医疗器械报警音频的分析和制作

yy0709医疗器械报警音频的分析和制作

1、YY 0709-2009 <<医用电气设备 第1－8部分 安全通用要求 并列标准：通用要求，医用电气设备和医用电气系统中报警系统的测试和指南>> 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，中引用一个图如下：

yy0709医疗器械报警音频的分析和制作

标准中的频率范围为150HZ-1000HZ，满足条件的有3,4,5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 60601-1-8：2003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=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<=ts(脉冲间隔)-tr，实际上只需要前后脉冲群不重叠就行，由图中看以看出，肯定是不重叠的，所以，下降时间也满足标准的要求。三个脉冲群的时间都是一致，满足标准的要求，只是第一个脉冲群的幅度比后面两个小一些而已。

c、 表203规定中优先级的脉冲群数为3个，直接观察波形可知是满足要求的；介于第一和第二脉冲的时间为y，

实际测量为122ms，这点貌似没有满足125ms-250ms的要求；脉冲群间隔为播放该音频文件到下次播放的间隔时间，由程序中去实现；任何两脉冲振幅的差异不超过10dB,时间测量第一脉冲群稳定振幅时为-5.8dB,第二、三脉冲群稳定稳定振幅时为-3.7dB,振幅差异为2.1dB满足要求。

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d、 通用的中优先级genmed.wav文件的波形大概分析就是这样，基本满足要求，只有脉冲间隔有些不达标。

8、使用cool edit软件打开genhi.wav文件，图就不贴出来。

a、基频显示为261.5HZ有一点点小偏差而已，这里我仍旧按照C4的频率261.63HZ来计算，谐波频率同样为基频的3,5,7,9倍，即784.89HZ,1308.15HZ,1831.41HZ,2354.67HZ，谐波分量为4个，满足表204规定的脉冲在150HZ-1000HZ范围，谐波分量至少4个，谐波频率在300HZ-4000HZ范围。

b、从幅度变化上升到幅度稳定经过的周期为6个，幅度稳定为28个周期，从稳定幅度到幅度变化到最小经历5个周期。可得出tr=6*(1/261.63)*0.8s=18.3ms，

td=6*(1/261.63)*0.1+28*(1/261.63)+5*(1/261.63)*0.1s=29.1*(1/261.63)s=111.2ms,下降时间

tf=5*(1/261.63)*0.8s=15.3ms；td=111.2ms满足标准的50ms-125ms的要求，tr/td=16.4%满足10%-20%的范围，由图中看以看出，前后脉冲群是不重叠的，所以，下降时间也满足标准的要求。10个脉冲群的时间都是一致，满足标准的要求，只是第一个脉冲群的幅度比后面的小一些而已。

c、表203规定中优先级的脉冲群数为10个，直接观察波形可知是满足要求的；介于第一和第二脉冲的时间为x，实际测量为120ms，满足50ms-125ms的要求；介于第二和第三脉冲的时间为x，实际测量为120ms，满足50ms-125ms的要求；介于第三和第四脉冲的时间为2x+td，实际测量为387ms，貌似超过了2*120+111.2ms=351.2ms的要求；介于第四和第五脉冲的时间为x，实际测量为120ms，满足50ms-125ms的要求；介于第五和第六脉冲的时间应在0.35-1.3s的范围，实际测量为1.597s，超过了范围；后面一组5个脉冲群是前一组的重复，所以，也类似的分析只介于第八和第九脉冲的时间不满足要求。实际测量前一组的第一脉冲群稳定振幅时为-3.2dB,后面四个脉冲群稳定稳定振幅时为0dB,振幅差异为3.2dB满足任何两脉冲振幅的差异不超过10dB的要求。

d、标准中还规定了高优先级的声压级>=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。

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。

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b、选择文件—》新建,出来的对话框会保持上次修改的值，所以， …… 此处隐藏：2791字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……