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助聽器的工作原理

出處:henrygliet 發(fā)布于:2012-08-02 15:26:51

  助聽器組成元件包括:麥克風、放大器、受話器、音量調控器、音頻調控、電感、電池。

  助聽器是先將聲信號轉化為電信號,通過對電信號加以放大后,再轉換為聲信號,從而將聲音放大的。在能量轉換過程中,實現(xiàn)換能器功能的是麥克風和受話器。

  一、 麥克風麥克風是輸入換能器,將聲能轉變?yōu)殡娔堋?/FONT>

  二、 放大器放大器將麥克風轉換好的微弱電壓加以放大。

  三、受話器受話器是另一換能器,正好與麥克風相反,它將放大的電信號轉換為聲信號或機械振動,傳遞到耳道里。轉換為聲信號的受話器為氣導受話器,轉換為機械振動的受話器為骨導受話器。

  四、音量調控音量調控是一個可變電阻或電位器,用以調節(jié)通過放大器的電流,音量隨電信號的電阻變化而變化。音量調高,則需要的電流也更多;音量調低,通過放大器的電流減少,使聲音變輕。

  五、 微調電位器在可編程助聽器中,通過電腦編程來進行各種微調的調節(jié),使調節(jié)更精細準確,能更精細的補償聽力損失,包括:

  1.音調調控,改變助聽器的頻響;

  2.削峰,可以控制助聽器的輸出;

  3.自動增益壓縮調控,控制聲音在舒適響度范圍之內;

  4.增益調控(GC):調節(jié)助聽器增益。

  六、 電池一般而言,助聽器的增益和輸出越大,所需的電池能量越大,相應的電池體積也越大。如果一個電池的能量不足的話,將限制助聽器的輸出聲壓。

  助聽器對電池的要求是:體積小、電壓恒定、質量可靠、壽命長、對環(huán)境無害。如今的助聽器電池都是鋅空電池(鈕扣電池)。

  七、 助聽器的附件可以包括音頻輸入和電感線圈

  1.音頻輸入:大部分助聽器都有音頻輸入的接觸片或插孔,主要用于聽收音機或看電視。因為音頻信號直接來自于聲源,沒有經(jīng)過聲——電、電——聲的轉換,因此輸入信號的質量比經(jīng)麥克風轉換過的信號質量好。

  2.電感線圈:電感是一個磁感應線圈,能對從電話機上的受話器泄露出來的電磁場發(fā)生相應,轉換為電信號后放大,使助聽器可用于聽電話。其優(yōu)點是不會產(chǎn)生嘯叫,無干擾,噪音環(huán)境下的信噪比高。信噪比是語音信號與環(huán)境噪音的差值,信噪比高則語音信號強,易分辨。

  助聽器的工作原理

  所有助聽器不外由傳聲器(話筒)、放大器和受話器(耳機)三個主要部分組成。傳聲器為聲電換能器,將外界聲信號轉變?yōu)殡娦盘枺斎敕糯笃骱笫孤晧悍糯蟮?萬乃至幾萬倍,再經(jīng)受話器輸出這個放大后的聲信號。助聽器還應包括電池能源以推動機器工作。由于不同性質、不同程度的聽覺損傷機能差異也不同,因此裝置音量調節(jié)、音調調節(jié)、聲輸出調節(jié)、電話拾音等設備,以及O-M-T(關斷-話筒-電話)三檔開關都是不可缺少的。耳聾患者絕大多數(shù)是感音神經(jīng)聾,其中相當多的人具有重振陽性現(xiàn)象。他們對小聲聽取感到困難,但稍響的聲音又難以忍受,響度感覺的動態(tài)范圍明顯縮小。由于電子學上采用 AGC或PC線路實現(xiàn)壓縮和限幅功能,以使這類聾人較滿意地應用助聽器克服聽覺障礙。

  助聽器的性能及指標

  一個合格的助聽器至少應考慮下述六項性能指標:

 ?、兕l率范圍。低檔助聽器的頻率范圍至少在 300~3000Hz,普通助聽器高頻應達到4000Hz,助聽器的頻率范圍可在80~8000Hz之間。

 ?、诼曒敵龌蝻柡吐晧杭?SSPL)。實際上代表了助聽器的功率輸出。使用助聽器時的聲輸出應低于患耳的不舒適閾,尤其對重振陽性的患耳,必須控制聲輸出以保護患耳。

 ?、勐曉鲆?。主要表示助聽器的放大能力,各國生產(chǎn)的助聽器增益多在30~80dB之間。一般說,耳聾程度輕的要選擇增益小的,程度重的應分別選用增益中等的或大的助聽器。在具體使用中助聽器上都備有使聲增益在一定范圍內變動的音量調節(jié)開關。選配適合的助聽器可依一些公式預先計算,簡易的方法是按照純音聽力圖,對 500、1000、2000Hz三個音頻的增益補償調節(jié),以其閾值的一半或稍多為宜,多能獲得滿意效果。

 ?、茴l率響應和音調調節(jié)。為滿足聾人聽力要求,助聽器應提供各種不同的頻率響應,頻率不同反應在聽覺上就是音調不同。為了使助聽器的頻響比較符合聾人的聽力損失特點,音調調節(jié)鈕上設置一些不同音調,通常L代表低音,N為正常,H為高音。

