作者：张震坤 主编 许亚春、黄成柏 副主编
出版社：化学工业出版社
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消费类电子电气产品安全评价及检测技术试读：
前言
消费类电子电气产品是常见的电气产品，指消费者在日常工作、生活中普遍使用的电气产品，主要包括家用电器、灯具、音视频电子产品、信息技术设备等，为中国大宗出口产品。由于部分消费类电子电气产品不需要大型的专业生产设备，特别是在终端的组装环节，故该类产品的生产企业既有几万人的大型公司，也有几个人的家庭作坊，产品质量良莠不齐，出口到国外的产品被召回的案例也并不鲜见。本书的编写，旨在进一步提高我国消费类电子电气产品检验技术队伍的整体素质和技术水平，及时与国际检验技术接轨，以利于打破国外对消费类电子电气产品在安全领域的技术壁垒。
本书的编写人员长期工作在相关产品的3C认证检测机构、检验检疫监管部门，积累了丰富的检验、监管工作经验，熟悉国内外相关的监管法规、认证制度。本书的编写，主要依据国际标准、国外先进标准、中国国家标准和行业标准的最新版本，并结合了进出口贸易的发展情况以及编者的工作实践经验。本书共分为两部分，第一部分（第1～6章）主要介绍安全评价的要求，包括产品发展历史及现状，各国家地区的技术安全法规体系、标准概况、管理制度、相关的风险分析。第二部分（第7～9章）主要介绍相关产品的检测技术，针对各类产品的检验要求举例进行说明，并介绍了产品中常见的不合格情况、检验中常用的仪器设备等。
由于编者水平有限，书中不足之处敬请广大读者批评指正。编者第1章 消费类电子电气产品概况
电子电气产品在人类的发展进程中扮演着越来越重要的角色，但由于电的危险性，可导致电击、着火、机械伤害等事故的发生，因此，其安全质量一直受到严格监管。随着技术的进步，电子电气产品的种类在不断扩展，产品性能在不断提高，对产品的安全要求也在不断更新，同时，对产品要求的更新也在不断促进产品的技术进步。
电子电气产品，种类繁多，难以逐一论述，本书仅涉及普通消费者常见的产品，主要包括在家庭、办公室、商店等场所使用的电器，不包括仅使用于工厂、轮船、矿场、火车等专业场所的电器。按照国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，简称IEC）对产品标准的分类，本书涉及的消费类电子电气产品主要包括家用电器、灯具、音视频电子产品、信息技术设备共四大类整机产品，不包括镇流器、光源、电线、开关、电机、温控器、电容、电阻、插头、插座、电池、变压器等电子电气部件，也不包括电动工具、医疗电器、测量仪器、电力设备等非普通消费者使用的电子电气产品。
在IEC标准体系中，家用电器适用的标准为IEC 60335系列，灯具适用的标准为IEC 60598系列，音视频电子产品适用的标准为IEC 60065，信息技术设备适用的标准为IEC 60950。随着技术的发展，许多电子产品融合了音视频电子产品、信息技术设备的功能，IEC在2010年1月发布了IEC 62368-1，该标准可同时适用于音视频电子产品和信息技术设备。
随着中国加工业的不断成长，大部分消费类电子电气产品的产地在中国，其生产企业主要分布在东南沿海地区，尤以珠三角、长三角最为集中，不乏国际上各大知名品牌设在中国的生产基地或代工厂。具有国际品牌的产品，大部分为高档产品，品牌较为集中，其加工工厂规模较大，质量通常较为可靠；国内品牌的产品，大部分为中低档的产品，品牌数量众多，其加工工厂数量众多，除了规模较大的工厂，一些小型工厂的产品质量堪忧，特别是一些家庭作坊式工厂生产的产品，不合格率非常之高。1.1 消费类电子电气产品的发展历史及现状1.1.1 家用电器
什么是家用电器？一般而言，人们在日常生活中使用的，在住宅或住宅周围使用的电器，如电冰箱、洗衣机、电视机、收录机、音箱、录像机、电子计算器、电子手表、电扇和电热器具等电器，都可称之为家用电器。
按照安全评价及检测的分类方式，家用电器可分为：涉及单相器具额定电压不超过250V，其他器具额定电压不超过480V的家用和类似用途电器；不作为一般家用，但对公众仍可能引起危险的器具，例如打算在商店、轻工业和农场中由非专业的人员使用的器具也属于该范围。但下述电器不属于家用电器的范围。
①专为工业用途而设计的器具。
②打算使用在经常产生腐蚀性或爆炸性气体（如灰尘、蒸汽或瓦斯气体）特殊环境场所的器具。
③音频、视频和类似电子设备。
④医用电气设备。
⑤手持式电动工具。
⑥信息技术设备。
⑦可移动式电动工具。
国际上根据家用电器的惯用颜色将家用电器分为白色家电、灰色家电和黑色家电三大类。
白色家电，即安全评价及检测分类中的家用电器：电器外壳常用白颜色，主要指由GB 4706系列标准规定的电器产品，如洗衣机、冰箱、空调、电风扇等。
灰色家电，即安全评价及检测分类中的信息技术设备：电器外壳常用灰颜色，主要指由GB 4943标准所规定的办公电器产品，如计算机、传真机等。
黑色家电，即安全检测分类中的音视频电子产品：电器外壳常用黑颜色，主要指由GB 8898标准所规定的电子电器产品，如电视机、音响等。
家用电器问世已有过百年历史，美国被认为是家用电器的发祥地。1882年，美国首次出现了商品化的电风扇。这种只有两片扇叶的家用电器设备，是纽约的克罗卡卡齐斯发动机厂的主任技师休伊霍伊拉发明的。1889年，瑞士萨玛登的贝尔尼纳旅馆安装的电烤炉，是世界上最早的电烤炉。1891年，美国明尼苏达州圣陂尔的卡彭塔电器加热制品厂，在世界上最早使电烤炉商品化并批量生产。
时至今日，家用电器已成为现代家庭生活的必需品，用户对家电产品的期望值越来越高，这促使家电制造厂商全力开发新型的家电产品来满足用户需求，智能化、网络化、高效节能的家电产品是目前发展的趋势。
