数字助听器的结构与原理

5.2.1　数字助听器的结构与原理

1.数字助听器基本线路

声信号经麦克风转换成电信号,经数字信号处理器放大后,由受话器将电信号转换成声信号,传入听障者耳内。

2.数字信号处理器(DSP)工作原理

(1)模拟/数字转换器

它的作用就是把模拟电压转换成数字编码。先将模拟电压采样,采样频率越高,数据分得越细,信息就越不容易丢失。若助听器频响到10000Hz,采样频率必须高于20000Hz。

数字助听器必须有低通滤波器(反假信号滤波器)来防止采样频率与信号频率发生混淆。采样后的数据用二进制表示。三位(bit)可表示8个数据(0到7),四位可表示16个数据,五位可表示32个数据,等等。家庭激光唱盘播放器使用16位来描述声音,这意味着电压可被等分成65536份。目前先进的数字助听器一般使用16位处理器。

由于数字技术的开关制,也就是说计算机判断信号的有无取决于门限值：低于门限值表示0,无信号；门限值以上表示1,有信号。这可以减小助听器内部噪声,而模拟助听器则没有此功能。

(2)滤波器、压缩放大器、限幅器

对数字信号的处理无需像模拟信号那样,需要很多元件,而只需要采用数学运算即可达到目的。比如,我们希望放大声音6dB,即将声音放大一倍,可简单地通过每个数字乘以2就能做到。这样,可以减少许多元件,既减小了线路失真,又降低了处理器的故障率(元件越多,故障率越高),最主要的是具有比模拟线路更强大的信号处理能力。

随着数字技术及计算机技术的日益发展,目前的数字助听器可具有下列功能：

①多通道宽动态压缩,压缩阈值可从30dB起；

②自动降噪功能；

③动态声反馈抑制；

④快慢时程探测器；

⑤输出自动增益控制(AGC O)和软削峰；

⑥方向性麦克风,麦克风性能自动匹配；

⑦多存储器；

⑧宽范围高低频滤波器；

⑨低电压、存储器转换提示音。

由于数字助听器需要调节的内容多,所以基本上都是可编程的。

3.数字/模拟转换器(D/A)

最终的信号必须将数字编码转变成声信号,这个工作由数字/模拟转换器结合助听器受话器完成。数字/模拟转换器将数字信号转变成电信号然后传送给不同类型的受话器,最终完成对声音的转换。

为了最大限度地减少能量消耗,增加电池的使用寿命,数字助听器一般使用另一种类似于ClassD受话器的方案,即使用数字/模拟转换器。通过数字/模拟转换器直接驱动零偏置受话器。