 ?、菪盘栐肼暠?(S/N)。助聽器耳機放大后的輸出往往是語言信號和惱人的噪聲同時存在,信號噪聲比值越大,語言信息輸出的質量也越好。優(yōu)質助聽器的信噪比可達40dB左右,至少應保證30dB以上。

 ?、拗C波失真。為了能高地傳輸放大后的聲信號,助聽器的失真度應越小越好,按規(guī)定失真應小于10%,而小于5%的基本上可以保持語言的逼真性。

  助聽器的選配原則

  舊概念認為傳導性聾是助聽器的使用者,而近三、四十年國際上助聽器的發(fā)展很快,性能多樣,質量日高,幾乎能滿足90%以上耳聾患者的需要,特別是大多數(shù)感音神經(jīng)性聾得益。

 ?、偈敾颊咝柘冉?jīng)過醫(yī)治或手術無效的,病變已完全穩(wěn)定后才考慮配用助聽器。對于新近發(fā)生的耳聾或處于活動期者可于靜止后1年再決定,而遺傳性緩慢進行的聽力障礙患者應慎用助聽器,應在聽力學指導下配用。

 ?、陔p耳嚴重的外耳道炎、中耳炎流膿不止、雙外耳道完全閉鎖均不用氣導助聽器,可考慮用骨導式的。其他各類耳聾患者均以氣導助聽器為宜。

 ?、圻x配前應作純音聽力測試,依聽力圖選用適宜的助聽器。對感音神經(jīng)性聾患者應盡可能測試閾上功能或語言測聽對判定效果有利。

 ?、軕獮橹犉魇褂谜咛峁?~3周試用期,有的國家已成常規(guī)。這樣可使聾人在專門人員指導下反復調整各項控制旋鈕,選用適宜的助聽器而獲得滿意效果。

  ⑤在條件許可的情況下,為聽力損失90dB以下患者先選用耳級助聽器,而對90dB以上的可考慮用盒式助聽器。

 ?、抟话阋砸恢欢褂弥犉鹘钥山獬犜捓щy,但在條件許可或依個人愛好使用雙耳助聽。雙耳助聽已成發(fā)展趨勢,為耳聾兒童語言康復應普遍推廣使用雙耳助聽,其優(yōu)點較多。

  耳聾助聽器的電路

  如圖所示,它實質上是一個由晶體三極管VT1~VT3構成的多級音頻放大器。VT1與外圍阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路,擔任前置音頻電壓放大;VT2、VT3組成了兩級直接耦合式功率放大電路,其中:VT3接成發(fā)射極輸出形式,它的輸出阻抗較低,以便與8Ω低阻耳塞式耳機相匹配。

  駐極體話筒B接收到聲波信號后,輸出相應的微弱電信號。該信號經(jīng)電容器C1耦合到VT1的基極進行放大,放大后的信號由其集電極輸出,再經(jīng)C2耦合到VT2進行第二級放大,信號由VT3發(fā)射極輸出,并通過插孔XS送至耳塞機放音。

助聽器的電路

  電路中,C4為旁路電容器,其主要作用是旁路掉輸出信號中形成噪音的各種諧波成份,以改善耳塞機的音質。C3為濾波電容器,主要用來減小電池G的交流內阻(實際上為整機音頻電流提供良好通路),可有效防止電池快報廢時電路產(chǎn)生的自激振蕩,并使耳塞機發(fā)出的聲音更加清晰響亮。

  元器件選擇

  VT1、VT2選用9014或3DG8型硅NPN小功率、低噪聲三極管,要求電流放大系數(shù)β≥100;VT3宜選用3AX31型等鍺PNP小功率三極管,要求穿透電流Iceo盡可能小些,β≥30即可。

  B選用CM-18W型(φ10mm×6.5mm)高靈敏度駐極體話筒,它的靈敏度劃分成五個擋,分別用色點表示: 紅色為-66dB,小黃為-62dB,大黃為-58dB,蘭色為-54dB,白色>-52dB。本制作中應選用白色點產(chǎn)品,以獲得較高的靈敏度。B也可用藍色點、高靈敏度的CRZ2-113F型駐極體話筒來直接代替。

  XS選用CKX2-3.5型(φ3.5mm口徑)耳塞式耳機常用的兩芯插孔,買來后要稍作改制方能使用。改制方法參見圖2所示,用鑷子夾住插孔的內簧片向下略加彎折,將內、外兩簧片由原來的常閉狀態(tài)改成常開狀態(tài)就可以了。改制好的插孔,要求插入耳機插頭后,內、外兩簧片能夠可靠接通,拔出插頭后又能夠可靠分開,以便兼作電源開關使用。耳機采用帶有CSX2-3.5型(φ3.5mm)兩芯插頭的8Ω低阻耳塞機。

  R1~R5均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C1~C3均用CD11-10V型電解電容器,C4用CT1型瓷介電容器。G用兩節(jié)5號干電池串聯(lián)而成,電壓3V。

關鍵詞:助聽器的工作原理助聽器音頻調控電感線圈

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