智能家电产品分为两类：一是采用电子、机械等方面的先进技术和设备；二是模拟家庭中熟练操作者的经验进行模糊推理和模糊控制。随着智能控制技术的发展，各种智能家电产品不断出现，例如，把电脑和数控技术相结合，开发出的数控冰箱、具有模糊逻辑思维功能的电饭煲、变频式空调、全自动洗衣机等。
网络家电是一种具有信息互联、互通或互操作特征的家电终端产品，与家庭网络、智能家居关系密不可分。家庭网络是网络家电工作的基础，与网络家电一同构成智能家居的要素，智能家居通过网络家电来实现。在目前家庭网络尚未普及的情况下，网络家电的发展主要以和Internet网络结合为主，这些网络家电可分为：与音视频相关的网络家电，如客厅电脑、IPTV；与家庭自动控制相关的网络家电，如网络空调、网络冰箱。目前许多企业已经推出融合网络家电产品的智能家居样板屋，这表明家庭网络中信息连通技术已基本解决，影响网络家电发展的是不同网络家电标准所涉及不同集团利益的非技术因素。
节能环保技术在家用电器产品中已有较为普遍的应用，随着各国政府对节能减排关注度的不断提高，节能技术将迎来更广阔的发展应用空间。综合考虑环境影响和资源效率的绿色模式，以实现家用电器产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废全过程对环境的影响最小，这种系统的整体性节能技术将是未来家电业发展的长期方向。
中国在全球家电产业中已经处于“家电大国”的地位，因此，积极主动参与国际标准制定、引领全球家电技术的发展，已经成为我国家电产业发展的重要目标。1.1.2 灯具
自从1879年美国人T.A.爱迪生发明了碳丝白炽灯，1907年出现了钨丝白炽灯，此后又逐渐解决了白炽灯的生产和发配电等问题，电气灯具逐渐代替煤气灯和煤油气灯而成为人类的主要照明灯具。到1911年左右，当电力成为主要的新能源以后，电气灯具得到迅速发展，随着各种新型电光源的出现和照明技术的不断发展，诞生了许多新型的电气灯具。
现代世界已经离不开照明，无论是日常生活、工作，还是工业生产、工程建设、道路交通等方面，照明电器应用非常广泛，故其分类方法繁多。与其他行业不同的是，照明电器的分类比较细致，包括电光源、家居照明、商业照明、道路照明、景观照明、工程照明等，产品的多样性构成了行业的复杂性，故灯具行业呈现出多样化的特点。
按照IEC 60598-1《灯具 第1部分：一般要求与试验》的定义，灯具是指能分配、透出或转变一个或多个光源发出光线的一种器具，并包括支撑、固定和保护光源必需的部件（但不包括光源本身），必需的电路辅助装置以及将它们与电源连接的装置。
灯具能将光源发出的光线经由灯具的光源腔、控光器件按预定的要求分配到需要的方向。一般的控光方式有反射式、透射式和反射-透射式三种。现代灯具的三大构件分别为电光源、灯罩和管架。灯罩的作用十分明显，它不仅能够提高光的利用率、保护光源和我们的视力，而且具有装饰的作用。
灯具造型追求艺术性与科学性的有机结合，灯具造型除了功能合理外，还应有美化环境、装饰建筑、创造气氛的作用。灯具造型设计既要采用现代科学技术成果，还要体现文化特色，要把科学性和艺术性有机地结合起来，而不能片面追求科学性（功能性）或艺术性。特别是当今流行的“建筑化”照明，把发光器件（光源）和建筑构件（顶棚、梁、柱墙和地面等）及室内设施（写字台、家具、吊扇等）融为一体，使得照明灯具的内涵不断深化与扩展，而且形式多种多样，让人耳目一新。
未来灯具的光学设计、热学设计、安全设计、机械与工艺设计的科学化程度将大大提高，可用正行或逆行光路法和FIELD法计算配光技术；温度场分布、热流模型和气流分布等研究成果及技术，特别是灯具系统化设计的理论和技术，将得到推广和应用。
灯具从白炽灯泡开始，历经无数次的技术革新，目前正在向高技术、新颖性、节能化方向发展。LED灯具是新一代电光源，在许多领域如道路交通、建筑景观照明等已经广泛应用。从目前影响LED灯具获得广泛应用的因素来看，灯具成本是最重要的影响因素。LED灯具的成本包括两个部分，一是灯具的初始购置成本，这取决于LED灯具的市场价格；二是灯具的使用成本，这取决于灯具寿命、电力费用及维护费用等因素。
随着LED照明灯具价格不断降低、性能不断提升，绝大多数LED灯具的全寿命周期的综合成本将明显低于传统灯具，而逐渐成为主流的照明光源。随着半导体照明产品性能的持续提升和制造成本的不断降低，同时也随着相关应用环境，如标准、产品认证和检测、工程应用设计和示范、相关政策等产业环境的完善，LED照明应用将会继续保持较高的增长速度。1.1.3 音视频电子产品
音视频电子产品，包括传统的收音机、电视机、录音机、录像机等产品，而目前更广泛常见的音视频电子产品还有：音响器材、光盘播放机、电唱机、视频投影仪、电子乐器及其辅助设备、视频监视器、视频游戏机、教学用音视频设备、电子音乐盒、电子游戏机及评分设备等（详见GB 8898—2011的1.1）。
1888年，在留声机的基础上，当时的科学家将电池装在了留声机上，用电池驱动留声机，于是出现了最早的电唱机。随着技术的演进，最早的留声机，逐步地从蜡筒式、唱盘式、钢线式，演变成后来长期流行的磁带录音机。随着电子技术的演进，进入21世纪，这类音频录放产品已经大量地被类似于MP3播放及录音产品替代，或者变成其他智能产品的附属功能。在一些博物馆中，我们还可以见到这一时代产品的留存。
1910年，随着无线电广播的产生，先期产生的矿石收音机和电子管收音机正式进入应用阶段。现在的收音机类产品所用的元件大多已经被集成电路替代。收音机接收的信号方式也处于多种并存的状态，有调幅信号、调频信号以及现在发展的一种数字广播信号。
