Høreapparat. Hjemmelaget høreapparat Høreapparatdiagrammer

V. Muravin

For personer med nedsatt hørsel hjelper et høreapparat (HA) dem med å kommunisere med omverdenen og ta aktiv del i arbeid og sosiale aktiviteter. For noen er det den eneste måten å gjengi menneskelig tale for andre, det er et middel for å øke taleforståelsen og gjør det til og med mulig å forbedre kvaliteten på musikklytting.

I vårt land produserer industrien flere typer høreapparater med ulike tekniske egenskaper og i ulike design.

For tiden pågår arbeid med å overføre høreapparater til en ny elementbase, for å forbedre deres tekniske egenskaper og operative bekvemmeligheter. Dermed er det utviklet en spesialisert mikrokrets for K538UN2 SA. Forsterkeren til denne mikrokretsen har lav støy, lavt strømforbruk og er designet for å koble til en telefon med en motstand på 1 kOhm.

Imidlertid kan følgende ulemper noteres i industrielt produserte CAer:

utilstrekkelig akustisk forsterkning. Hørselstap hos personer med skade på lydgjengivelsesapparatet kan nå 80...90 dB ved en frekvens på 4 kHz, som anses som den minste akseptable øvre passbåndfrekvensen når det gjelder å sikre tilfredsstillende (92 %) taleforståelighet;

flat frekvensrespons på enheten, som ifølge GOST 10893-69 skal ha en ujevnhet på ikke mer enn 30 dB i frekvensbåndet 400...3000 Hz (mennesker med forskjellige typer hørselstap har forskjellige audiogrammer);

lav effektivitet av SA. Forbruksstrømmene er ca. 5...12 mA, som ved bruk av strømforsyninger med en kapasitet på 0,05...0,15 mA/t sikrer drift av enheten i 10...12 timer Utgangstrinnene fungerer, som en regel, i lineær modus, og dette fører til det faktum at strømforbruket i stille modus er det samme som ved maksimalt volum;

ingen maksimalnivåbegrensere. Bare én SA-modell har AGC, og den er også ineffektiv. Toppbegrensere og kompressorer brukes ikke i industrielle høreapparater;

fravær av merkbare (svært synlige) strømindikatorer, noe som er spesielt viktig for relativt høyt strømforbruk. Som regel har CA et merke på volumkontrollen, kombinert med strømbryteren.

Blant parametrene til høreapparatet utøves den største innflytelsen på kvaliteten på lydgjengivelsen og taleforståelsen, og derfor på den reelle effekten i hørselsproteser, av amplitude-frekvensresponsen (AFC) til høreapparatet og støynivået .

La oss se på dette mer detaljert. Som allerede nevnt har kommersielt produserte høreapparater en dårlig frekvensrespons, og hørselstap kan karakteriseres av ulike audiogrammer. Hvis audiogrammet med skade på lydgjengivelsesapparatet er flatt og har en ujevnhet på ca. 20 dB, så har audiogrammet med skade på lydmottakerapparatet og kombinert skade en nedgang i frekvensområdet 500. .4000 Hz med en helning på 30 dB/okt. .

I tillegg er det nødvendig å ta hensyn til at mikrofoner og telefoner som brukes i CA også har en nedgang i frekvensresponsen med en helning som når 30 dB/okt i frekvensområdet 2000...4000 Hz. Noen CA-er er utstyrt med frekvensresponsregulatorer, men de er de enkleste kretsene og gir ikke den nødvendige korreksjonen.

Den andre viktige faktoren som påvirker kvaliteten på driften av SA er støynivået. Det er kjent at for forståelig taleoppfatning er det nødvendig at et signal-til-støyforhold på mer enn 20 dB opprettholdes. Hvis vi aksepterer et minimum lydintensitetsnivå på 40 dB, bør støyspenningen som refereres til inngangen ikke være mer enn 3 μV.

Den interne støyen til CA kan reduseres ved å bruke lavstøytransistorer i inngangstrinnene.

Det er vanskeligere å isolere det nyttige signalet fra støyen rundt. Hvis et sunt øre oppfatter omgivende støy selektivt i retning, dvs. velger fra dem nyttig informasjon som kommer fra en bestemt retning, så forsterker SA lyder som kommer fra alle retninger; Som et resultat er signal-til-støy-forholdet ved inngangen til øregangen utilstrekkelig.

Når du forbedrer SA og lager nye modeller, er det nødvendig å ta hensyn til alle de oppførte faktorene som påvirker kvaliteten på lydgjengivelse og taleforståelighet.

La oss vurdere det strukturelle diagrammet til et høreapparat.

Et høreapparat er som regel en enhet som består av en mikrofon, en inngangsforsterker, en korreksjonsenhet, en terminalforsterker og en telefon (fig. 1).

Ris. 1 Blokkskjema over et høreapparat

Korreksjonsanordningen kan kombineres med en av forsterkerne, men den vil ikke være funksjonelt og strukturelt komplett og vil ikke fullt ut oppfylle de ganske høye kravene til korrigering av frekvensresponsen til SA.

