医疗器械报警音频的分析和制作

1、1、YY 0709-2009 中给出了医疗器械需要的的报警系统的标准，对于视频警告无非是做几个显示灯按一定频率闪烁而已，这个相对比较简单；而该标准的难点在于音频报警信号的发出。2、介绍音频报警信号的特性的关键部分主要为表203，表204，图201和附录EEE中的表EEE.1，表EEE.2；弄懂了这几个表，基本上就可以理解该标准的音频报警信号了。3、表EEE.1如下：到这里就需要分析一下音调了，根据一个博客的分析大概了解下就可以了，/archives/tag/piano中引用一个图如下：标准中的频率范围为150HZ-1000HZ，满足条件的有3,4,5

2、列的音调；标准中的通用的中优先级的报警信号用的为ccc，即使用C4的频率，发出C4的音调；高优先级的报警信号用ccc-cc，发出三个C4的音调，然后长停顿一下再发两个C4的音调。其它的非通用的警报按这样分析就行了，只是音调选择有些不同而已，如心脏的报警信号中优先级为ceg，即为C4调、E4调、G4调，频率为261.63HZ、329.63HZ、392.00HZ。4、该国标和国外的IEC 60601-1-8：2003的标准是一样的，所以只要是符合IEC 60601-1-8：2003的音频报警信号拿来用就可以满足国标YY 0709-2009了。5、国外已经有人制作了IEC 60601-1-8：200

3、3标准对应的音频信号，如果只是拿来用直接使用别人制作的音频就可以了，而我的目的则是根据音频信号分析其特点，达到可以自己制作符合标准的音频。6、在.au/resources/alarms/中点击General(通用)行对应的中优先级的C4C4C4，得到genmed.wav文件，和高优先级的C4C4C4-C4C4得到genhi.wav。这里我就只分析通用的报警信号了，其它非通用的只是有几个不同音调而已，即将某一些位置的频率换一下就行了。7、使用cool edit软件打开genmed.wav，按快捷键ALT+Z调出频谱分析器得到的图

4、形如下图所示：图中我标示了几个需要注意的地方，第一个地方为263.92HZ(C4+15),表示基频是263.92HZ ，音调为C4调加了15，不过C4调的频率应该为261.63HZ，因为使用的窗函数不同，经过FFT变换后的频率也有点不太一样，这里需要点击2的位置，高级选项选择使用汉明窗(Hanmming0)则可以看到显示的基频为261.6HZ。标准中规定基频的谐波频率至少为4个，该音频文件使用4个谐波在3的位置可以看出，谐波频率分别为基频的3,5,7,9倍，即784.89HZ,1308.15HZ,1831.41HZ,2354.67HZ。位置4可以看出信号的幅度比后面两个小，估计目的是为了使声音

5、刚发音时相对低些，以免给人突然的感觉。位置5查看信号的大小，使用dB为单位。接下来根据标准分析波形。a、 表204规定脉冲频率f0的范围为150HZ-1000HZ，谐波分量至少为4个，谐波频率范围为300HZ-4000HZ。根据以上的分析，该波形满足标准的要求。b、 表204规定上升时间tr为td的10%-20%，可知从幅度变化上升到幅度稳定经过的周期为8个，幅度稳定为40个周期，从稳定幅度到幅度变化到最小经历25个周期。这里我假设的幅度是线性变换的，方便计算，该文件音频信号的幅度实际上并不是完全线性变换的。如果幅度按线性变换，可得出tr=8*(1/261.63)*0.8s=24.5ms，td

6、=8*(1/261.63)*0.1+40*(1/261.63)+25*(1/261.63)*0.1s=43.3*(1/261.63)s=165.5ms,下降时间tf=25*(1/261.63)*0.8s=76.4ms；td=165.5ms满足标准的125ms-250ms的要求，tr/td=14.8%满足10%-20%的范围，对于下降时间，tf=中优先级的声压级=低优先级的声压级，上面的分析可以知道对于稳定后的高优先级的振幅为0dB,中优先级的振幅为-3.7dB，满足标准的声压级要求。9、低优先级的分析方法同上，这里就不分析了。二、下面来自己制作符合标准的音频波形。1、符合中优先级标准的波形制作

7、。a、打开cool edit ，选择菜单栏的生成音调，采样率选择22050，声道选择单声道，采样精度选择8位。b、这里制作通用的中优先级标准的波形，所以，选用的频率为C4调的261.63HZ，基础频率填261.63HZ/2HZ=130.815HZ,频率成份第一个条形推到100，下面填2，表示生成261.63HZ的频率波形，其它条形推到0，调制和调制频率都填0，音量选择-12dB，持续时间填(8+40+25)*(1/261.63)=0.279即73周期的波形，其它默认不用修改；生成波形后，另存为1.wav。b、选择文件新建,出来的对话框会保持上次修改的值，所以，直接确定就行。c、选择生成音调，基

8、础频率填130.815HZ,频率成份第一个条形推到0，后面4条推到100下面填6,10,14,18，表示生成261.63HZ频率的3,5,7,9倍频的波形，音量选择-6dB，持续时间填0.279即73周期的波形，其它默认不用修改；生成波形后，另存为2.wav。d、选择查看多轨操作窗，在音轨1中右键插入刚才保存的1.wav文件；在音轨2中右键插入刚才保存的2.wav文件；e、按住crtl键选中1和2的波形，然后右键选择单声道混缩，然后另存为3.wav文件。选中前面8个周期的波形选择效果波形振幅渐变，切换到淡入/出，初始值填-30,结束值填0，选择线性改变同理，选中后面25个周期的波形，选择效果波

9、形振幅渐变，切换到淡入/出，初始值填0,结束值填-30，选择线性改变。这样一个混合频的音调就制作完成了，另存为4.wav。f、打开4.wav，选择效果波形振幅渐变，切换到恒量改变，填3dB，相当于是该波形整体增加3dB的音量，另存为5.wavg、选择查看多轨操作窗，将之前插入的wav文件删除，起始点调整到0位置，右键插入音频文件，选择4.wav；时间间隔我选择120ms，所以双击 始 下面，填写279+120=399，这样光标就自动跳到399偏移的位置，然后右键插入音频文件，选择5.wav。再修改 始 下面的值，改为399+279+120=798，然后右键插入音频文件，选择5.wav。h、按住ctr