1925年，电视机诞生。经过近一个世纪的改进，电视由最初的黑白图像，变成了现在的彩色图像，由初期的机械式及CRT显示器，变成了现在等离子体显示器和液晶显示器。
在20世纪的电子技术发展中，音视频产品直接与人们的生活息息相关，其发展在历史上留下了浓墨重彩的一页。
随着人们生活水平的提高，音视频产品也在不断地改变，从最初的收音机，到电视机，再到录放音机和录放像机。
今天，类似MP3的音乐播放盒、视频投影机、音响器材、光碟播放机、照相机等都属于音视频产品的范畴。常见的音视频产品还有教学用的音视频设备，电子乐器及相关设备，公共会议系统，视频游戏机等。音视频设备还涵盖了与音视频设备配套的独立的换能设备，如天线放大器及定位器、电子闪光设备、电子光效设备等。
因为应社会需求的多样化，音视频产品与其他产品的结合目前正成为一个渐渐扩大的趋势。如音视频功能向信息技术产品融合，这得益于信息技术产品软硬件功能的进一步完善，能方便地对音视频信号进行处理。同时，音视频产品也在与其他家居产品进行融合，如在冰箱和抽油烟机等产品上面，组合液晶电视等，新的组合在不断地出现。
下面介绍几个音视频产品常用的相关定义。
①调制方式：这是用于收音机的术语。调制就是用信号对媒介载波进行加载，改变媒介载波的某些特性。常用的调制方式，在技术上有调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）；现在出现更新的数字调制广播方式（DAB），这得益于通信技术在广播领域的应用。
②声道：这是用于音频回放的术语。最早的音频录制和回放均采用的单声道（Mono），这种声音由于发音位置固定，缺少临场感。为较好地模拟临场声音场，出现了双声道（立体声：Stereo）。现行的还有Dolby Stereo，这是一种由杜比实验室发展出的一种5.1声道的原音还原技术。
③屏幕显示方式：这是电视机或监视器用的术语。较早的视频产品多用阴极射线管（CRT），它的发展是从黑白向彩色过渡。后来发展了彩色液晶显示技术和等离子体显示技术，使得显示屏幕得以平面化。现在出现一个LED显示屏的概念，这其实是说的一种背光为发光二极管的彩色液晶显示屏。
④光碟制式：最早的CD碟是一种标准CD音轨格式的碟片，这种碟片的音频格式是用44.1K的采样率进行音频采样，16位量化得出的数字音频，直接刻在CD碟片上，音频基本忠于原声。但这种碟片一张碟片约能存放10多首乐曲。为更多地存放乐曲，发展出音频压缩技术及视频压缩技术。首先产生的音视频压缩技术MPEG-1，引入了VCD，在CD碟片上能够存储音视频信息，其视频质量与VHS录像系统相若。现在更高的一种音视频节目的压缩方式是MPEG-2，引入了DVD碟片，这种碟片本身的数据容量更大，一张碟片的容量达到了4.7GB，可以存储大量的音视频压缩数据，所以这种碟片的音视频还原能力更高。1.1.4 信息技术设备
信息技术设备，一般是指与信息处理和交换等相关的设备，可以大致区分为个人类信息处理及相关设备与办公或商用类信息处理及相关设备，虽然界限并不明显。
信息技术设备的应用范围越来越广，逐渐地也与前面所述的音视频设备出现了交叉，这得益于信息技术设备强大的数据处理能力，实现音视频信号的数字化，从而进行数字化存储、处理和交换，并可以无损还原。在此，本书不作详述，详细情况可参考IEC 62368。
我们常接触的供个人使用的信息技术设备主要是个人电脑、打印机、手提电脑等。
信息设备，其粗略分类如表1-1所示。①表1-1 信息技术设备分类①引自GB 4943—2011中1.1.1。
信息技术设备的发展，可以追溯到电报的出现。19世纪30年代，随着西方工业文明的兴起，产生了电报通信，这是最早的信息交换用设备。随着科技的进步，最早的有线电报，发展为今天的丰富的通信方式，其间出现了有线电报、有线电话、无线电报、无线电话等，其通信原理沿用至今，并得以细化、完善。20世纪40年代，在将原来的计算方式改用电子电路制作，出现了现代的电子计算机，这极大地方便了海量交换信息的处理。随着信息交换容量的增大，信息处理技术和设备技术不断演进，产生了大量与信息处理相关的设备。
正如上文所讲，在通信技术进步的基础上，出现了通信网络基础设备，并更新了通信终端设备；随着信息处理技术的发展，数据和文字处理设备得以进步，形成了我们现今所见的先进的数据和文字处理设备及相关设备。
通信、信息相关技术的发展，使数据和文字处理在办公领域也获得了广泛而深入的应用；在要处理大量数据的银行也得到了大量应用，一些简单繁复的工作，已经被信息技术设备替代完成，如自动柜员机的出现；在邮政领域，简单的邮件分检，邮资处理，也已经由信息技术设备替代完成；在消费场所，收银机、销售终端（POS）已经随处可见；近年来获得广泛普及的家用数字电视终端机（机顶盒），也是一种信息技术设备。
信息技术产品与现代科技发展联系紧密，科学研究中经常需要进行的测控、分析、归纳、流程优化等工作以及产生的大量研究信息，正广泛交由信息技术设备来收集和处理。试想如果这些仍用手工来做，已经是不可能的了。可见，信息技术产品，在类似地会产生大量数据的应用领域，发挥着至关重要的作用。
信息处理设备的另一个比较大的类别，是在办公环境常见的设备，如：媒介切碎机、媒介齐整机、媒介装订机等。因为与信息媒介的处理相关，这些设备通常也被列入信息处理设备范畴。1.2 消费类电子电气产品分类介绍1.2.1 家用电器1.2.1.1 概述
家用电器的产品种类很多，结构各异，用途、功能也不尽相同。随着生活水平的提高，新技术的推广运用，新产品还不断出现，其分类方式也呈现多样化的特点。本书从检测要求、结构特性、功能用途等方面对家用电器进行分类，以方便大家对家用电器的了解。1.2.1.2 基本分类要求