I tillegg kan SA-en i tillegg inkludere en maksimal utgangssignalnivåbegrenser, en CA power-on-indikator, en lavt batteriindikator, etc.

De tekniske kravene til både hele høreapparatet og dets komponentenheter bestemmes av pasientens hørselsegenskaper.

Den mest detaljerte og nøyaktige målingen av hørselskarakteristikk er gitt av den audiometriske målemetoden, der toner med varierende frekvenser og volum sendes til testøret gjennom elektrodynamiske telefoner. Elektrodynamiske telefoner er egnet i dette tilfellet, siden de har den laveste akustiske motstanden og derfor gir mindre avhengighet av lydtrykk på individuelle forskjeller i størrelsen på det ytre øret. I tillegg tilfredsstiller dette kravet om ensartethet av målinger, når resultatene kan sammenlignes og ikke er avhengige av sted, tid og forhold.

Du kan ta en annen rute: ta et audiogram med telefonen som skal brukes med høreapparatet. Deretter vil audiogrammet ta hensyn til både frekvensegenskapene til den gitte telefonen og de individuelle egenskapene til øregangen, noe som vil gjøre det mulig å lage et mer effektivt opplegg for å korrigere frekvensresponsen til høreapparatet. Den andre måten er akseptabel når du oppretter en SA for en spesifikk pasient. I tilfelle SA-er opprettes på modulær basis, kan en rekke korrigeringsenhetsmoduler utvikles, hvorav en bygges inn i enheten etter at audiogrammet er tatt.

CA inngangsforsterker må ha en gevinst tilstrekkelig til å kjøre siste etappe. Lav støy er også et viktig krav, siden signalkilden for inngangsforsterkeren er en mikrofon, som har en relativt lav følsomhet (ca. 4 mV/Pa). Et trekk ved driften av SA-inngangsforsterkere er lave driftsstrømmer og spenninger.

Vanligvis er CA-inngangsforsterkere bygget ved hjelp av en to- eller tre-trinns krets, der transistorene er koblet i henhold til en felles emitterkrets. Stabilisering av DC-modus utføres ved hjelp av lokal negativ tilbakemelding.

Forsterkeren, hvis krets er vist i fig., har større stabilitet enn i industrielle CA-er. 2.

Ris. 2. Skjematisk diagram av inngangsforsterker 1

Denne forsterkeren er bygget etter en krets med direkte koblinger mellom trinn og er dekket av en felles negativ tilbakemelding (NFE) for likestrøm. DC-modusen stilles inn ved hjelp av motstandene R3 og R6. Det første trinnet til forsterkeren bruker en lavstøytransistor P28. I tillegg sikrer driftsmodusen til denne transistoren (Ik = 0,4 mA, Uke = 1,2 V) også minimal støy. Forsterkerens frekvensbånd på -3 dB nivå er 300...7000 Hz, forsterkningen Ku er 1700.

I støysvake inngangstrinn fungerer germaniumtransistorer P28, MP39B, GT310B, GT322A, silisium KT104B, KT203B, KT326B bra, men støysvake transistorer i KT342, KT3102 og KT3107-seriene gir spesielt gode resultater. De er i stand til å operere ved kollektorstrømmer som utgjør titalls mikroampere og kollektor-emitterspenninger på mindre enn 1 V, uten å miste sine høye forsterkende egenskaper.

Kretsen til inngangsforsterkeren som bruker KT3102E transistorer er vist i fig. 3 og har samme konstruksjon som det foregående diagrammet.

Ris. 3. Skjematisk diagram av inngangsforsterker 2

Transistoren til det første trinnet fungerer i mikrostrømmodus (Ik = 0,04 mA, Uke = 1 V). Forsterkningen til en slik forsterker er 3000.

Større forsterkning kan oppnås hvis en emitterfølger plasseres mellom første og andre trinn som vist i fig. 4.

Ris. 4. Skjematisk diagram av inngangsforsterker 3

Her er det i tillegg til lokal negativ tilbakemelding i hvert trinn og generell DC-feedback, også introdusert vekselstrøm-feedback (Roc), som du kan justere forsterkerens forsterkning med. Forsterkningen til forsterkeren uten tilbakemelding (Roc deaktivert) er 11 000, med tilbakemelding - 1700; Støyspenningen påført inngangen når den er kortsluttet er ikke mer enn 2 µV.

Det ble allerede sagt tidligere at hovedforvrengningene av ende-til-ende-frekvensresponsen til SA bestemmes av mikrofonen og telefonen. Den vanligste mikrofonen i høreapparater er M1. Frekvensresponsen er vist i fig. 5.

Ris. 5. Amplitude-frekvensrespons av mikrofonen

Denne karakteristikken er gjennomsnittsberegnet og tatt i et fritt lydfelt. Slike målinger utgjør en vanskelig teknisk utfordring. Under reelle forhold påvirkes typen av frekvensrespons til en mikrofon i stor grad av volumet i rommet, omkringliggende objekter, etc. Derfor vil vi i fremtiden ta hensyn til den gjennomsnittlige responsen til mikrofonen.

