Слухового аппарата схема

Анализ усредненных характеристик микрофона, телефона и потерь слуха при различных видах повреждений позволяет разделить частотный диапазон на три участка: На участке от до Гц результирующая АЧХ может быть постоянной, иметь подъем или спад, что связано с формой характеристики потерь слуха на этом участке. Здесь же могут быть небольшие максимумы и минимумы. Такая характеристика коррекции может быть получена параллельным включением фильтров низких частот ФНЧ , фильтров высоких частот ФВЧ или заградительных фильтров в различных комбинациях.

Второй путь приемлем при создании СА для конкретного пациента. В том случае, если СА создаются по модульному принципу, может быть разработан ряд модулей устройств коррекции, один из которых после снятия аудиограммы встраивается в аппарат. Входной усилитель СА должен иметь коэффициент усиления, достаточный для раскачки оконечного каскада. Особенностью работы входных усилителей СА являются малые рабочие токи и напряжения.

Коэффициент усиления усилителя без обратной связи Rос отключен равен 11 , с обратной связью — ; напряжение шумов, приведенное ко входу при его закорачивании, не более 2 мкВ.

Измерялось максимальное выходное напряжение на нагрузке — резисторе сопротивлением 60 Ом. Результаты измерений приведены в табл. Из таблицы видно, что лучшие результаты получаются с германиевыми транзисторами. Использование высокочастотных транзисторов ГТБ и ГТБ не оправдано, к тому же значения предельно допустимых параметров этих транзисторов близки к рабочему режиму в этом усилителе. Хотя они имеют почти в 2 раза больше деталей, но позволяют получить вдвое большую мощность при том же напряжении источника питания, что особенно важно для переносных устройств.

Не применяются в промышленных слуховых аппаратах ограничители пиковых значений сигнала и компрессоры; отсутствие заметных хорошо видимых индикаторов включения, что особенно важно при относительно больших токах потребления. Как правило, СА имеет метку на регуляторе громкости, совмещенном с выключателем питания. Среди параметров СА наибольшее влияние на качество воспроизведения звуков и разборчивость речи, а следовательно, и на реальный эффект при протезировании слуха оказывают амплитудно-частотная характеристика АЧХ слухового аппарата и уровень шумов.

Принципиальная схема входного усилителя 1. Этот усилитель построен по схеме с непосредственными связями между каскадами и охвачен общей отрицательной обратной связью ООС по постоянному току. Режим по постоянному току устанавливается с помощью резисторов R3 и R6. В первом каскаде усилителя применен малошумящий транзистор П Полоса частот усилителя по уровню —3 дБ Они способны работать при токах коллектора, исчисляемых десятками микроампер, и напряжении коллектор — эмиттер менее 1 В, не теряя высоких усилительных свойств.

Схема входного усилителя на транзисторах КТЕ приведена на рис. Принципиальная схема входного усилителя 2. Коэффициент усиления такого усилителя равен Большее усиление можно получить, если между первым и вторым каскадами поставить эмиттерный повторитель так, как показано на рис. Принципиальная схема входного усилителя 3. Здесь кроме местных отрицательных обратных связей в каждом каскаде и общей ООС по постоянному току введена еще и ООС по переменному току Rос , с помощью которой можно регулировать коэффициент усиления усилителя.

Начальный ток составляет примерно 2,8 мА. Усилитель, построенный по схеме рис. При исследовании не ставилась цель — подобрать в каждой паре транзисторы по параметру h21э.

Второй немаловажный фактор, влияющий на качество работы СА— уровень шумов. Если принять минимальный уровень интенсивности звуков 40 дБ, тогда напряжение шумов, приведенных ко входу, должно быть не более 3 мкВ. Внутренние шумы СА могут быть снижены применением во входных каскадах малошумящих транзисторов.

Схема заградительного фильтра приведена на рис. Полоса заграждения фильтра зависит от его коэффициента усиления. Оконечные усилители должны иметь, как правило, плоскую АЧХ, обеспечивать требуемый максимальный уровень сигнала на нагрузке и быть экономичными. В промышленных СА оконечный каскад построен, как правило, по одотактной схеме и работает в линейном режиме, поэтому выходной уровень и КПД таких усилителей, а следовательно, и СА невелики. Повысить КПД СА можно, если оконечный усилитель построить по схеме с плавающей рабочей точкой, как показано на рис.

Кроме того, в состав СА могут дополнительно включаться ограничитель максимального уровня выходного сигнала, индикатор включения СА, индикатор разрядки батарей и т. Технические требования, предъявляемые как ко всему СА, так и к составляющим его устройствам, определяются характеристиками слуха пациента. Наиболее детальное и точное измерение характеристик слуха обеспечивает аудиометрический метод измерения, при котором на исследуемое ухо через электродинамические телефоны подаются тональные сигналы различной частоты и громкости.

В простейшем случае оконечный усилитель, собранный по мостовой схеме, представляет собой два одинаковых оконечных каскада А2, A3 , входы которых подключены к каскаду с парафазными выходами А1 , а выходы — к нагрузке рис. Структурная схема мостового оконечного усилителя. При использовании в оконечных каскадах интегральных операционных усилителей ОУ можно исключить каскад с парафазными выходами, включив один ОУ по схеме с инвертирующим входом, другой — по схеме с неинвертирующим входом.