从安全检测的角度来看，家用电器一般有两种分类方法。（1）按家用电器电击防护分类
器具应属于下列各种类别之一：0类、0Ⅰ类、Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。（2）按家用电器外壳防护等级分类
防护等级在GB 4208《外壳防护代码（IP等级）》（IEC 60529）中给出。1.2.1.3 按检测条件分类（1）按家用电器安装方式分类
驻立式器具：固定式器具或非便携式器具，如电冰箱、洗衣机和固定式电磁灶等。
固定式器具：紧固在一个支架上或固定在一个特定位置进行使用的器具，如空调器、抽油烟机等。
便携式器具：在工作时预计会发生移动的器具或质量少于18kg的非固定式器具，如室内加热器、电饭锅等。
手持式器具：在正常使用期间要手握持的便携式器具，如电熨斗、电吹风、电推剪等。（2）按家用电器主要功能分类
电动器具：装有电动机而不带有电热元件的器具，如电风扇、电动按摩器等。
电热器具：装有电热元件而不带有电动机的器具，如电水壶、电饭锅等。
组合型器具：装有电动机和电热元件的器具，如暖风机、电吹风等。（3）按家用电器的工作时间分类
连续工作器具：指无限期地在正常负载或充分放热条件下进行工作的器具，如吊扇、空调器等。
短时工作器具：指在正常负载或充分放热条件下，从冷态开始按一特定周期工作的器具，在每个工作周期的间隔时间要足以使器具冷却到近似室温，如电吹风、绞肉机等。
断续工作器具：指在一系列特定相同的周期工作的器具，每个周期包括在正常负载下或充分放热条件下的一段工作时间和随后让器具空转或关闭的一段时间，如洗衣机、面包机等。1.2.1.4 按功能用途分类
①制冷空调器具。包括家用冰箱、冷饮机、房间空调器、冷热风器、空气去湿器等。
②通风器具。包括电扇、换气扇等。
③清洁器具。包括洗衣机、干衣机、吸尘器、地板打蜡机等。
④厨房器具。包括电灶，微波炉、电磁灶、电烤箱、电饭锅、洗碟机、电热水器、食物加工机等。
⑤取暖熨烫器具。包括电熨斗、室内加热器等。
⑥美容及其他器具。包括电动剃须刀、电吹风、整发器、超声波洗面器等。
⑦商用电气饮食加工服务设备。包括商用炸锅、商用煎锅、商用电烤炉、商用电烤架等。
⑧保健和类似器具。包括电动按摩器、按摩垫等。
⑨电热毯器具。包括电热毯、电热被、电热服等。1.2.1.5 具体产品的分类
具体的产品也存在不同的分类方法。下面以电风扇为例，对具体的家用电器产品进行分类。
电风扇的分类见表1-2。表1-2 电风扇的分类1.2.2 灯具1.2.2.1 概述
随着照明行业的不断发展，新光源、新器件的涌现，灯具产品进入了一个高速发展的时期。灯具产品种类繁多，我们将从基本分类、安装方式、使用场所、光源类型等方面对灯具进行介绍，让大家对灯具产品有初步的认识。1.2.2.2 基本分类要求
按照IEC 60598-1《灯具 第1部分：一般要求与试验》的要求，灯具可从以下几个方面进行分类。（1）按防触电保护形式分类
灯具分为Ⅰ类、Ⅱ类或Ⅲ类。（2）按防尘、防固体异物和防水等级分类
灯具按IEC 60529《外壳防护代码（IP等级）》中规定的“IP数字”方法进行分类，如IP20、IP44、IP65等。（3）按灯具设计的安装表面材料分类
灯具分为仅适宜于安装在非可燃材料表面上，适宜于直接安装在普通可燃材料表面上或当隔热材料可能覆盖灯具时，适宜于直接安装在普通可燃材料表面上或表面内。（4）按使用环境分类
灯具分为正常条件下使用的灯具和恶劣条件下使用的灯具。1.2.2.3 按安装方式分类（1）固定式灯具
固定式灯具是指由于灯具的固定方式使之只能借助于工具才能拆卸，或由于灯具在臂展范围之外的位置使用，使灯具不能轻易地从一处移到另一处，如：吸顶灯、吊灯、壁灯等。（2）可移式灯具
可移式灯具是指正常使用时，连接电源后能够从一处移到另一处的灯具，如台灯、落地灯等。（3）嵌入式灯具
嵌入式灯具是指制造商打算完全或部分嵌入安装表面的灯具，如筒灯、格栅灯盘、埋地灯等。1.2.2.4 按使用场所分类（1）室外照明灯具
室外照明灯具就是用于室外的灯具，要求满足室外视觉工作需要和取得装饰效果，如道路灯、庭院灯、地埋灯、护栏灯、交通灯、隧道灯、泛光灯等。（2）室内照明灯具
通常用于室内照明和装饰的灯具，如台灯、小夜灯、吸顶灯、落地灯、吊灯等。1.2.2.5 按使用的光源类型分类（1）白炽灯灯具
白炽灯灯具是指使用白炽灯作为光源的灯具。白炽灯是一种将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源，如钨丝灯、卤钨灯等。（2）荧光灯灯具
荧光灯灯具是指使用荧光灯作为光源的灯具。荧光灯是利用低压汞蒸气放电产生的紫外线激发涂在灯管内壁的荧光粉而发光的电光源，如荧光灯灯管。（3）（其他）气体放电灯（荧光灯除外）灯具
气体放电灯灯具是指使用气体放电灯（荧光灯除外）作为光源的灯具。气体放电灯是灯内两个电极在电场作用下，电流通过一种或几种气体或金属蒸气而放电发光的电光源，如高压钠灯、HID灯等。（4）LED灯具
LED灯具是指使LED作为光源的灯具。LED也称发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，它可以直接把电转化为光。（5）其他光源的灯具
如使用LEP等离子光源的灯具。1.2.3 音视频电子产品
音视频电子产品按其总类归为音频产品、视频（多附带音频）产品及其他相关设备。
音视频产品的结构按处理流程来分，可以分为以下几个部分：信号的采集、信号的处理、信号的存储、信号的还原；还有在流程之外，与音视频相关的设备，如音视频信号发生器；以及音视频信号的应用，如游戏机类。