Analyse av de gjennomsnittlige egenskapene til en mikrofon, telefon og hørselstap for ulike typer skader gjør at vi kan dele frekvensområdet i tre seksjoner: opptil 1000 Hz, fra 1000 til 2000 Hz og over 2000 Hz.

I området opp til 1000 Hz har den resulterende frekvensresponsen, som representerer summen av frekvensresponsen til mikrofonen, telefonen og hørselstapet, en liten økning på grunn av økningen i frekvensresponsen til mikrofonen og telefonen.

I området fra 1000 til 2000 Hz kan den resulterende frekvensresponsen være konstant, stige eller falle, noe som er assosiert med formen på hørselstapskarakteristikken i dette området. Det kan også være små opp- og nedturer.

Ved frekvenser over 2000 Hz skyldes nedgangen i den resulterende frekvensresponsen nedgangen i telefonens frekvensrespons og egenskapene til hørselstap.

Det følger at når du utvikler korreksjonsenheter, er det nødvendig å danne frekvensresponsen til disse enhetene, det motsatte av den resulterende frekvensresponsen til "mikrofon-telefon-øre" -banen.

Denne korreksjonskarakteristikken kan oppnås ved parallellkobling av lavpassfiltre (LPF), høypassfiltre (HPF) eller stoppfiltre i ulike kombinasjoner. Antall filterseksjoner avhenger av den nødvendige helningen til frekvensresponsen.

Korreksjonsenheter kan bygges på grunnlag av aktive filtre beskrevet i, der det er bedre å bruke ikke operasjonsforsterkere, men mer økonomiske emitterfølgere som ikke-inverterende forsterkere.

Ris. 6. Skjematiske diagrammer av filtre av andre orden: a - lave frekvenser; b - høye frekvenser

Opplegg for aktive høypassfiltre og lavpassfiltre av andre orden er vist i fig. 6, og høypassfilteret og tredjeordens lavpassfilter er vist i fig. 7. De har frekvensresponshellinger på 12 og 18 dB/okt. hhv.

Ris. 7. Skjematiske diagrammer av tredjeordens filtre: a - lavpass; b - høye frekvenser

Hvis korreksjonskarakteristikken skal ha større helning, er det nødvendig å slå på flere filtre i serie.

Diagrammet av barrierefilteret er vist i fig. 8, a, og dens frekvensrespons er vist i fig. 8, b.

Ris. 8. Barrierefilter:
a - skjematisk diagram; b - frekvensrespons

Stoppbåndet til et filter avhenger av forsterkningen.

Den gjennomsnittlige frekvensen til stoppbåndet bestemmes av formelen

fo=0,28/RC,
hvor R=R1=R2, C=Cl=C2.

Endelige forsterkere må som regel ha flat frekvensgang, gi nødvendig maksimalt signalnivå ved belastningen og være økonomisk.

I industrielle CA-er bygges det siste trinnet som regel i henhold til en odo-syklus-krets og opererer i en lineær modus, derfor er utgangsnivået og effektiviteten til slike forsterkere, og derfor CA, lav.

Effektiviteten til SA kan økes hvis den endelige forsterkeren er bygget i henhold til en krets med et flytende driftspunkt, som vist i fig. 9, a, b).

Ris. 9. Skjematiske diagrammer av sluttforsterkere med flytende driftspunkt

Enheten i henhold til diagrammet i fig. 9,b er karakterisert ved en mer effektiv forskyvning av kaskadedriftspunktet når et signal tilføres inngangen og følgelig lavere ikke-lineære forvrengninger. Motstand R1 setter startstrømmen (uten signal) lik 2...3 mA, og motstand R2 setter minimum signalforvrengning ved belastningen. I dette tilfellet når den maksimale kollektorstrømmen til transistoren VT1 20 mA. Den endelige forsterkeren, bygget i henhold til kretsen i fig. 9, gir et maksimalt signal på 500 mV ved en 60 Ohm belastning ved en forsyningsspenning på 3 V og 1,5 mV ved en spenning på 9 V, som tilsvarer maksimale utgangsnivåer på 120 og 130 dB (med en telefonfølsomhet antatt å være 0,04 Pa/mV). Ulempene med slike kretser er lav (ikke mer enn 10...15%) effektivitet og store ikke-lineære forvrengninger. Større effektivitet (opptil 50%) er gitt av sluttforsterkere bygget ved hjelp av en push-pull-krets, som vist i fig. 10, a, b. I disse forsterkerne er startstrømmen 1,2 mA for kretsen i fig. 10, a og 2 mA for kretsen i fig. 10, b, er satt av motstandene R4 og R2, henholdsvis. Motstander R2 og R4 for kretsene i fig. 10, a og 10, b, henholdsvis, er spenningen i punkt A satt lik halve forsyningsspenningen.

Figur 10. Skjematiske diagrammer av push-pull sluttforsterkere

Endelige forsterkere bygget i henhold til kretsene i fig. 10 gir maksimale utgangsnivåer på 122 og 133 dB for fig. 10, a og 10, b, henholdsvis, er virkningsgraden ca. 50%.

