(B) 電話類設備（Telephony Devices）之限值（Table G.3）
由於電話通訊產品對通話品質要求更為嚴苛，Table G.3 針對不同干擾型態訂定了分段限值：
| 射頻干擾測試類型 | 干擾頻率範圍 (MHz) | 干擾比限值 (Interference Ratio) | 等效直接聲學解調位準限值 |
|---|---|---|---|
| 傳導 RF 干擾 (Conducted) | 0.15 MHz – 30 MHz | -20 dB | ≦ 55 dBSPL |
| 傳導 RF 干擾 (Conducted) | 30 MHz – 80 MHz | -10 dB | ≦ 65 dBSPL |
| 輻射 RF 干擾 (Radiated) | 80 MHz – 1000 MHz | 0 dB | ≦ 75 dBSPL |
五、 結語與設備整合商的專家對策
EN 55035 / CISPR 35 Annex G 透過極具科學性的量化指標，將過去抽象的「音訊雜訊」轉化為精確的「分貝干擾比（Interference Ratio）」，為現代多媒體產品的聲學抗擾度建立了確實的驗證標準。
在實際的產品研發與量測站台建置中，要順利通過 Annex G 測試，聲學工程師與 EMC 工程師必須在設計初期就密切合作：
- 電路硬體設計端： 在運算放大器與功率放大器的輸入/反饋端加裝微型低通濾波器（如 RC 濾波或高頻磁珠），並採用高共模抑制比（CMRR）的全差分（Full-differential）音訊線路設計，阻斷射頻訊號進入半導體 PN 接面。
- PCB 佈線端： 確保音訊走線具備良好的地線包覆（Ground Shielding），避免敏感的低電位音訊線路成為接收射頻能量的微型天線。
- 測試自動化整合端： 導入內建符合 Annex G 規範（帶有 1 kHz 100 Hz 帶通濾波器、1.5 m 聲學導管衰減補償演算法及自動化 L0 / L1 比對計算）的自動化音頻與 EMC 複合測試軟體，能將原本繁瑣耗時的逐點人工手動測試，壓縮至自動化極速完成。
作為專業的電聲與測試系統整合商，我們提供包含全套符合 CISPR 35 Annex G 規範的完整解決方案。若您的團隊正致力於提高產品的 EMC 音訊抗擾度，或需要規劃下一代自動化認證測試站台，歡迎隨時與我們的工程團隊聯繫交流！