助聽器裡面的主要結構是什麼

2020-11-22 騰訊網

(一)工作原理

助聽器名目繁多,但所有電子助聽器的工作原理是一樣的。任何助聽器都包括6個基本結構。

1.話筒(傳聲器或麥克風) 接收聲音並把它轉化為電波形式,即把聲能轉化為電能。

2.放大器 放大電信號(電晶體放大線路)

3.耳機(受話器) 把電信號轉化為聲信號(即把電能轉化為聲能)。

4.耳模(耳塞) 置入外耳道。

5.音量控制開關

6.電源 供放大器用的乾電池。

助聽器除有上述6部件外,大多數型號的助聽器還有3個附件,或稱3個附加電路(音調控制、感應線圈、輸出限制控制)。現代電子助聽器是一放大器,它的功能是增加聲能強度並儘可能不失真地傳入耳內。因聲音的聲能不能直接放大,故有必要將其轉換為電信號,放大後再轉換為聲能。輸入換能器由傳聲器(麥克風或話筒)、磁感線圈等部分組成。其作用是將輸入聲能轉為電能傳至放大器。放大器將輸入電信號放大後,再傳至輸出換能器。輸出換能器由耳機或骨導振動器構成,其作用是把放大的信號由電能再轉為聲能或動能輸出。電源是供給助聽器工作能量不可缺少的部分,另外還設有削峰(PC)或自動增益控制(AGC)裝置,以適合各種不同程度耳聾病人的需要。

(二)主要技術指標

要了解助聽器的聲學效果,首先要對助聽器的聽感特性的技術指標進行分析。主要的技術指標包括增益、頻率響應、至大聲輸出、失真、等級輸入噪聲和動態範圍等,這些技術指標均可通過助聽器分析儀測出。

1.聲增益 助聽器的放大率用增益來表示,即助聽器耳機輸出聲壓級與傳聲器輸入聲壓級的差值。例如:輸入60dB輸出130dB,增益=130-60=70dB。增益會隨音量的控制而改變。

2.頻率響應(ferquencyrange) 助聽器輸出增益的變化隨輸入信號頻率變化的關係曲線稱為頻響曲線。人耳的聽覺範圍是20-20000Hz,語言頻率範圍為500-2000Hz,實驗證明低頻主要提供語言的能量,而高頻的聽力補償對語言的清晰度具有重要意義,所以助聽器從250-4000Hz的頻響曲線的增益值,對助聽器的選配十分重要。

3.至大聲輸出(output sateretion sound pressure level) 當外界信號由60dB逐漸增大到90dB輸入時,輸出信號,但當輸入信號≥90dB時,輸出信號不再相應增大此時的輸出為至大聲輸出。聲輸出=輸入+增益。

4.動態範圍(dynamic range) 動態範圍是助聽器的至大輸出與增益之間的差值。動態範圍可承受音量控制的調整而改變。

5.失真(total hamonic distortion) 當外界聲音經過助聽器放大後,除波幅的放大外,其它任何在摨、上的變化比為失真。如諧波失真至為常見。盒式助聽器應≤5%。

6.等級輸入噪聲(equivalent input noise level) 當輸入信號為0時,本機固有的噪聲輸出稱為等效噪聲,要求在30dB以下,此值越小越好。

7.感應線圈靈敏度(induction pick-up coil sensitivity)當輸入10Ma/mfeild場強時,助聽器的輸出聲壓級越大,靈敏度越高。

8.聲反饋

在放大迴路中,放大的聲音被話筒拾音並再次放大而產生的尖叫聲就叫聲反饋。聲反饋是一種普通音頻放大系統中常有的現象。假如某一頻率的聲反饋量達到一定程度時,電路就變成該頻率信號的振蕩電路,助聽器會產生較強的振蕩信號,外加信號就"淹沒"在振蕩信號中。助聽器往往產生尖叫聲的原因也在於此。不同助聽器峰的頻率不同,所產生反饋的音量也不同。

這一過程是一迴路,發生在聲漏源與話筒之間。放大的聲音逸出有被話筒拾音並再放大。在低、中等增益助聽器,洩漏的聲音在到達話筒時已丟失了很大的能量,故不會造成大問題。高功率助聽器的高強度信號可到達話筒形成再放大的迴路過程。如此反覆不斷,一個信號被一再的放大,起到產生音頻振蕩,即發出嘯叫。這時助聽器已處於一個無用的狀態,尤其是大功率助聽器的用戶常常受到這種令人討厭的刺耳反饋的幹擾,而不得不將助聽器音量調低,以至於無法得到更大的音頻增益。若該系統頻率響應相當平,缺乏共振峰,就不太可能產生聲反饋。然而助聽器都不存在這樣的系統,總是有峰值和反饋問題。