音视频产品配套用的电源，归入音视频电子产品的辅助设备。
现在的音视频产品大都是综合性的，包含如图1-1所示的多个功能块。图1-1 音视频产品流程结构示例
大致地，音视频产品主要包括以下类别。1.2.3.1 音视频接收及相关设备
如收音机、电视接收机；天线信号转换器和放大器、天线定位器、民用频段设备等。
用于接收无线电广播、电视节目，或与接收机相关的天线信号放大设备及调谐设备，在家庭应用较常见。这些设备功能主要涉及一个频段的概念。在空中，无线电广播和电视台站，分开不同的频率发送信号，占用不同的频段。在接收端，收音机的接收机要通过调节天线及调谐器，取得空中需要的信号进行解调，还原成原始的音频、视频信号。收音机、电视机的典型外观见图1-2、图1-3。图1-2 收音机图1-3 电视机
民用收音机通常分为三种工作波段：中波（我国的中波频率为525～1605kHz，波长为200～600m）、短波（短波因为大部分为国际广播，其频段一般为3～30MHz，其波长为：10～100m）、调频（我国的调频广播频率为88～108MHz，波长为3～4m）。
中波一般采用调幅调制，发射和接收设备可以很简单，中波靠地面波和天空波两种方式进行传播。在传播过程中，地面波和天空波同时存在，有时会给接收造成困难，故传输距离不会很远；而且抗干扰能力差，容易湮没在空间噪声中。
短波的调制方式与中波段调制方式相同，但由于其频率更高，其传播主要靠天空波来进行，它能以很小的功率借助电离层天空波传送到很远的距离，所以主要用于远距离国际无线电广播。同中波广播一样，由于其调制方式简单，抗干扰能力差。
调频广播一般会采用更高的频率，其传播方式是直射波，其传播距离不远，一般是在视距内传播；但由于其特殊的频率调制方式，可以获得较好的抗干扰能力。
电视广播的工作频率范围一般为50～863MHz，分为三段：VHF1（50～85MHz）、VHF2（168～216MHz）、UHF（471～863MHz），俗称甚高频（VHF）、超高频（UHF）。一个频道的带宽占用约为8MHz。电视广播的频段也是直射波，所以电视广播也均是在一个城市的可视范围内，在城市建筑向高层化发展中，电视发射塔也向高空发展。现在也发展了有线同轴电缆分享技术，利用已安装到用户住房的同轴电缆，将电视信号分配到用户手中。而且同轴电缆能避免无线电波向空间辐射，与其他信号形成干扰，并且可以将原来不能在无线电视广播上用的频率，加以利用，容纳更多的频道，而且有线电视不会受传输距离的限制。1.2.3.2 放大器
如音频功率放大器。
这里说的功率放大器，是指音频功率放大器，简称功放，以其主要用途来说，功放可以分为两个主要类别，即专业功率放大器与民用功率放大器。在体育场馆、剧场、歌舞厅、会议室、公共场所用的，以及录音监听等处用的功放，这类功放通常称为专业功放。而用于家庭的音乐欣赏，AV系统放音，以及卡拉OK娱乐的功放，通常称为民用功率放大器，其典型外观见图1-4。图1-4 功率放大器
功率放大器从放大器件来分，分为电子管功率放大器和晶体功率放大器。得益于集成电路技术的发展，现在比较多的是晶体功率放大器，但不是原来分立的晶体管功率放大器，现在用得更多的是集成电路。功率放大器的形式，通常有以下几类。
A类放大器：A类放大器的工作点设定在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，效率的理论最大值仅有25％，且有较大的非线性失真。
B类放大器：B类放大器一般会用两个对管分别放大音频信号的正负半周，两个晶体管推挽工作，放大器的静态点在对管的零位处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。其特点是效率较高（78％），但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是“交越失真”较大，即当信号低于晶体管的开启电压时，对管的两个晶体管都无法导通而引起。
D类放大器：D类放大器又称为数字音频功率放大器，它将音频信号数字化，再用数字化信号去推动大功率开关器件通/断音频功率放大器，这种放大器通常称为开关放大器。这种放大器由输入信号数字化电路、开关信号形成电路、大功率开关电路（半桥式和全桥式）和低通滤波器（LC）四部分组成。D类放大或数字式放大器，是利用极高频率的开关放大电路来放大音频信号的，具有效率高的突出优点。1.2.3.3 音视频记录及回放设备
录音机、录像机、摄像机、光盘刻录机、电唱机、视频显示器、视频投影机，其典型外观见图1-5、图1-6。图1-5 录音机图1-6 投影机
音频记录和回放设备种类繁多，我们只简要介绍一下记录及回放机理。
记录的最早出现，是在19世纪末。最早的只能进行音频录制，是将音频所致的机械共振通过录制头，刻在黄蜡筒或唱盘上，这是最早的机械录音。在进行回放时，也是用一个机械探头，去拾取轨迹的变化，在共鸣腔中将音频还原，或直接转为电信号进行放大还原。这种方式记录的最大缺点是，在不断地回放中，机械损耗会越来越严重，造成信号的失真。
后来发明了磁性记录，曾产生了一度广泛大众化的磁带录音和录像方式。这种记录的方式是将声音信号转换成相应变化的磁场，以剩磁的形式记录在磁带上，称磁性录音。其原理是基于磁性材料被磁化后留有剩磁，以及一长条磁性材料可以分段磁化的现象。录音时，信号激励磁头，将磁性材料磁化，记录信号。回放时，同样是用磁头去拾取磁带上的剩磁，转为电信号再放大输出。在同时代也出现了磁带录像和放像机，为保证较宽带宽图像信号的记录，通常其磁带宽于录音磁带，并且磁头处于高速旋转状态，在同样长度的磁带上，能记录更多的信息。但磁记录的缺点也很明显，由于是剩磁，在存储一段时间后，剩磁越来越弱，信号就会无法还原。
