聲學(xué)信號特別適合此項用途，因為與光學(xué)信號不同，聲學(xué)信號不需要用戶持續(xù)監(jiān)控，并且如果揚(yáng)聲器設(shè)置合理，便可以在多個房間中正常運作。這不僅包括應(yīng)用的音頻信號傳輸，還包括麥克風(fēng)的信息記錄。
關(guān)注安全要求
醫(yī)療行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用要符合專門的安全和檢驗法規(guī)，由DIN EN 60601-1-8或ISO標(biāo)準(zhǔn)IEC 60601-1-8規(guī)定。法規(guī)是必不可少的部分，也是必需的。在聲學(xué)警報方面，法規(guī)特別強(qiáng)調(diào)兩個方面：
- 根據(jù)不同的音調(diào)區(qū)分各個設(shè)備
- 音調(diào)中的諧波分量，幫助操作員通過聽覺找到設(shè)備
因此，醫(yī)療設(shè)備制造商應(yīng)當(dāng)在設(shè)計周期內(nèi)盡早參考DIN標(biāo)準(zhǔn)，因為它可能規(guī)定了最終應(yīng)用中必須帶有的一組特定音調(diào)和特定聲壓級(SPL)。
選擇合適的揚(yáng)聲器
有幾個組件可以處理音頻信號。揚(yáng)聲器、蜂鳴器和麥克風(fēng)是人機(jī)聲學(xué)通信的主要元素。主要根據(jù)DIN EN 60601-1-8標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選擇醫(yī)療應(yīng)用中使用的聲學(xué)組件。蜂鳴器僅適合于再現(xiàn)單一固定音調(diào)頻率，而揚(yáng)聲器則能夠在特定頻段上播放許多不同的音調(diào)。由于揚(yáng)聲器用途廣泛，因此適合在大多數(shù)應(yīng)用中使用。
選擇揚(yáng)聲器時，建議關(guān)注需要再現(xiàn)的最低音調(diào)和相應(yīng)的SPL要求。在大多數(shù)情況下，頻率將低于500Hz。這些數(shù)值已標(biāo)明在相應(yīng)揚(yáng)聲器的規(guī)格表中。但是，必須考慮這些數(shù)值的測量方法。例如，SPL在很大程度上取決于揚(yáng)聲器提供的輸入功率以及麥克風(fēng)捕獲SPL的間隔距離。然而，目前未有設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定測量SPL的距離。許多揚(yáng)聲器放置在距離測量設(shè)備10厘米或50厘米處。
除了這些基本數(shù)值外，還必須考慮使用條件：例如，可測量的聲壓會根據(jù)距揚(yáng)聲器的距離而變化。若揚(yáng)聲器在50厘米處，則聲壓級為86分貝(dB)，當(dāng)與揚(yáng)聲器距離增加一倍時，數(shù)值僅為80 dB。
例如，將輸入功率從1W增至2W會產(chǎn)生3dB的SPL增益，這樣在50厘米距離處大約有89dB的聲壓級。
因此，在設(shè)置揚(yáng)聲器時，不僅要注意數(shù)據(jù)手冊中的額定值，而且還要考慮成品設(shè)備的日常使用條件，這一點是很重要的。PUI Audio給出了一些基本建議，可能會有所幫助：
- 購買低成本的SPL儀表或下載合適的SPL-App。
- 對環(huán)境進(jìn)行多次測量，以最大程度地減少誤差。
- 建立一個用例以確定實際的工作條件，從而對揚(yáng)聲器的尺寸進(jìn)行實際評估。
- 目標(biāo)值應(yīng)當(dāng)比指定SPL高出15至20dB，以便即使在某些距離下也能達(dá)到規(guī)定的特性。
正確解讀揚(yáng)聲器的額定功率
除了性能數(shù)據(jù)外，運行條件還代表著另一個重要的特性值。數(shù)據(jù)表中指定了所有PUI Audio揚(yáng)聲器的額定輸入功率和最大輸入功率。
額定輸入功率是揚(yáng)聲器設(shè)計為連續(xù)播放運作的基準(zhǔn)，而最大輸入功率則描述了揚(yáng)聲器維持瞬時峰值的能力。
如果揚(yáng)聲器用于再現(xiàn)連續(xù)的純音(正弦波)，則切記不要超過額定輸入功率，否則可能會損壞該組件。
使用施加的峰值電壓來確定揚(yáng)聲器可以消耗多少功率。使用顯示RMS電壓的萬用表時，將測量值乘以1.414，然后將結(jié)果平方，而后將結(jié)果值除以揚(yáng)聲器的阻抗。
示例：
根據(jù)公式，施加到8Ω揚(yáng)聲器的2Vrms測量純音信號會消耗1W功率。
語音和音樂信號不包含純正弦波，因為不會重現(xiàn)恒定的音調(diào)。然而，可以使用上述公式進(jìn)行計算。但是，最好使用示波器來檢查信號，以確保信號的峰值不會超過揚(yáng)聲器的最大輸入功率。
選擇合適的放大器
使用揚(yáng)聲器時，放大器是必不可少的，只要注意某些規(guī)格，放大器的選擇就很簡單直接。
關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)是放大器在給定的輸入電壓條件和阻抗負(fù)載下可以產(chǎn)生多少功率。同時，失真度必須保持在1%以下，以防止組件損壞，這稱為“總諧波失真 (THD) “。
除了造成刺耳的聲音外，失真還會損壞揚(yáng)聲器。放大器超過1%的失真會使其進(jìn)入”削波”狀態(tài)。在這種情況下，放大器將直流電壓發(fā)送到揚(yáng)聲器，而不是交流電壓，迫使揚(yáng)聲器到達(dá)其外部機(jī)械邊界，這會導(dǎo)致將輸入端子連接到音圈的導(dǎo)線斷裂。
對于功率儲備不足的超大揚(yáng)聲器，也會在一定程度上發(fā)生削波效應(yīng)。4W削波信號也能夠破壞額定功率為5W的揚(yáng)聲器。根據(jù)經(jīng)驗，PUI Audio建議選擇功率容量為所需功率之兩倍的放大器，以防止組件被削波效應(yīng)損壞。
PUI Audio是醫(yī)療行業(yè)揚(yáng)聲器產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商，該公司通過與醫(yī)療技術(shù)企業(yè)數(shù)十年的業(yè)務(wù)合作關(guān)系積累了豐富的經(jīng)驗和專業(yè)知識，提供高效的客戶咨詢并參與產(chǎn)品開發(fā)。儒卓力的高資歷應(yīng)用工程師團(tuán)隊可幫助客戶挑選適合其項目的組件，并在整個設(shè)計周期內(nèi)提供全面的支持。
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