耳聾助聽器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、畢業(yè)論文題目：耳聾助聽器的設(shè)計(jì)目 錄摘要·····································3引言·········&

2、#183;···························4方案選擇·····················&#

3、183;···········5本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案··························12 1工作原理 2耳聾助聽器電路圖中元器件的選擇 3元件描述 4調(diào)試過(guò)程完成電路····&

4、#183;····························16總結(jié)····················

5、83;················20致謝·································

6、;····21參考文獻(xiàn)·································22摘 要助聽器（Hearing Aid）是一種供聽障者使用的、補(bǔ)償聽力損失的小型擴(kuò)音設(shè)備，其發(fā)展歷史可以分為以下七個(gè)時(shí)代：手掌集音時(shí)代、炭精

7、時(shí)代、真空管、晶體管、集成電路、微處理器和數(shù)字助聽器時(shí)代。人類最早、最實(shí)用的“助聽器”可能是聽障者自己的手掌。將手掌放在耳朵邊形成半圓形喇叭狀，可以很好地收集聲音。雖然這種方法的增益效果僅為3dB左右，而且也不是現(xiàn)代意義上的助聽器，但是，這是最自然的助聽方法。仍然可以看到一些老年人在傾聽別人講話時(shí)用手掌來(lái)集音的情況。許多哺乳動(dòng)物都有碩大的耳朵，所以它們的聽力比人要好得多。受到手掌集音的啟發(fā)，一些有心人先后發(fā)明了各種形狀的、簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置，如像喇叭或螺號(hào)一樣的“耳喇叭”，木制的“聽板”、“聽管”，像帽子和瓶子一樣的“聽帽”、“聽瓶”，像扇子和動(dòng)物翅膀一樣的“耳扇翼”，以及很長(zhǎng)的象聽診器一樣的“講

8、話管”，等等。由于人們認(rèn)為聽管越長(zhǎng)集音效果越好，所以有的聽管竟長(zhǎng)達(dá)幾十厘米，甚至一米多。聽別人講話時(shí)用手拿著聽管伸到別人的嘴邊，樣子滑稽可笑，但卻使聾人提高了聽力。同時(shí)，也提醒講話者盡量大聲講話。這種簡(jiǎn)單的機(jī)械助聽裝置一直使用了幾百年，直到十九世紀(jì)，才逐漸被炭精電話式助聽器取代。助聽器有電力的和非電力的兩類，后者目前已被廢棄。前者又有電子管式和晶體管式兩種。晶體管式耳聾助聽器最為靈巧輕便，于1950年問(wèn)世后已取代電子管式而被普遍采用。集成電路的問(wèn)世又迅速地取代了“晶體管耳聾助聽器”，集成電路IC于1964年問(wèn)世，其體種小，低耗電，穩(wěn)定性更高。近年來(lái)隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，耳聾助聽器也逐步向智能化

9、、體內(nèi)化發(fā)展：1982年“駐極體麥克風(fēng)”的問(wèn)世實(shí)現(xiàn)耳聾助聽器微型化，靈敏度及清晰度更是達(dá)到了新的水平；而1990年隨著“電腦編程耳聾助聽器”的問(wèn)世，耳聾助聽器增益初步智能化調(diào)整，又讓耳聾助聽器達(dá)到了另一新水平。1997年，“數(shù)字耳聾助聽器”的增益智能化調(diào)整，使用極為方便，性能達(dá)到了更高的水平。引 言 隨著相關(guān)聽力知識(shí)的普及，人們會(huì)越來(lái)越重視自己的聽力，同事也會(huì)發(fā)現(xiàn)聽力損失完全相同的聽力障礙者極少，每個(gè)聽障者的聽力狀況都有其特殊的一面。因此，為每個(gè)聽障者個(gè)別定制耳聾助聽器以保證使用效果必然會(huì)成為發(fā)展趨勢(shì)。要想進(jìn)一步提高助聽質(zhì)量（比如清晰度）就必須使耳聾助聽器具備記憶能力、重新編碼能力等“智能”，

10、比如抗噪聲、聲源定向定位、音質(zhì)定位等各類類耳蝸性能。這一切，需要計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的支持。智能化耳聾助聽器已經(jīng)開始受到廣泛重視，但作為商品遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足廣大特殊用戶的需求，于是今年來(lái)又推出了“數(shù)碼”助聽器，數(shù)字信號(hào)處理能力極強(qiáng)，為選配提供更大的靈活性。經(jīng)理了一百多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，今天的助聽器已經(jīng)有了耳內(nèi)式、耳背式、盒式、眼鏡式、發(fā)卡式、鋼筆式、無(wú)線式等多種形狀，助聽效果明顯提高。在可以預(yù)見的未來(lái)，耳聾助聽器發(fā)展有三個(gè)主題：1、小型化：從19世紀(jì)末的桌面大小到20世紀(jì)末的重量不足一克，耳聾助聽器外型尺寸越來(lái)越小。盡管目前還未找到進(jìn)一步大幅度減小耳聾助聽器外型尺寸的有效方法，但作為趨