现在流行的一种方式是激光记录的方式，这种方式的记录原理，是将要记录的音视频信号进行模数转换，再通过控制激光头所发出的激光束的通断，在介质上烧蚀出一个个光斑，从而记录数字化的信号。在回放时，也是通过激光束去感应介质上的光斑形状，还原“0”“1”数字信号，再进行反向的数模转换，回放音视频信号。这种方式的最大优点是，理论上，只要介质不老化，数据可以永久记录、不丢失，因为介质与录制和回放的激光没有接触磨损，也不会像剩磁记录一样，随时间弱化。
还有一种光学录制方式，那就是我们曾看过的胶片电影，这种记录方式，是将声音和图像信号直接晒在胶片上，声音模拟电信号，经过音频放大器，把它放大到足以使光-电调幅器起作用的程度，以形成可记录的模拟光信号，再利用胶片对不同曝光量产生不同感光密度的特性，把声音记录下来。在读取时，再将音频图还原为声音。这就是我们可以欣赏的有声电影胶片。1.2.3.4 源换能器
如独立的话筒（麦克风）。
话筒又称传声器，是声-电转换的换能器，通过声波作用到电声元件上产生电压，再转为电能。话筒种类繁多，电路简单，其典型外观见图1-7。图1-7 话筒
话筒分动圈式话筒和电容式话筒。
动圈话筒的工作原理是：线圈装在振膜上，在感应声压时，线圈在磁场中运动，从而在线圈中产生与声压相关的感应电流信号。动圈话筒结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较低；频率特性良好，在50～15000Hz频率范围内幅频特性曲线平坦、指向性好、使用简便、噪声小。
电容话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生与声音相关的信号电动势。电容话筒在整个音频范围内幅频特性曲线平坦，频率特性更好；电容话筒无方向性、灵敏度高、噪声小、音色柔和；输出信号电平比较大，失真小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；但其工作特性不够稳定，低频段灵敏度随着使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要给电容极板施加直流电压，而且要配接前置放大器。1.2.3.5 负载换能器
扬声器又称喇叭，是电-声转换的换能器，它通过换能器件，将电能转换为声波，扬声器加上箱体，就称为音箱。其典型外观见图1-8、图1-9。图1-8 扬声器图1-9 音箱
由电到声的转换有以下几种模式。
①静电扬声器：静电扬声器的极薄振膜在静电力的作用下作前后移动，类似声带的振动，发出声音。静电扬声器的振膜重量极轻，不会类似电磁式扬声器的振膜的惯性，因而声音的还原能力较好，能捕捉音乐信号中极为细微的变化，充分表现音乐的神韵。其原理是一块处于两个电容极板中的金属振膜，在电容的静电作用下，金属振膜在电场中移动，发出声音。静电扬声器的高频还原度较好，但由于对于低频，容抗会加大，而且金属振膜本身的高频还原特性，所以静电扬声器主要用作与低频还原性好的其他类型扬声器配合使用。
②铁片扬声器：铁片扬声器的原理类似静电扬声器，但是用一块铁片振膜在一个U形电磁铁的电磁场作用下作前后移动，类似声带的振动，发出声音。铁片扬声器成本低廉，效果一般，主要用在电话筒或小型耳机上。
③电动扬声器：电动扬声器的构成是在一个恒定磁场中，安放一个固定在振膜上的音圈（电动线圈）。音圈中通以发声电流时，音圈会带动振膜振动，从而发出声音。电动式扬声器以结构简单、音质优秀、成本低、动态大已经成为目前市场主流。
④带式扬声器：用一条通以音频电流的金属带，置于恒定磁场中，音频电流所产生的磁场与恒定磁场相互作用，从而振动发出声音。带式扬声器也主要应用于中高频段，由于其频响曲线平直，高频上限极高，有着非常好的瞬态效果，因此可以方便地形成线性声源。1.2.3.6 综合应用类的音视频设备
如教学场所用的音视频设备、公共会议系统，以及其他专业的音视频系统。
音视频产品在一些公共场所的综合应用，就分别构成了教学场所的音视频设备、会议系统以及专业的音视频系统。图1-10是公共会议系统组成。图1-10 公共会议系统组成
按图1-10，也可以加入视频信号，形成视频会议系统。现在更进一步地与网络技术结合，系统可以进行网络扩展，保证多地同步会议或教学。1.2.3.7 电子乐器及辅助设备
如电吉他、电钢琴等电子乐器；节拍发生器、音调发生器等类似设备。
电子乐器及辅助设备，是利用电子线路产生类似于各种乐器音乐的乐器。一般会用拾音器拾取乐器的弦发出的音频，或由音频振荡器产生类似于乐器产生的音频信号，再由功率放大器将其放大，然后送至扬声器而放出声音。电子乐器的操作方式与所模拟的传统乐器相比可能更方便，发出的乐声与传统乐器的乐声相似。其典型外观见图1-11、图1-12。图1-11 电子鼓图1-12 电子钢琴
一般地，传统乐器不同程度地受自然气候条件的影响。如竹笛在不同温度的环境中会出现音高的差异；鼓类或弦类乐器受湿度影响，也会出现音色、音高的变化。电子乐器一般不受自然气候条件的影响，它只是受电压、电流或电子元件质量等因素的影响（正规的电子乐器产品出现这种现象的可能性极小）。
而且，电子乐器还可以通过改变音频输出波形，滤波、润色或调制，既可表现单一音色，也可以模拟表现复合音色。1.2.3.8 应用类产品
如音视频游戏机及相关设备。
音视频信号在游戏机领域的应用，就构成了音视频游戏机。游戏机种类繁多，主要分家用游戏机和游乐场所用游戏机，其典型外观见图1-13。图1-13 视频游戏机
游戏机是一种主要用于娱乐的音视频系统。在最初的游戏机中，只有一些较简单的逻辑电路去回应游戏使用者的指令，产生相应的反馈音视频信号。现在的游戏机更加大型化，会用大型的计算系统，储存更多的音频效果，且进行适当的编程，感观效果更动人。1.2.3.9 音视频设备用电源