耳內或眼鏡式助聽器傳聲管的長度與直徑可影響系統的共振峰,從而增加或降低振蕩幅度和頻率及反饋的音高。在某種程度上,傳聲管的長度與直徑決定有無聲反饋的出現。

聲反饋可來自接收器與耳模之間通過空氣的聲音傳播與話筒耦合。以下情況可出現這一類型的反饋:被放大的聲音從耳模內側直接洩漏到外側;接收器、話筒隔聲不夠。

聲音直接洩漏的原因及解決對策如下:

1. 耳模或耳內助聽器外殼不適配,聲音從耳模與耳道壁之間逸出,聲音直接洩漏是聲反饋的至常見因素。

2. 接收器(盒式)與耳模,或傳聲管(耳級式和眼鏡式助聽器)與耳模連接欠佳,使聲音在傳入耳內前直接洩漏出來。這一問題可在接收器與耳模之間或盒式助聽器導線接頭處塞入布料或塑料墊圈來解決,也可以將傳聲管與耳模重新膠合來解決。

3. 接收器與耳模之間的傳聲管裂開可造成直接聲漏。解決辦法是更換傳聲管。

4. 傳聲管與助聽器肘或接收器中級不配套而聲漏。至好的解決辦法是用新的傳聲管。

5. 助聽器肘不合適。解決辦法是調換新的。

查找聲反饋原因宜從耳模開始逐項檢查各種因素。

步,用手指封閉耳模的耳道開口或耳內與內助聽器接收器開口,然後將音量開足。如果無反饋發生,而當帶上助聽器後出現反饋,很可能是耳模或外殼不合適,需換新的。如仍有反饋,檢查傳聲管與耳模或接收連接。對接收器在外部反饋,檢查傳聲管與耳模或接收囂的連接。對接收器在外部的盒式助聽器,步若出現反饋,可墊圈後重複步驟。如果檢查所有過程後仍有反饋,可能是接收器聲音隔絕不夠,這必須送廠修理。

第二種情況是接收器、話筒或兩者聲隔絕不夠,尤其在輸出強時,接收器壁產生泵樣機械振蕩,所知機內的空氣形成聲波,通過空氣腔傳送到話筒。解決這一問題的途徑有三種: 增加話筒與接收器之間的距離,這樣到達話筒的聲壓就成低幅。 在話筒與接收器之間放一聯鎖牆以做一日和尚撞一天鐘阻止聲音傳導。在話筒嘴上放一橡皮管,以使助聽器內部傳出的聲音不能到達話筒振動膜,橡皮管可在機內衰減到達話筒的聲壓。一個有趣的發現是聲反饋總是一種高頻現象。

這有二個原因:首先,就響應曲線的峰而言,初級峰通常在1-2kHz範圍內,次級峰出現在3-4kHz範圍內。前者與助聽器內部聲放射反饋有關,後者與耳模或傳聲管(或兩者)都有直接聲漏有關。此外,在耳模不合適時,高頻聲波較低頻聲波易逃逸,所以聲反饋通常都是高頻率的。

聲反饋已成為近年助聽器工程中相當困難的問題。許多工廠在設計時,竭力強調高頻,但不得不因反饋問題而將增益降低。可能的解決方法是利用外耳道的自然共振頻率為2.8-3.0kHz,為減少反饋可降低一些高頻響應,利用外耳道共振特性來強調高頻,這能使到達鼓膜的800Hz以上高頻的強度每音階增加3dB。

近來,另有減輕聲反饋的方法。是在耳後助聽器耳鉤上和耳內式接收器傳聲管內放阻力濾波器。這種阻力濾波器(從680-3300Ω)可降低1kHz區的初級共振峰,使頻響曲線變得光滑。第二是裝上頻率移動控制器(反饋降低控制器),將次級共振峰(約3kHz)移向高或低頻區,根據使用者外耳道的共振特性,這一小小的移動能有效地降低共振頻率的放大,從而減輕聲反饋。這一方法只在少數助聽器中採用。

此外,還有機械性反饋、磁性反饋、電子反饋等。

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