助听器的基本结构与原理

助听器的基本结构与原理传统的助听器组成元件包括：麦克风、放大器、受话器、音量调控器、音频调控、电感、电池。助听器是先将声信号转化为电信号，通过对电信号加以放大后，再转换为声信号，从而将声音放大的。在能量转换过程中，实现换能器功能的是麦克风和受话器。一、麦克风麦克风是输入换能器，将声能转变为电能。二、放大器放大器将麦克风转换好的微弱电压加以放大。三、受话器受话器是另一换能器，正好与麦克风相反，它将放大的电信号转换为声信号或机械振动，传递到耳道里。转换为声信号的受话器为气导受话器，转换为机械振动的受话器为骨导受话器。四、音量调控音量调控是一个可变电阻或电位器，用以调节通过放大器的电流，音量随电信号的电阻变化而变化。音量调高，则需要的电流也更多；音量调低，通过放大器的电流减少，使声音变轻。五、微调电位器在可编程助听器中，通过电脑编程来进行各种微调的调节，使调节更精细准确，能更精细的补偿听力损失，包括：1.音调调控，改变助听器的频响；2.削峰,可以控制助听器的最大输出；3.自动增益压缩调控，控制声音在舒适响度范围之内；4.增益调控（GC）：调节助听器增益。六、电池一般而言，助听器的增益和输出越大，所需的电池能量越大，相应的电池体积也越大。如果一个电池的能量不足的话，将限制助听器的输出声压。助听器对电池的要求是：体积小、电压恒定、质量可靠、寿命长、对环境无害。如今的助听器电池都是锌空电池（钮扣电池）。七、助听器的附件可以包括音频输入和电感线圈：1.音频输入：大部分助听器都有音频输入的接触片或插孔，主要用于听收音机或看电视。因为音频信号直接来自于声源，没有经过声——电、电——声的转换，因此输入信号的质量比经麦克风转换过的信号质量好。2.电感线圈：电感是一个磁感应线圈，能对从电话机上的受话器泄露出来的电磁场发生相应，转换为电信号后放大，使助听器可用于听电话。其优点是不会产生啸叫，无干扰，噪音环境下的信噪比高。信噪比是语音信号与环境噪音的差值，信噪比高则语音信号强，易分辨。八种助听器电路助听器实际上是一部超小型扩音器，它包括送话器(话筒)、放大器和受话器(耳机或骨导器)三部分。声音由话筒变换为微弱的电信号，经放大器放大后输送到耳机(或骨导器)，变换成较强的声音传入耳内。图99-1～图99-8给出了国内外厂家生产的八种助听器的电路原理图。其中图99-2开关S的1位为断，2位为一般助听，3位为电话助听。从综合分析可以看出，它们有许多共同之处，同时又各具有特色。图99-1图99-2从电路程式看，多为3～4级低频放大器，除部分电路的末级采用固定偏流式电路外，各级都引入了各种不同形式的负反馈电路，以稳定放大器的工作点和放大倍数，减小非线性失真。图99-7的输入级很有特色，它用一电感取代了通常使用的射极电阻，这样既获得了较大的交流阻抗而又不使直流压降太大，而在低电压下，更要注意直流压降的微小损失。图99-3图99-4图99-5为了进一步完善功能，有的助听器加入了音调选择(图99-3，99-6，99-7)和听电话装置(图99-2，99-3，99-4，99-6，99-8)。其中图99-6的音调选择是通过转换开关来改变负反馈电容的数值。利用电容对较高音频的容抗较小，反馈量大的特性，从而降低高音增益，使低音得到相对的提升。图99-8则是通过接入或断开基极回路旁路电容器来完成“低音”与“高音”转换的。图99-3的音调选择采用了多种方式，“低音”档接上反馈电容“中音”档不接，“高音”档则是用一电容与原耦合电容串联，使总的耦合电容量减小来提高下限频率(削除低音频)。音调选择装置可适应不同使用者对音调的要求，其中以图99-3的效果最为显著。至于听电话装置，是用一拾音线圈L通过转换开关取代话筒，当它置于电话机旁时，会感应到话音信号，经放大后送到耳机，以解决戴助听器时打电话的困难。图99-6图99-7图99-8图99-3与图99-8加入了自动增益控制电路。它们将末级输出的音频信号的一部分经整流滤波后，得到一个随输出信号强弱而改变的电压加到输入级的基极，当信号过强时，增益降低，以免末级过载引起大的失真。高灵敏度助听器(3)由HDT6集成电路和EC9-1型助听器耳机构成的助听器具有如下的特点：(1)由于采取了专用于耳聋助听器的厚膜集成电路和优质助听器耳机，其灵敏度高、频响特性好、音质清晰、噪音低、佩戴舒适；(2)重量轻，体积小，携带方便；(3)性能稳定可靠，不怕碰撞和摔跌，价格便宜，很适合耳聋患者选择和使用；(4)外围电路简单，所用元件普通，易于制作与维修。图106-1电路原理：其电路原理图如图106-1所示。当外界音频信号送至驻体拾音话筒BP时，音频信号由C1耦合输入到HDT6的第①脚，经IC内部进行三级音频放大，然后进行功率放大，最后将放大的信叫由第⑥脚输出，直接推动耳机发声，作用于耳聋患者校正听力。图中C1、C2用作信号耦合；C3、C4为电源退耦电容，防止产生啸叫声；R2为反馈电阻，主要用于改善音质和稳定电路工作；RP为分压、开关和音量调节电位器，供听力损失者调整声音大小用。制作与调试：按照线路描制的印制电路板见图106-2。该印制板尺寸并非1：1，读者可以依据HDT6IC的大小来确定其引出脚的排列孔位置，再参照图106-2自行绘制，尽量做到既小巧又美观，一般以能装进上衣口袋为宜。驻极体话筒BP应选用市售灵敏度较高的录音机用话筒。安装时在话筒两极分别焊上0.8～1.0mm粗的硬导线，以利于牢固插在印制板上焊接，防止松动碰击时发出的干扰声。在助听器盒盖前钻一个与话筒直径相同的圆孔，有利于拾取外界的音频信号。助听器耳朵是本机的关键，市售的普通耳塞机不宜作耳聋助听器耳机，这种耳机频响差，音质劣，只能供正常人收听广播节目用。应选择国内推出的ESC-1型助听器耳机，它特别适合与国内外各种型号的中高档助听器配套。它的频率范围为300～3400Hz，典型频响为200～5000Hz；灵敏度在1000Hz时为110～116dB/mV以上；阻抗在700～800Ω。所用元器件均为小型化，电解电容为CD11型耐压6V；电阻为1/16Ω的金属模电阻；电池为5号电池1节。图106-2该机调试方法十分简单，先把助听器耳机插入插口，打开电位器RP开关，用万用表10mA档，将表笔串接在电池中，测整机工作电流≤2.5mA为正常，否则电路有短路现象，应着重检查外围元器件焊接是否有误及HDT6IC内部电路是否有问题。只要元器件选择正确，焊接无误，一般都能正常工作。该机的工作频率范围在270～3000Hz。微型助听器图98为微型助听器电原理图，主要由集成电路HDT6构成。HDT6是专为助听器设计的厚膜集成电路，其特点是噪声小，灵敏度高。其工作电流约2mA左右，工作频率为270～3000Hz。图98C1和C2为耦合电容，C3、C4为电源滤波电容，R2为偏置电阻，电位器RP作为音量调节器。本电路体积小，携带方便。