Nesten de samme egenskapene som forsterkeren bygget i henhold til kretsen i fig. 10, b, men med færre deler, har en forsterker basert på K140UD5A operasjonsforsterker (fig. 11). Her setter motstand R1 spenningen i punkt A lik halvparten av forsyningsspenningen, og motstand R4 setter kaskadeforsterkningen. Startstrømmen er omtrent 2,8 mA. En forsterker bygget i henhold til kretsen vist i fig. 11, gir et maksimalt utgangsnivå på 131 dB. Effektiviteten til denne forsterkeren er litt lavere enn de forrige - 37%.

Under studien var målet ikke å velge transistorer i hvert par i henhold til h21e-parameteren. Ved valg av transistorer for hvert par ble referansedataene deres vurdert: struktur (p-n-p, n-p-n), materiale (germanium, silisium), revers kollektorstrøm, forsterkning, metningsspenning. Transistorene ble installert i en forsterker laget i henhold til kretsen vist i fig. 11.

Ris. 11. Skjematisk diagram av den endelige forsterkeren med en mikrokrets

I hvert par ble 3 transistorer av hver type undersøkt (for å utelukke tilfeldig utvalg). Den maksimale utgangsspenningen ble målt over en last - en motstand med en motstand på 60 Ohm. Måleresultatene er gitt i tabell. 1.

Tabellen viser at de beste resultatene oppnås med germaniumtransistorer. Bruken av høyfrekvente transistorer GT329B og GT310B er ikke berettiget, dessuten er verdiene for de maksimalt tillatte parametrene til disse transistorene nær driftsmodusen i denne forsterkeren.

Enda større effektivitet (opptil 75%) oppnås av sluttforsterkere laget ved hjelp av en brokrets. Selv om de har nesten 2 ganger flere deler, lar de deg få dobbelt så mye strøm fra samme strømkildespenning, noe som er spesielt viktig for bærbare enheter.

I det enkleste tilfellet består den endelige forsterkeren, satt sammen ved hjelp av en brokrets, av to identiske slutttrinn (A2, A3), hvis innganger er koblet til en kaskade med parafaseutganger (A1), og utgangene er koblet til belastning (fig. 12).

Ris. 12. Blokkskjema over en broterminalforsterker

Når du bruker integrerte operasjonsforsterkere (op-amps) i sluttfasen, kan du eliminere kaskaden med parafaseutganger ved å koble en op-amp i en krets med en inverterende inngang, og den andre i en krets med en ikke-inverterende inngang. Kretsen til en slik forsterker er vist i fig. 13.

Ris. 13. Skjematisk diagram av en bro sluttforsterker

De endelige forsterkerne kan også lages i henhold til kretsene gitt i. Alle er satt sammen ved hjelp av en brokrets og skiller seg fra hverandre på måten de slår på utgangstransistorene og driver dem. Effektiviteten til disse forsterkerne er fra 40 til 75%.

I tabellen 2 viser de komparative egenskapene til sluttforsterkere laget i henhold til kretsene i fig. 9, 10, 11, 13.

Tabell 2

I industrielle CAer indikeres på-tilstanden ved hjelp av et merke på volumkontrollen kombinert med strømbryteren.

Imidlertid er en slik indikator knapt merkbar, og tomgangsinnkobling fører til rask utladning av strømforsyninger.

LED gir god indikasjon på aktiveringen av SA. Praksis har vist at AL102A LED lyser godt selv ved en strøm på 2,5...3 mA, og AL310A LED lyser godt selv ved en strøm på 1,5 mA.

For å indikere aktiveringen av AS, kan du bruke en pulsindikator, hvis diagram er vist i fig. 14. Den er basert på en asymmetrisk multivibrator basert på transistorene VT1, VT2. Belastningen til multivibratoren er LED VD3 AL310A. Varigheten av gløden bestemmes av parametrene til R2C1-kretsen, og blitsfrekvensen bestemmes av parametrene til R3C2-kretsen. Motstand R4 begrenser pulsstrømmen gjennom LED-en. I diagrammet ovenfor er LED-blitsfrekvensen omtrent 0,5 Hz, og LED-av-til-på-forholdet er omtrent 7.

Ris. 14. Skjematisk diagram av en pulsindikator

La oss vurdere flere mulige SA-design.

Diagrammet over den enkleste SA er vist i fig. 15. Denne enheten inkluderer en to-trinns inngangsforsterker og en ett-trinns sluttforsterker med et flytende driftspunkt. Strømindikatoren er AL102A LED.

Ris. 15. Skjematisk diagram av høreapparat 1

Enheten bruker en Ml-mikrofon og en TM2A-telefon fra industrielle høreapparater. Volumkontroll med bryter - motstand SP3-3. Enheten drives av et Krona-batteri.

SA tekniske egenskaper: akustisk forsterkning 58 dB, maksimalt utgangsnivå 128 dB. Startstrømforbruk (uten signal) ikke mer enn 4 mA. Forsterkerens frekvensrespons er flat i området 300...7000 Hz. SA er plassert i en plastkasse som måler 85X59X24 mm.