11、勢(shì)，耳聾助聽器肯定會(huì)越做越小，越做越美觀。微型耳聾助聽器不僅是制造商的希望，更是廣大耳聾助聽器使用者的要求；2、個(gè)性化：隨著相關(guān)聽力知識(shí)的普及，人們會(huì)越來(lái)越重視自己的聽力，同時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn)聽力損失完全相同的聽力障礙者極少，每個(gè)聽障者的聽力狀況都有其特殊的一面。因此，為每個(gè)聽障者個(gè)別定制耳聾助聽器以保證使用效果必然會(huì)成為發(fā)展趨勢(shì)。3、智能化：要想進(jìn)一步提高助聽質(zhì)量（比如清晰度）就必須使耳聾助聽器具備記憶能力、重新編碼能力等“智能”，比如抗噪聲、聲源定向定位、音質(zhì)定位等各類類耳蝸性能。這一切，需要計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的支持。智能化耳聾助聽器已經(jīng)開始受到廣泛重視，但作為商品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足

12、廣大特殊用戶的需求。方案選擇 助聽器實(shí)際上事一部超小型擴(kuò)音器，它包括送話器（話筒）、放大器和受話器（耳機(jī)或骨導(dǎo)器）三部分。聲音由話筒變換成為微弱的電信號(hào)，經(jīng)放大器放大后輸送到耳機(jī)（或骨導(dǎo)器），變換成較強(qiáng)的聲音傳入耳內(nèi)。工作原理圖： 結(jié)構(gòu)構(gòu)架圖1-1圖1-8給出了國(guó)內(nèi)外廠家生產(chǎn)的八種助聽器的電路原理圖。其中圖1-2開關(guān)S的1位為斷，2位為一般助聽，3位為電話助聽。從綜合分析可以看出，它們有許多共同之處，同時(shí)又各具有特色。 圖1-1 圖1-2從電路程式，多為34級(jí)低頻放大器，除部分電路的末級(jí)采用固定偏流式電路外，各級(jí)都引入了各種不同形式的負(fù)反饋電路，以穩(wěn)定放大器的工作點(diǎn)和放大倍數(shù)，減少非線性失真。

13、圖1-7的輸入級(jí)很有特色，它用一電感取代了通常使用的射極電阻，這樣既獲得了較大的交流阻抗而又不使直流壓降太大，而在低電壓下，更要注意直流壓降的微笑損失。 圖1-3 圖1-4 圖1-5為了進(jìn)一步完善功能，有的助聽器加入了音調(diào)選擇（圖1-3,1-6,1-7）和電話裝著（圖1-2,1-3,1-4,1-6,1-8）。其中圖1-6的音調(diào)選擇是通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)該改變負(fù)反饋電容的數(shù)值。利用電容對(duì)較高音頻的容抗較小，反饋量大的特性，從而降低高音增益，使低音得到相對(duì)的提升。圖1-8則是通過(guò)接入或斷開基極回路旁路電容器來(lái)完成“低音”與“高音”轉(zhuǎn)換的。圖1-3的音調(diào)選著采用了多種方式，“低音”檔接上反饋電容“中音”檔

14、不接，“高音”檔則是用一電容與原耦合電容串聯(lián)，使總得耦合電容量減少來(lái)提高下限頻率（消除低音頻）。音頻選擇裝置可適應(yīng)不用使用者對(duì)音調(diào)的要求，其中圖1-3的效果最為顯著。至于聽電話裝置，是用一拾音線圈L通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)確定話筒，當(dāng)它置于電話機(jī)旁時(shí)，會(huì)感應(yīng)到話音信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后送到耳機(jī)，以解決戴助聽器是打電話的困難。 圖1-6 圖1-7 圖1-8圖1-3與圖1-8加入了自動(dòng)增益控制電路。它們將末級(jí)輸出的音頻信號(hào)的一部分經(jīng)整流濾波后，得到一個(gè)隨輸出信號(hào)強(qiáng)弱而改變的電壓加到輸入級(jí)的基級(jí)，當(dāng)信號(hào)過(guò)強(qiáng)時(shí)，增益降低，以免末級(jí)過(guò)載引起大的失真。一個(gè)合格的耳聾助聽器至少應(yīng)考慮下述六項(xiàng)性能指標(biāo)：1、頻率范圍。低檔耳聾助