Муравин Людям с ослабленным слухом слуховой аппарат СА помогает общаться с окружающим миром, принимать активное участие в трудовой и общественной деятельности. Для одних он является единственным способом воспроизведения человеческой речи, для других — средством повышения разборчивости речи и даже дает возможность улучшить качество прослушивания музыки. В нашей стране промышленностью выпускаются несколько типов слуховых аппаратов с различными техническими характеристиками и в разных конструктивных исполнениях.

Остановимся на этом подробнее. Как уже отмечалось, выпускаемые промышленностью СА имеют плохую АЧХ, а потери слуха могут характеризоваться различными аудиограммами. Если при поражении звуковоспроизводящего аппарата аудиограмма плоская и имеет неравномерность около 20 дБ, то при поражении звуковоспринимающего аппарата и комбинированном поражении аудиограмма имеет спад в области частот Кроме того, необходимо учитывать, что микрофоны и телефоны, применяющиеся в СА, также имеют спад на частотной характеристике с наклоном, достигающим в области частот Некоторые СА снабжены регуляторами частотной характеристики, однако они представляют собой простейшие цепи и не обеспечивают требуемой коррекции.

Оконечный усилитель, построенный по схеме рис. Недостатки таких схем — низкий не более В этих усилителях начальный ток, равный 1,2 мА для схемы рис. Резисторами R2 и R4 для схем по рис. Принципиальные схемы двухтактных оконечных усилителей. Оконечные усилители, построенные по схемам рис. Почти такими же характеристиками, как и усилитель, построенный по схеме рис. Здесь резистором R1 устанавливается напряжение в точке А, равное половине напряжения питания, а резистором R4 — коэффициент усиления каскада.

Однако у выпускаемых промышленностью СА можно отметить следующие недостатки: Потери слуха у людей с поражением звуковоспроизводящего аппарата могут достигать Токи потребления имеют силу около Выходные каскады работают, как правило, в линейном режиме, а это ведет к тому, что ток потребления в режиме молчания такой же, как и при максимальной громкости; отсутствие ограничителей максимального уровня.

В слуховых аппаратах наиболее распространен микрофон M1. Его частотная характеристика приведена на рис. Эта характеристика усредненная и снята в условиях свободного звукового поля. Такие измерения представляют трудную техническую задачу. В реальных условиях на вид частотной характеристики микрофона большое влияние оказывают объем помещения, окружающие предметы и т. Поэтому в дальнейшем в расчет будем брать усредненную характеристику микрофона.

В настоящее время ведутся работы по переводу слуховых аппаратов на новую элементную базу, по улучшению их технических характеристик и эксплуатационных удобств. Усилитель этой микросхемы имеет малые шумы, потребляемую мощность и рассчитан на подключение телефона с сопротивлением 1 кОм.

Принципиальные схемы оконечных усилителей с плавающей рабочей точкой. Устройство по схеме на рис. Резистором R1 устанавливается начальный ток без сигнала , равный При этом максимальный коллекторный ток транзистора VT1 достигает 20 мА.

Труднее выделить полезный сигнал на фоне окружающих шумов. Если здоровое ухо воспринимает окружающие шумы избирательно по направлению, т. При совершенствовании СА и создании новых моделей необходимо учитывать все перечисленные факторы, влияющие на качество воспроизведения звуков и разборчивость речи. Рассмотрим структурную схему слухового аппарата. Слуховой аппарат представляет собой, как правило, устройство, состоящее из микрофона, входного усилителя, устройства коррекции, оконечного усилителя, телефона рис.

Электродинамические телефоны пригодны в данном случае, так как имеют наименьшее акустическое сопротивление и обеспечивают поэтому меньшую зависимость звукового давления от индивидуальных различий размеров внешнего уха. Кроме того, это удовлетворяет требованию единства измерений, когда результаты могут быть сравнимы и не зависят от места, времени и условий проведения. Можно пойти по другому пути: Тогда в аудиограмме будут учтены как частотные характеристики данного телефона, так и индивидуальные особенности слухового прохода, что позволит создать более эффективную схему коррекции АЧХ слухового аппарата.

Количество звеньев фильтра зависит от требуемого наклона АЧХ. Устройства коррекции могут быть построены на основе активных фильтров, описанных в [4, 5], в которых в качестве неинвертирующих усилителей лучше использовать не операционные усилители, а более экономичные эмиттерные повторители. Принципиальные схемы фильтров II порядка: Принципиальные схемы фильтрои III порядка: Если характеристика коррекции должна иметь больший наклон, необходимо включить несколько фильтров последовательно.

При подборе транзисторов в каждую пару рассматривались их справочные данные: Транзисторы устанавливались в усилитель, выполненный по схеме рис. Принципиальная схема оконечного усилителя с микросхемой. В каждой паре были исследованы по 3 транзистора каждого типа чтобы исключить случайный подбор.

Обычно входные усилители СА строятся по двух- или трехкаскадной схеме, в которой транзисторы включаются по схеме с общим эмиттером. Стабилизация режима по постоянному току осуществляется с помощью местных отрицательных обратных связей. Большей стабильностью, чем в промышленных СА, обладает усилитель, схема которого приведена на рис.