电源是所有的音视频电子产品的工作基础，为电子电路提供工作所用的电源功率。
为保证适用的工作电压，现在常见的电源有两种：一种是传统的变压器电源；另一种是开关电源。
传统的变压器电源，电路简单，只需要按参数绕制一个变压器，且在不过载的情况下，工作状态稳定。
开关变压器电源，电路较复杂，但由于摒弃了较重的铁芯变压器，而采用较轻量的电子元件，所以尺寸和重量都得到降低。但由于电子元件的不稳定性，开关变压器电源的寿命一直是电路设计者的努力方向。1.2.3.10 其他与音视频设备相关的设备
如摄影用的电子闪光设备。
闪光灯也是音视频设备的相关设备，属辅助设备，其典型外观见图1-14。图1-14 闪光灯
闪光灯的主要作用是在光线不足的情况下照亮场景，获得正确曝光的影像。第2章 消费类电子电气产品的安全质量风险分析2.1 消费类电子电气产品风险分析框架与理论2.1.1 消费类电子电气产品风险评估方法研究
消费类电子电气产品与日常生活密切相关，从检验监管有关部门提供的数据来看，仍存在着较高的安全质量风险，为减少电子电气产品质量安全事故的发生频次，本章节着重从风险信息收集、风险分类、风险识别、风险分析与评价、风险处理与控制等方面研究电子电气产品风险评估。消费类电子电气产品风险评估流程如图2-1所示。图2-1 消费类电子电气产品风险评估流程
电子电气产品风险信息收集的渠道包括以下几点。
①消费者伤害案例。
②消费者投诉。
③国内外产品召回信息、预警信息。
④监督抽查及各类产品认证信息。2.1.2 电子电气产品风险分类2.1.2.1 电击危险
a.电气绝缘危险（绝缘电阻和泄漏电流、介质强度、绝缘结构的耐热性、防潮性、耐热、耐燃、耐电痕化、电气绝缘的应用）。
b.直接接触危险（人体允许流过的电流值、安全特低电压限值、外壳防护、电气隔离、封闭作业场）。
c.间接接触危险（保护接地、双重绝缘结构、故障电压、过电流的切断）。2.1.2.2 着火危险
a.结构部件的非金属材料的危险（耐热性）。
b.支撑带电零件的绝缘材料或工程塑料的危险（耐电痕化、耐燃性）。
c.既作结构件，又作支撑带电零件的工程塑料的危险（耐热性、耐电痕化、耐燃性）。2.1.2.3 机械危险
a.外壳防护危险（防异物进入、防水进入）。
b.结构危险（结构强度、刚度、表面粗糙度、锐边、棱角、稳定性）。
c.运动部件的危险（机械防护罩、盖的材料、厚度和尺寸、运动件、作业工具的防甩出、气体或液体介质的飞溢、振动）。
d.连接危险（机械连接的危险、电气连接的危险）。2.1.2.4 运行危险
a.环境变化引起的危险（海拔、温度、湿度、外部的冲击、振动、电场、磁场和电磁场的干扰）。
b.接近、触及危险部件的危险（人肢体触及危险部件、刀具、刃具、磨料等的线速度控制）。
c.危险物质（易爆物质的隔离、灰尘、液体、蒸汽和气体的溢出）。
d.振动、噪声的危险（消声、隔离）。
e.静电积聚引起的危险。
f.防止电弧引起的危险。
g.电源控制及危险（电压波动、中断、暂降等电源故障、应急自动切断电源、电源开关与控制的可靠性）。
h.操作故障引起的危险（误操作、意外启动、停止、无法启动、硬件或软件的逻辑错误、操作规程）。2.1.2.5 辐射危险
a.电离辐射危险（激光和化学辐射、红外线、可见光辐射、紫外线辐射）。
b.非电离辐射危险（射频电场、磁场和电磁场辐射）。2.1.2.6 化学品危险
电气设备使用的材料、制造用设备及生产过程应禁止或限制使用铅、镉、汞、六价铬、多溴二苯醚（PBDA）和多溴联苯（PBB）、多环芳香烃（PAHs）苯、甲苯、二甲苯、溶剂油等有害物质。2.1.3 电子电气产品风险识别2.1.3.1 电击危险
①电气绝缘危险。
危险处境——泄漏电流太大，绝缘介质击穿，绝缘结构受潮、老化等。
危险事件——电气设备外壳带电。
可能的伤害——电流通过人体引起的伤害。
②直接接触危险。
a.危险情况1。
危险处境——绝缘损坏使外壳对地带工作电压。
危险事件——外壳对地电压超过特低电压限值，人体中流过电流超过允许电流。
可能的伤害——电流通过人体的伤害。
b.危险情况2。
危险处境——外壳损坏或破裂。
危险事件——使潮气或水进入，从而绝缘性降低或失效，造成泄漏电流过大，或外壳对地电压超过特低电压；使异物进入，或人的肢体触及带电体，或运动部件。
可能的伤害——电流通过人体会引起人体的伤害。
c.危险情况3。
危险处境——与电源连接错误。
危险事件——电源插头误插入不同等级电压的插座和电源插头的相线、中线、接地导体相互误接，导致Ⅰ类电气设备外壳带电。
可能的伤害——电流通过人体的伤害，甚至烧毁电气设备。
③间接接触危险。
a.危险情况1。
危险处境——接地故障：接地系统的连接及可靠性；接地连接的接点发生电腐蚀；接地电阻值太大；无保护接地标志；保护接地线未采用绿/黄组合色专用线。
危险事件——Ⅰ类电气设备在绝缘失效时，外壳对地的电位升高，超过接地保护设计的故障电压值，流过外壳对地的故障电流减少，使故障电压、故障电流的切断遇到困难，甚至不动作，引起危害。
可能的伤害——电流通过人体的伤害，甚至烧毁电气设备。
b.危险情况2。
危险处境——绝缘结构失败，Ⅱ类电气设备错误的保护接地。
危险事件——手持操作的Ⅱ类电气设备的外壳带电而导致操作者遭到电击；Ⅱ类电气设备的接地会造成接入同一电网的电气设备发生接地；故障引起的故障电压的扩散而引发正常工作的Ⅱ类电气设备的操作者遭到电击危险。
可能的伤害——电流通过人体的伤害，甚至烧毁电气设备。2.1.3.2 着火危险
a.危险情况1。
