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助聽器的工作原理

 河湖閑人 2013-01-18

助聽器組成元件包括:麥克風(fēng),、放大器,、受話器、音量調(diào)控器,、音頻調(diào)控,、電感、電池,。

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

  一,、 麥克風(fēng)麥克風(fēng)是輸入換能器,將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/font>

  二,、 放大器放大器將麥克風(fēng)轉(zhuǎn)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(fēng)相反,,它將放大的電信號轉(zhuǎn)換為聲信號或機械振動,,傳遞到耳道里。轉(zhuǎn)換為聲信號的受話器為氣導(dǎo)受話器,,轉(zhuǎn)換為機械振動的受話器為骨導(dǎo)受話器,。

  四、音量調(diào)控音量調(diào)控是一個可變電阻或電位器,,用以調(diào)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(diào)高,,則需要的電流也更多;音量調(diào)低,,通過放大器的電流減少,使聲音變輕,。

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

  1.音調(diào)調(diào)控,,改變助聽器的頻響;

  2.削峰,可以控制助聽器的最大輸出;

  3.自動增益壓縮調(diào)控,,控制聲音在舒適響度范圍之內(nèi);

  4.增益調(diào)控(GC):調(diào)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(yīng)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(zhì)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(zhuǎn)換,因此輸入信號的質(zhì)量比經(jīng)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換過的信號質(zhì)量好,。

  2.電感線圈:電感是一個磁感應(yīng)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(yīng),轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,輸入放大器后使聲壓放大?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(yīng)包括電池能源以推動機器工作。由于不同性質(zhì),、不同程度的聽覺損傷機能差異也不同,,因此裝置音量調(diào)節(jié)、音調(diào)調(diào)節(jié),、最大聲輸出調(diào)節(jié),、電話拾音等設(shè)備,以及O-M-T(關(guān)斷-話筒-電話)三檔開關(guān)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(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)達到4000Hz,,高級助聽器的頻率范圍可在80~8000Hz之間。

 ?、谧畲舐曒敵龌蝻柡吐晧杭?SSPL),。實際上代表了助聽器的最大功率輸出,。使用助聽器時的最大聲輸出應(yīng)低于患耳的不舒適閾,尤其對重振陽性的患耳,,必須控制最大聲輸出以保護患耳,。

  ③最大聲增益,。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(yīng)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(nèi)變動的音量調(diào)節(jié)開關(guān),。選配適合的助聽器可依一些公式預(yù)先計算,,最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(diào)節(jié),以其閾值的一半或稍多為宜,,多能獲得滿意效果,。

  ④頻率響應(yīng)和音調(diào)調(diào)節(jié),。為滿足聾人聽力要求,,助聽器應(yīng)提供各種不同的頻率響應(yīng),頻率不同反應(yīng)在聽覺上就是音調(diào)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(diào)調(diào)節(jié)鈕上設(shè)置一些不同音調(diào),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(zhì)量也越好,。優(yōu)質(zhì)助聽器的信噪比可達40dB左右,至少應(yīng)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(yīng)越小越好,按規(guī)定失真應(yīng)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(dǎo)性聾是助聽器的最佳使用者,,而近三、四十年國際上助聽器的發(fā)展很快,,性能多樣,,質(zhì)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)性聾得益最大,。

  ①失聰患者需先經(jīng)過醫(yī)治或手術(shù)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(yīng)慎用助聽器,最好應(yīng)在聽力學(xué)專家指導(dǎo)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(dǎo)助聽器,,可考慮用骨導(dǎo)式的。其他各類耳聾患者均以氣導(dǎo)助聽器為宜,。

 ?、圻x配前應(yīng)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(yīng)盡可能測試閾上功能或語言測聽對判定效果有利。

 ?、軕?yīng)為助聽器使用者提供2~3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(dǎo)下反復(fù)調(diào)整各項控制旋鈕,,選用最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(fù)應(yīng)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(zhì)上是一個由晶體三極管VT1~VT3構(gòu)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(yīng)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,最后信號由VT3發(fā)射極輸出,,并通過插孔XS送至耳塞機放音,。

  

 

  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(zhì)。C3為濾波電容器,,主要用來減小電池G的交流內(nèi)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(yīng)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(nèi)簧片向下略加彎折,將內(nèi),、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(nèi),、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(guān)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,。

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