Høreapparatet, diagrammet som er vist i fig. 16, er ganske økonomisk: når den drives av to 1,5 V-batterier, bruker den (i mangel av et signal) en strøm på 1,7 mA. Samtidig er parametrene til SA ikke verre enn de i forrige design. Dermed er den akustiske forsterkningen 64 dB, og det maksimale utgangsnivået er 120 dB. Denne SA har også en flat frekvensrespons i området 300...6000 Hz og er plassert i en plastkasse som måler 85x59x18 mm.

Ris. 16. Skjematisk diagram av høreapparat 2

Ved utviklingen av det neste designet ble egenskapene til hørselstap med TM-2A-telefonen tatt. Audiogrammet til en hørselshemmet ble sammenlignet med audiogrammet til en frisk person. Forskjellen mellom disse to audiogrammene er karakteristikken for hørselstap, som er presentert i fig. 17.

Ris. 17. Kjennetegn på hørselstap

Audiogrammet ble tatt som følger. Først ble frekvensen og minimumsnivået til signalet fra generatorutgangen satt. Deretter ble telefonen som enheten som utvikles ble designet for, plassert i øregangen. Signalnivået ble gradvis økt til det ble hørbart. Signalet fra generatorutgangen ble målt. Det normalt hørbare signalet ble deretter gradvis redusert. Da lyden på telefonen forsvant, målte vi signalet fra generatorutgangen med et millivoltmeter. Det aritmetiske gjennomsnittet av den første og andre målingen av generatorsignalet vil være terskelnivået. Det er nødvendig å måle terskelnivåer i frekvensområdet 200...7000 Hz. For å øke nøyaktigheten av målingene og eliminere tilfeldige feil, kan ta et audiogram gjentas 3...5 ganger.

Fra tapskarakteristikkene er det klart at i området opp til 1000 Hz er det en stigning med en helning på ca. 12 dB/okt., og etter 1000 Hz er det en kraftig nedgang: opp til 2500 Hz med en helning på 26 dB /okt., så enda mer. Ved å legge den gjennomsnittlige frekvensresponsen til mikrofonen over på hørselstapskarakteristikken, kan vi få karakteristikken til korrigeringsanordningen. Det ser ut som vist i fig. 18.

Ris. 18. Egenskaper for korrigeringsanordningen

En slik karakteristikk kan oppnås ved å bruke et barrierefilter, hvis krets og eksperimentelle frekvensrespons er presentert i fig. 19.

Ris. 19. Skjematisk diagram og amplitude-frekvenskarakteristikk for et barrierefilter

Diagrammet over høreapparatet med korreksjon er vist i fig. 20.

Ris. 20. Skjematisk diagram av høreapparat 3

Denne enheten inneholder en to-trinns inngangsforsterker, en korreksjonsenhet, som er et barrierefilter, en to-trinns sluttforsterker satt sammen ved hjelp av en push-pull transformatorløs krets, og en pulsindikator for å slå på SA. Den akustiske forsterkningen til enheten er 87 dB, det maksimale utgangsnivået er 124 dB. Startstrømforbruk (uten signal) ikke mer enn 1,8 mA. Blitsfrekvensen til LED-indikatoren er valgt til å være omtrent 0,5 Hz, og forholdet mellom av- og på-tilstandene til LED-en er omtrent 7, så forbruket fra strømkilden er lavt.

Høreapparatet drives av to 1,5 V-batterier. Det er plassert i en plastkasse som måler 59x85x16 mm. Etter subjektiv vurdering gir disse høyttalerne god taleforståelighet og forbedrer kvaliteten på musikklytting. En spesielt stor forsterkning ble oppnådd i området 1...3 kHz, mens ved bruk av konvensjonelle høreapparater er lyder med slike frekvenser praktisk talt ikke hørbare.

Litteratur
1. Ephrussi M. M. Høreapparater og audiometre - M.: Energia, 1975.
2. M u r a v i V. D. Høreapparater - For å hjelpe radioamatøren. Vol. 58, 1977.
3. Alekseev G.V. Noen metoder for å koble broeffektforsterkere til en forforsterker - Halvlederelektronikk i kommunikasjonsteknologi. Vol. 21, 1981.
4. Maklyukov M. RC-filtre med flate frekvenskarakteristikk - Radio, 1968, nr. 7.
5. Kareev V., Terekhov S. Operasjonsforsterkere i aktive RC-filtre.-Radio, 1977, nr. 8.
[e-postbeskyttet]

I dag skal vi lage et høreapparat. Videoen vil bestå av to deler. I denne vil jeg beskrive den elektriske delen, og i denne vil jeg beskrive produksjonen av kassen og installasjon av elektronikk i den.