15、聽器的頻率范圍至少在 3003000Hz，普通耳聾助聽器高頻應(yīng)達(dá)到4000Hz，高級(jí)耳聾助聽器的頻率范圍可在808000Hz之間。2、最大聲輸出或飽和聲壓級(jí)(SSPL)。實(shí)際上代表了耳聾助聽器的最大功率輸出。使用耳聾助聽器時(shí)的最大聲輸出應(yīng)低于患耳的不舒適閾，尤其對(duì)重振陽(yáng)性的患耳，必須控制最大聲輸出以保護(hù)患耳。3、最大聲增益。主要表示耳聾助聽器的放大能力，各國(guó)生產(chǎn)的耳聾助聽器增益多在3080dB之間。一般說(shuō)，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耳聾助聽器。在具體使用中耳聾助聽器上都備有使聲增益在一定范圍內(nèi)變動(dòng)的音量調(diào)節(jié)開關(guān)。選配適合的耳聾助聽器可依一些公式預(yù)先計(jì)算，最簡(jiǎn)

16、易的方法是按照純音聽力圖，對(duì) 500、1000、2000Hz三個(gè)音頻的增益補(bǔ)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，耳聾助聽器應(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。為了使耳聾助聽器的頻響比較符合聾人的聽力損失特點(diǎn)，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。5、信號(hào)噪聲比 (S/N)。耳聾助聽器耳機(jī)放大后的輸出往往是語(yǔ)言信號(hào)和惱人的噪聲同時(shí)存在，信號(hào)噪聲比值越大，語(yǔ)言信息輸出的質(zhì)量也越好。優(yōu)質(zhì)耳聾助聽器的信噪比可達(dá)40dB左右，至少應(yīng)保證30dB以上。6、諧波失真。為了能高地傳輸放大后的聲信號(hào)，

17、耳聾助聽器的失真度應(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(yǔ)言的逼真性。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案所有耳聾助聽器不外由傳聲器（話筒）、放大器和受話器（耳機(jī)）三個(gè)主要部分組成。傳聲器為聲電換能器，將外界聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸入放大器后使聲壓放大到1萬(wàn)乃至幾萬(wàn)倍,再經(jīng)受話器輸出這個(gè)放大后的聲信號(hào)。耳聾助聽器還應(yīng)包括電池能源以推動(dòng)機(jī)器工作。由于不同性質(zhì)、不同程度的聽覺損傷機(jī)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(dāng)多的人具有重振陽(yáng)性現(xiàn)象。他們對(duì)小聲聽取感到困難，但稍響

18、的聲音又難以忍受，響度感覺的動(dòng)態(tài)范圍明顯縮小。由于電子學(xué)上采用 AGC或PC線路實(shí)現(xiàn)壓縮和限幅功能，以使這類聾人較滿意地應(yīng)用耳聾助聽器克服聽覺障礙。1、工作原理：耳聾助聽器原理圖如圖1所示，該電路實(shí)質(zhì)是由晶體三極管VT1VT3構(gòu)成的一個(gè)多級(jí)音頻放大器。在該電路圖中，VT1跟外圍的阻容元件一起構(gòu)成了典型的阻容耦合放大電路，發(fā)揮著前置音頻電壓放大的作用;VT2、VT3則一起組成了兩級(jí)直接耦合式功率放大電路，其中VT3接成發(fā)射極輸出形式，輸出阻抗較低，方便其與8的低阻耳塞式耳機(jī)相互匹配。 圖1駐極體話筒B接收到聲波信號(hào)后，輸出相應(yīng)的微弱電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)電容器C1耦合到VT1的基極進(jìn)行放大，放大后的信

19、號(hào)由其集電極輸出，再經(jīng)C2耦合到VT2進(jìn)行第二級(jí)放大，最后信號(hào)由VT3發(fā)射極輸出，并通過(guò)插孔XS送至耳塞機(jī)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(hào)中形成噪音的各種諧波成份，以改善耳塞機(jī)的音質(zhì)。C3為濾波電容器，主要用來(lái)減小電池G的交流內(nèi)阻(實(shí)際上為整機(jī)音頻電流提供良好通路)，可有效防止電池快報(bào)廢時(shí)電路產(chǎn)生的自激振蕩，并使耳塞機(jī)發(fā)出的聲音更加清晰響亮。2、耳聾助聽器電路圖中元器件的選擇 圖22.1 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)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，30即可。