危险处境——用作结构部件的非金属材料的耐热性差；支持带电零件的绝缘材料或工程塑料的耐电痕性、耐燃性差；既作结构件，又作支撑带电零件的工程材料的耐热性、耐电痕性、耐燃性差。
危险事件——结构部件丧失应有的机械强度；由于材料的阻燃性差达不到耐火等级而使火焰蔓延；破坏电气设备的结构、绝缘材料丧失功能，着火，且火焰蔓延。
可能的伤害——电气设备丧失功能，甚至损坏；烧毁绝缘，甚至电气设备，引发着火，燃烧散发的有害物质危及健康；电气设备丧失功能，并着火。
b.危险情况2。
危险处境——由于导电连接点的松动、接触不良在连接点电阻过大而过热、电流的不连续而产生电弧、火花，引燃周围的易燃材料而着火。
危险事件——由电弧、火花引燃易燃材料引起着火，并蔓延。
可能的伤害——损坏、甚至烧毁电气设备。
c.危险情况3。
危险处境——由过负荷产生的过电流，短路产生的短路电流使电气设备不正常的发热产生热和热辐射，使外壳温度显著上升，如果散热措施不当，电气设备内部的导电体高温而点燃易燃材料而发生着火。
危险事件——外壳过热，且产生热辐射；绝缘材料过热而降低电气设备或部件的功能；引起着火、损坏，甚至烧毁部件和电气设备。
可能的伤害——灼伤人员；降低或烧毁电气设备；引发着火，散发的有害气体影响人员的健康。
d.危险情况4。
危险处境——接地故障引起的着火由故障电流、故障电压和连接不良等因素造成。由于接地回路的电阻比短路回路的电阻要大得多，所以故障电流要比短路电流小得多，接地回路的各连接点的松动或接触不良导致接触电阻过大又限制了故障电流，而使过电流保护电器不能及时切断电源，连接端子处的高温或产生电弧、电火花，可能引燃可燃物质而着火。故障电压由导电部分与带电电位的金属构件磕碰、摩擦等引发火花，或拉出电弧造成着火。
危险事件——故障电流引起着火；PE线、PEN线接线端子连接不良引起着火；故障电压引起着火。
可能的伤害——造成着火，并蔓延，烧毁电气设备。2.1.3.3 机械危险
a.危险情况1。
危险处境——异物进入；肢体进入触及带电部件，或运动部件；潮气或水侵入使绝缘受潮、变质，性能降低。
危险事件——人员肢体触及带电零件而遭受电击，触及运动部件而损伤肢体；电气设备受潮，绝缘变质，性能下降，甚至不能工作。
可能的伤害——电流通过人体；损伤人体肢体；电气设备受损。
b.危险情况2。
危险处境——主要承载部分的刚度和刚度不能适应功能要求；可触及表面粗糙，有锐边和棱角；不稳定。
危险事件——不正常工作、操作过程中断；刺伤、刺穿皮肤，身体受损伤；电气设备倾翻或失去稳定性。
可能的伤害——损坏电气设备；损害人员健康；压伤人员，甚至发生死亡事故。
c.危险情况3。
危险处境——旋转、往复部件的甩出，作业工具、刀具、刃具的保护；气体、液体的溢出；不平衡质量在运动中产生的振动、噪声。
危险事件——直接伤害人员；物质的排放可能有害；对人员产生生理影响。
可能的危害——危及健康和生命；呼吸困难、窒息、过敏中毒；疲劳、不适、精神紊乱、骨关节错位、脊柱损伤、失去知觉、听觉、平衡、耳鸣等。
d.危险情况4。
危险处境——机械连接件的脱落，或失效；电器连接件的脱落，或失效；既作机械连接又作电气连接的部件脱落，或失效。
危险事件——结构损坏、运动部件甩出、喷射、飞逸等；导电体脱落，引起短路、外壳带电，爬电距离、电气间隙减小等。
可能的危害——损伤人员、损坏设备；电流通过人体；着火事件。2.1.3.4 运行危险
a.危险情况1。
危险处境——人体触及；危险部件在运行中甩出、飞逸伤害人体。
危险事件——人体触及带电部件或运动部件，而致残或遭电击；砂轮、道具、刃具的破损、爆裂，在离心力的作用下，碎片甩到或飞逸到人体内造成伤亡。
可能的伤害——伤残人体，甚至致人死亡。
b.危险情况2。
危险处境——电气设备在运行使用的危险物质，如气体、液体、尘埃、雾气、蒸汽等排放，可能对环境、健康产生影响。
危险事件——易爆、易燃的气体、液体、尘埃等物质的溢出造成爆炸、着火、窒息、过敏、中毒等；高温的雾气、蒸汽溢出发生灼伤人体等。
可能的伤害——发生爆炸、着火，危及人体健康、生命安全。
c.危险情况3。
危险处境——电气设备在运行时，旋转体的不平衡质量，部件间的摩擦，通风冷却系统、共振会产生振动和噪声，危及周围人员的健康。
危险事件——超过标准限值的振动会使操作人员和周围人员产生疲倦、不适、骨关节错位、雷诺氏症、创伤性血管痉挛症等；超过标准限值的振动会使操作人员和周围人员产生讲话困难，造成耳鸣、烦躁、神经紊乱。
可能的伤害——影响人体健康。
d.危险情况4。
危险处境——电气设备在运行中易在高分子材料，例如工程塑料，或高速运动时，在相互摩擦的材料上积聚静电荷。该静电荷如无释放回路，则积累到一定能量时可能会发生爆炸。
危险事件——由高电位的静电荷产生火花，引起着火或引爆，发生爆炸、着火事件。
可能的伤害——引发着火、爆炸。
e.危险情况5。
危险处境——误操作；意外运动，停止；无法启动、工作。
危险事件——由人员失误导致设备损坏、人员伤害；由外界因素例如供电、电磁干扰导致设备的突然启动、突然停机造成的事故；由设备自身的因素，例如硬件和软件的逻辑错误引起无法工作。
可能的伤害——不能正常工作，设备受损、财产损失。2.1.3.5 辐射危险
危险处境——电气设备自身产生的无用杂散无线电频率范围（RF）电磁波的发射会污染电磁环境，对无线电接收、通信、电子电气设备正常工作造成电磁干扰（EMI）；对电源系统产生的谐波电流的污染。
危险事件——超过无线电频率范围（RF）的传导骚扰限值、辐射骚扰限值、电气设备的输入电网的超过谐波电流限值。
可能的伤害——使电子电气设备产生错误功能，不能正常工作，可能影响人体健康。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]