Litt bakgrunn

Min bestefar går inn i sitt niende tiår. Over tid ble han tunghørt. I et par år brukte han et miniatyr BTE-høreapparat fra Siemens. Helt til jeg mistet den. Det ser ut til at de kjøpte en ny og glemte problemet, men jeg bestemte meg for å bli forvirret og lage en hjemmelaget. Det er flere årsaker til denne avgjørelsen. For det første prisproblemet. Etter hvert som dollaren har steget, har høreapparater økt i pris betydelig. For det andre hadde det nevnte eksemplaret ekstremt kort driftstid på knappebatterier. De måtte byttes en eller to ganger i uken. For det tredje forårsaket bruk av hodeplagg uvedkommende støy som gjorde det vanskelig å høre en samtale. For det fjerde forårsaket monoblokk-designet og nærhet til høyttaleren og mikrofonen konstante knirking ved maksimalt volum, men ingenting var hørbart ved et gjennomsnittlig lydnivå. Derfor bestemte jeg meg for å drepe alle fuglene i en smekk og lage en enhet med AAA-batterier, bestående av flere blokker.
Øretelefonen og mikrofonen vil bli plassert i henhold til prinsippet om et kablet headset. Og kofferten, som vil inneholde batterier og et trykt kretskort, vil bæres i en bukselomme eller på et belte. Den må utføre funksjonen til skjermen og beskytte de interne elementene mot skade på grunn av utilsiktet fall eller trinn på den.

Høreapparatdiagram

Jeg slo opp kretsdesignet på radioskot-nettstedet http://radioskot.ru/publ/unch/karmannyj_slukhovoj_apparat/6-1-0-627 Kretsen er ganske forvirrende. Jeg prøvde å forenkle det.

Hovedforsterkeren er en Motorola MC34119 mikrokrets. La oss ta en titt på dataarket. Mikruhaen består av 45 transistorer og kan operere på 2V, for eksempel fra 2 NiMH-batterier, som når de er helt utladet vil ha en spenning på 1V hver, dvs. den totale mengden vi trenger er 2V. Samtidig bruker mikrokretsen ekstremt lite. 2,7 mA oppgitt. Og den kan levere opptil 250 mW strøm per 32 ohm hodetelefon. Ganske gode indikatorer.

Det enkleste inkluderingsalternativet har minimal vekt. Men jeg, som forfatteren av den nevnte kretsen, innså under eksperimenter på et brødbrett at det er best å bruke alternativet med undertrykkelse av høyfrekvente lyder.

Jeg valgte empirisk en elektretmikrofon fra en gammel Philips-telefon basert på lydkvalitet, og den viste seg å være merkbart bedre enn andre mikrofoner.

Mitt alternativ

Jeg gjorde det. (KiCAD prosjektfil) Noen få ord om forforsterkeren. Fordi Jeg hadde ikke forforsterkerdelene angitt på diagrammet, så jeg bestemte meg for å eksperimentere med det jeg hadde. Og på lager hadde jeg den banale KT315B. Under eksperimentene viste det seg at det aller første alternativet med bare en transistor viste seg å være det mest vellykkede, og alle påfølgende hadde dårlig lydkvalitet og dårlig forsterkning. Men på samme tid, hvis en felles strømforsyning ble tilført mikrofonen og forforsterkeren, begynte forforsterkeren å begeistre seg selv. Alle mine forsøk på å løse dette problemet førte bare til dårligere lyd. Til slutt, etter å ha veid alle fordeler og ulemper, bestemte jeg meg for at elegansen til den tekniske løsningen hadde mindre prioritet over lyden, og brukte en ekstra batteripakke for å drive forforsterkeren. Ja, vekten og dimensjonene mine har økt, men jeg lager den første eksperimentelle prøven, og dette er tilgivelig. Dette er kompromisset.

Kretsen inneholder også en annen transistor - BC547, som bytter forsterkerbrikken til en laveffektmodus når forsyningsspenningen faller under 2,0V. Dette forhindrer at hovedbatteriene blir helt utladet. Dette fungerer ikke med forforsterkerbatterier, og selv om dette punktet kunne vært løst, bestemte jeg meg for at det ikke var så kritisk. Fordi Målinger av strømforbruk viste at forforsterkeren bruker 10 ganger mindre strøm, nemlig henholdsvis 0,6 mA og 6,3 mA. Med dette i betraktning kan vi anta at forforsterkerbatteriene lades en gang hver tiende lading av hovedbatteriene, noe som er helt akseptabelt. Med en hovedbatterikapasitet på 1000 mAh har vi omtrent 160 timers kontinuerlig drift. Vi kan anta at denne avgiften vil være nok til 2-3 ukers arbeid i 8-10 timer om dagen. Noe som er en ganske god indikator. Kretsen inneholder også en volumkontroll som regulerer spenningen på elektretmikrofonen.

Signet

Alt etter planen. La oss gå videre til seglet. Fordi Jeg satte først sammen delene på et brødbrett, jeg bestemte meg for å omorganisere dem på brettet uten problemer, så brettet vårt er THT - pinnemontering - mye mer praktisk for eksperimentelle ting. Det er godt mulig at det kommer et SMD-alternativ senere. Brettet ble lagt ut i KiCAD-programmet, deretter eksportert til SVG og skrevet ut fra en vektorredigerer. Jeg brukte ensidig glassfiber. Tegningen ble oversatt ved hjelp av LLT-metoden. De. Jeg skrev ut på fotopapir ved hjelp av en laserskriver, og varmet det opp med en laminator. Til å begynne med prøvde jeg å skille papiret med isopropylalkohol - jeg brukte alltid dette alternativet med termisk overføringspapir, men så mislyktes jeg. Den andre gangen jeg brukte bløtlegging i vann, renset jeg av den resterende filmen med en tannbørste og tannkrem. Det ble veldig bra. Etset i jernklorid. Dekket med roselegering i kokende vann. Jeg boret med en maskin ved hjelp av et mikroskop. Det var ingen spesielle problemer med installasjonen, men som alltid rotet jeg til med speilbildet, så bena til mikruhien måtte snus på vrangen.