20、2.2 B選用CM-18W型(10mm×6.5mm)高靈敏度駐極體話筒，它的靈敏度劃分成五個(gè)擋，分別用色點(diǎn)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(diǎn)產(chǎn)品，以獲得較高的靈敏度。B也可用藍(lán)色點(diǎn)、高靈敏度的CRZ2-113F型駐極體話筒來(lái)直接代替。2.3 RTX-1/8W型碳膜電阻器特點(diǎn)：較低價(jià)格的電阻器，小體積可節(jié)省安裝空間，有散裝編帶和卷軸包裝形式，可提供各種引線整形產(chǎn)品，阻值范圍廣等特點(diǎn)。2.4 XS選用CKX2-3.5型(3.5mm口徑)耳塞式耳機(jī)常用的兩芯插孔。改制方法參見圖2所示，用鑷子夾住插孔的

21、內(nèi)簧片向下略加彎折，將內(nèi)、外兩簧片由原來(lái)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(jī)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(jī)采用帶有CSX2-3.5型(3.5mm)兩芯插頭的8低阻耳塞機(jī)。2.5 R1R5均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C1C3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(hào)干電池串聯(lián)而成，電壓3V。3、元件描述：3.1 9014三極管：9014是非常常見的晶體三極管，在收音機(jī)以及各種放大電路中經(jīng)?？吹剿?，應(yīng)用范圍很廣,它是NPN型小功率三極管。主要用途為：作為低頻、低噪聲前置放大，應(yīng)用于電話

22、機(jī)、VCD、DVD、電動(dòng)玩具等電子產(chǎn)品（與C9015互補(bǔ)）。集電極最大耗散功率PCM=0.4W（Tamb=25）集電極最大允許電流ICM=0.1A集電極基極擊穿電壓BVCBO=50V集電極發(fā)射極擊穿電壓BVCEO=45V發(fā)射極基極擊穿電壓BVEBO=5V集電極發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)=0.3V (IC=100mA; IB=5mA)基極發(fā)射極飽和壓降VBE(sat)=1V (IC=100mA; IB=5mA)特征頻率fT=150MHzHFE： A=60150; B=100300; C=200600; D=40010003.2 9012三極管：9012是一種最常用的普通三極管，它是一種低電壓

23、，大電流，小信號(hào)的PNP型硅三極管。主要用途：開關(guān)應(yīng)用，射頻放大。9012 結(jié)構(gòu)：PNP集電極-發(fā)射極電壓 -30V集電極-基電壓 -40V射極-基極電壓 -5V集電極電流 0.5A耗散功率 0.625W結(jié)溫 150特怔頻率 最小 150MHZ放大倍數(shù)：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-3004、焊接過(guò)程：首先在protel99se上畫好電路圖，然后生成PCB圖，接著在PCB板上對(duì)應(yīng)的位置上焊上元器件。焊接時(shí)，要使焊點(diǎn)周圍都有錫，將其牢牢焊住，防止虛焊。這樣電路板就完成了。5、調(diào)試過(guò)程： 插入8耳塞，接入3V電池，打開開關(guān)，耳塞有音源輸

24、出，且清晰響亮，即試用成功。有旋轉(zhuǎn)噪音，屬正?，F(xiàn)象。在助聽器信號(hào)輸入端接入DDS示波器，輸出0.05V，1000Hz的正弦信號(hào)，輸出端接入示波器鉤子，接入1.5V直流電源，打開產(chǎn)品電源開關(guān)，閉合助聽器按鈕，有波型輸出，調(diào)試成功。完成電路上圖第一排從左往右的元器件分別為:耳塞，發(fā)光二極管，兩個(gè)10uf的電容和47uf的電容。中間一排是:電容473和電阻最下面一排是：排針（一個(gè)接地，一個(gè)接電源），開關(guān)，PNP，連個(gè)NPN和話筒?？?結(jié)這一次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我受益匪淺。通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并發(fā)揮對(duì)所有知識(shí)的理解和思考及書面表達(dá)能力，自己親自動(dòng)手，最終完成了目標(biāo)。這為自己

25、今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。論文的設(shè)計(jì)是艱辛的，在設(shè)計(jì)的過(guò)程之中我遇到許多困難，但是最終我都通過(guò)查資料和在同學(xué)的幫助下，終于戰(zhàn)勝困難，完成了設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了一些問(wèn)題。例如，一開始要找元器件的時(shí)候，不清楚各個(gè)元器件的功能，把PNP和NPN給弄混了，通過(guò)查詢才了解到它們的功能分清楚各個(gè)元器件。后來(lái)了解清楚各個(gè)元器件的功能后就要找齊準(zhǔn)備焊接電路，在同學(xué)的幫助下終于把元器件找齊了。然后就是畫PCB板，剛開始的時(shí)候忘記了要怎么操作protel99se這個(gè)軟件，該怎么建立界面如何快速查找零件要用那些工具怎么生成PCB板等等都印象不深刻