请安静!警报声可以继续添加,但要是真正需要的

我是一个老式黑白英国神秘故事迷和电影迷,就像侦探小说作者雷蒙德·钱德勒在他 1950 年的一篇冗长而有见地的论文《简单的谋杀艺术》中所讨论的那样。(嘿嘿,我们都有些古怪的癖好!)在我最喜欢的电影中,有一部 1946 年的电影 Green for Danger(绿色惨案)。该片讲述的是第二次世界大战期间在英国乡村医院发生的一些意外死亡事件,当然这并非偶然。

我第一次看这部电影时,有一个戏剧性场景设在一间大的康复室里。与现在许多医院环境相比,那个房间虽然拥挤,但非常安静。没有心电图监护仪、血压计、输液泵、呼吸机或其他设备发出的哔哔声、铃声、节律声或警告警报分散人的注意力。之所以安静的原因很简单,是因为当时基本没有连接患者的医疗电子设备。没有声音的效果就是,比任何声音都会让我更加专注于场景。

那家安静的医院情况现在肯定已经发生了变化,而且变化巨大。现在手术室、重症监护室、康复室甚至普通病房俨然变成了一个电子世界,伴随着各种刺耳的声音,每一个都有用处,但在许多情况下更像是一场不和谐的音乐会。不仅是噪音对患者不利,而且许多并发的声音会导致一种称作“听觉掩蔽”的效应,大脑无法区分各个声音(通常是警报)及其含义。实际上,如此多的提示和警报很快就会适得其反,因为医务人员很快就出于个人理智的考虑而决定不理会它们或将其关闭。

近年来,出现了一种反趋势,随着独立医疗器械的不断联网以及医院对 ICU 和高级护理区的升级,病人监护仪会悄悄地向附近的总站报告。在这种规划中,一个或多个护士会观看多个房间的多个屏幕,这些屏幕会闪烁提示,而音频仅用于紧急警报情况。不必在不同病房的每个患者床头都发出声响,而且这几乎没有什么直接作用。

不过,在医疗环境中当然还是需要声音的。甚至有一个标准,广泛定义了医疗电子设备应发出何种声音以及在什么条件下发出声音。这个标准就是 ISO/IEC 60601-1-8 《医疗电气设备 – 第 1-8 部分:基本安全和基本性能通用要求》,标题很普通,但却是此应用领域针对音频的关键标准。

发出真正有用的声音

无论是医疗产品还是其他产品,当确实需要添加音频输出时,如果有一个简单的解决方案可以满足该标准要求,那么通常从这个简单的解决方案着手就可以了。比如 Mallory SonalertASI12N35MTRQ 压电蜂鸣器就是这样的一个方案——没有比它更简单的了(图 1)。这是一个自激装置,仅需要直流电即可产生 3500±500 赫兹 (Hz) 的基本音调。其工作电压为 3 伏至 15 伏,12 伏时仅消耗 10 毫安 (mA) 电流,在 10 厘米 (cm) 距离处输出 83 分贝 (dB) 声音。

图 1:ASI12N35MTRQ 压电式蜂鸣器是自激的,只需要施加一个直流电压即可;它能从 12 伏电源产生 83 dB、3500 Hz 的声音,以吸引人注意。(图片来源:Mallory Sonalert)

当然,在某些情况下,固定频率音频输出有很多不足。在这些情况下,像 CUI DevicesCT-1205H-SMT-TR 电磁蜂鸣器变送器之类器件就是可行的选择,因为它可以产生 200 Hz 至 5 KHz 的声音(图 2)。

图 2:CT-1205H-SMT-TR 电磁蜂鸣器变送器可在音频频谱的较低频部分(大约 200 Hz 至 5 kHz)产生基本声音。(图片来源:CUI Devices)

其工作电压为 3 伏至 7 伏,从 5 伏电源以 2400 Hz 的频率提供 92 dB(典型值)的声音,仅消耗 60 mA 电流。所需的驱动电路也很简单:包含一个晶体管,其导通和截止由一个软件控制式数字输出引脚控制,可产生具有所需频率和时序模式的方波(图 3)。

图 3:像 CT-1205H-SMT-TR 这样的跨频磁性蜂鸣器不是自激的,但是很容易使用所需频率的简单方波来激励。(图片来源:CUI Devices)

音频过载:不只是一个医疗设备问题

一般情况下,整体音频菜单越简短越好,这不仅仅是能够避免声音掩蔽。即使一次只出现一个音频信号,消费类设备的典型最终用户仍然会感到困惑和不解。我的 2019 款斯巴鲁傲虎至少产生 15 种不同的音调模式,其中许多引发情形是难以区分的。这些蜂鸣声、提示音和叮当声中的某些原因很明显,如未关前大灯,但仍有许多我一直搞不明白。当然,要求人们声音一出现就能注意到是不可能的,但至少可以不断重复它们。我可以向我的经销商描述我听到的声音,但他们可能对我所说的声音也不是真正的了解。

我甚至上网查询过,看能否查到有人发布过音频文件及其含义(例如“ding-dong-dong-ding”表示几乎精疲力尽)帖子,但没有找到。我还研究了这些汽车声音是否具有 SAE 或 IEC 标准,其含义类似于火车口哨和喇叭的含义,但显然没有。

总结

使用压电蜂鸣器、电磁蜂鸣器甚至小型扬声器让产品发出声音的可行方法如此之多,说明人们确实特别想使用它们。但是,在给产品添加提示和警报声音时,通常越少越好。虽然声音原则上有用,但是声音太多却会适得其反。因此,在迷恋使用声音之前请一定要从最终用户的角度仔细考虑一下。顺便说一句,如果您找到汽车声音“解码”列表,请告诉我!

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关于此作者

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Bill Schweber 是一名电子工程师,撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品特性说明。他担任过 EE Times 的多个特定主题网站的技术管理员,以及 EDN 的执行编辑和模拟技术编辑。

在 Analog Devices, Inc.(模拟和混合信号 IC 的领先供应商)工作期间,Bill 从事营销传播(公共关系),对技术公关职能的两个方面均很熟悉,即向媒体展示公司产品、业务事例并发布消息,同时接收此类信息。

担任 Analog 营销传播职位之前,Bill 在该公司颇受推崇的技术期刊担任副主编,并且还在公司的产品营销和应用工程部门工作过。在此之前,Bill 曾在 Instron Corp. 工作,从事材料测试机器控制的实际模拟和电源电路设计及系统集成。

他拥有电气工程硕士学位(马萨诸塞州立大学)和电气工程学士学位(哥伦比亚大学),是注册专业工程师,并持有高级业余无线电许可证。Bill 还规划、撰写并讲授了关于各种工程主题的在线课程,包括 MOSFET 基础知识、ADC 选择和驱动 LED。

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