I neste episode

God dag, kjære kolleger. Vi fortsetter avsnittet om medisinsk utstyr. I den forrige artikkelen snakket vi om hvordan man kan gjøre det enkelt for eldre mennesker ved å bruke skrapmaterialer og kun bruke noen få deler. I dag gjør jeg oppmerksom på en modernisering av en slik enhet, eller rettere sagt ikke en modernisering, men en helt ny versjon som bruker TDA2822M integrert forsterkermikrokrets. Mikrokretsen har bare åtte pinner og er en høykvalitets lavfrekvent forsterker inne i den har to kanaler på 0,65 watt hver. Utvalget av forsyningsspenninger er også veldig bredt - fra 1,5 til 18 volt. En slik forsterker finnes også i SMD-versjonen den kan finnes i en spiller, radiomottaker og så videre. Du kan selvfølgelig bare kjøpe den i en radiobutikk. Sett sammen forsterkeren ved å bruke et brotilkoblingsalternativ, som lar deg få opptil 1,5 watt ren kraft. Se nedenfor for koblingsskjemaet for høreapparatet.

Den varmes ikke opp, derfor er det ikke behov for en kjøleribbe. Jeg anbefaler deg å bruke kondensatorer og motstander i samme SMD-versjon, noe som vil redusere størrelsen på høreapparatet betydelig. Mikrofonen, som i den første artikkelen, brukes fra et mobiltelefonhodesett (det er praktisk på grunn av sin lille størrelse), men hvis du ikke har en, bruk en hvilken som helst elektretmikrofon. Strømkilden kan være et litiumnettbrett eller klokkebatterier.

Men siden vi her ikke bare har en mikrofonforsterker som i vår første artikkel, men en integrert forsterkermikrokrets, er strømforbruket derfor betydelig høyere - opp til 20 mA, noe som betyr at det vil være tilrådelig å bruke et litiumionbatteri fra et Bluetooth-headset på en mobiltelefon. Strømforsyningskondensatoren kan utelukkes fra kretsen, den spiller ingen spesiell rolle. Høreapparatforsterkeren kan settes sammen på et brødbrett sammen med et batteri og plasseres i et passende hodesetthus. Du kan lage etuiet selv av plastkort og lim det med silikon.

Som du la merke til på bildet er det ingen forsterkervolumkontroll uten en volumkontroll, forsterkeren fungerer på full effekt om ønskelig, designet kan suppleres med en variabel motstand for å justere lyden. Hvis du bruker et batteri, sørg for å inkludere en ladekontakt. Enheten kan lades med en vanlig lader fra en mobiltelefon, eller en USB-port, men det beste alternativet er å lade med en universallader, siden det er en kontroller og en ladestrømbegrenser, og dette vil øke batteriets levetid . Det er alt, lykke til venner - AKA.

Nylig trengte en som stod meg nær et høreapparat. I mange land gis slike høreapparater gratis til personer med hørselstap, men gratis ost...

Her er en av de gratis enhetene, disse kan kjøpes i Kina for 2-3 dollar.

Det er gode enheter, men prisen deres er helt klart mer enn 2-3 dollar.

Fabrikkenheten var ikke tilfredsstillende fordi den hadde lav følsomhet og ustabil forsterkning, og den var også batteridrevet, noe som medførte ekstra kostnader ved innkjøp av batterier.

Etter å ha åpnet den kinesiske enheten, ble det klart hvorfor den har lav følsomhet. Som du kan se er kretsen primitiv, bygget på et par transistorer, selv om lydkvaliteten ikke er dårlig.

Som et resultat laget jeg flere lignende enheter.En av disse enhetene er ganske klumpete, men har veldig god følsomhet og auto gain-kontroll.Det siste trinnet er bygget på MC34119-brikken, som kan levere opptil 250 milliwatt strøm til lasten, så bokstavelig talt alle hodetelefoner kan kobles til en slik enhet.Denne enheten var utstyrt med et ganske romslig litium-ion-batteri; en ladning er nok for flere dagers drift. Dessverre har jeg ikke lagret noen diagrammer eller fotografier.

Den andre enheten er ikke mindre god, den er utelukkende bygget på transistorer.

Et par forforsterkningstrinn, deretter et automatisk volumjusteringstrinn og et siste trinn i kollektorkretsen som en høyimpedans øretelefon er koblet til.

Hvordan fungerer automatisk volumkontroll? På det innledende trinnet tilføres spenningen fra kondensator C5, som lades av motstand R8, til bunnen av første trinns transistoren for å gi maksimal forsterkning.

Når inngangssignalet øker, for eksempel under en høy samtale i nærheten av enheten, øker også signalet ved utgangen av det andre fortrinnet, og så snart spenningen når opplåsingsverdien til silisiumtransistorene, som er 0,6 - 0,7 volt , transistoren utløses gjennom sin åpne overgang og motstand R6, kapasitans C5 vil bli utladet, dette senker spenningen ved bunnen av den første transistoren og reduserer enhetens følsomhet, forsterkningen øker gradvis etter noen sekunder, ettersom kondensator C5 kostnader.

Denne funksjonen bør være til stede i ethvert normalt høreapparat, den gir stabil lyd i øretelefonen, uavhengig av volumet på samtalen.

Ulempen med denne enheten er at den er kritisk til hodetelefoner her er den nødvendig med høy impedans. Hodetelefoner fra smarttelefonheadset har en impedans på 20 til 35 ohm, men jeg måtte jobbe hardt for å finne en hodetelefon med en spoleimpedans på 50 ohm, men med en slik hodetelefon er lyden rett og slett perfekt, selv om enheten kan fungere med lavere- impedans hodetelefoner.

Det er mange fordeler: høy følsomhet, høy støydempende funksjon, lavspent strømforsyning og lavt strømforbruk.

En slik enhet kan drives av bare ett batteri, og hvis du klarer å finne et nikkelmetallhydridbatteri i liten størrelse, kan enheten din godt konkurrere med sin kinesiske motpart når det gjelder ergonomi.

Jeg brukte et lite litium-ion-batteri fra et Bluetooth-headset. Et annet trekk ved kretsen er det brede spekteret av inngangsspenninger. I området fra 0,8 til 4 volt fungerer enheten perfekt.

Det trykte kretskortet til dette alternativet ble lagt ut for DIP-komponenter, kortet viste seg å være ganske kompakt.

Senere bestemte jeg meg for å prøve med SMD-montering

VR Kaplun, Severodonetsk

En av leserne i brevet hans gjorde oppmerksom på at det er et visst problem for personer med nedsatt hørsel knyttet til kjøp av høreapparat på grunn av dets ganske høye pris. Etter å ha analysert en rekke høreapparatkretser gitt i litteraturen, ble de grunnleggende kravene til en forsterker for et høreapparat bestemt:

1) forsterkning av signalet fra mikrofonen til et nivå på minst 0,5-1 V ved en belastning med en motstand på 80-100 Ohm;

2) tilstedeværelse av AGC (ønskelig);

3) minimumsvolum, vekt, kostnad;

4) drift fra en galvanisk celle med en spenning på ikke mer enn 3 V (helst) med minimalt strømforbruk.

Et særtrekk ved kretsen vist i fig. 1 er konstruksjonen av forsterkerens utgangstrinnet. I hovedsak er dette en push-pull brokrets som lar deg få maksimal utgangseffekt med minimalt strømforbruk.

Motstander brukt i kretsen: R1 – 4,7k; R2 – 270k; R3 – 10k; R4 – 620k; R5 – 3,3k; R6 – 22k; R7 – 68k; R8 – 6,8k; R9, R10 -330; R11, R16 – 30; R12, R13 – 22k; R14 – 5,1k; R15 – 110; R17 – 110; kondensatorer C1, C3 – C7 – 20,0 μ 6,3 V; C2 – 0,47 μ 16 V; dio

dy VD1-VD3 – KD522; transistorer VT1 – KT3102E; VT2 -KT3107Zh; VT3, VT5, VT6, VT8 – KT361; VT4, VT7, VT9 – KT315.

Transistorer VT1, VT2, VT4 brukes som en forforsterker, dekket av en AGC (transistor VT3). Steget på transistoren VT5 er en faseomformer som gir motfasesignaler som er nødvendige for driften av broutgangstrinnet på transistorene VT6-VT9. Negativ tilbakemelding gjennom motstand R14 gir den nødvendige stabiliteten til DC-forforsterkermodusen. Lokal tilbakemelding i utgangstrinnet gjennom motstander R12, R13 stabiliserer DC-modusen og forbedrer kvaliteten på forsterkning av svake signaler.

Forsterkeren settes opp ved å velge motstand R14 for å oppnå samtidig og symmetrisk begrensning av utgangssignalet ved kollektoren og emitteren til transistoren VT5.

Den "gjennomsiktige" versjonen av kretskortet er vist i fig. 2. Motstander kan brukes med en effekt på 0,125-0,25 W. Elektrolytiske kondensatorer er små importerte med en spenning på 6,3 V. En liten importert elektronisk mikrofon brukes som mikrofon; BA1 øretelefon – fra et industrielt høreapparat.

Denne forsterkeren ble testet i Radoamator-laboratoriet og viste god ytelse. Kretsen fungerer stabilt ved en forsyningsspenning på 2,4 V (to D-0,25 batterier). Kinesiskproduserte hodetelefoner koblet i serie med en motstand på 32-42 Ohm ble brukt som belastning. I dette tilfellet var strømforbruket 16-19 mA. Forfatterens krets inkluderer i tillegg kondensator C8 og motstander R11, R16. Motstanden til motstand R14 kan endres innenfor vide grenser. Det er en liten støy i hodetelefonene, som ikke kunne fjernes helt. Støyen avtar noe når man bytter ut transistortypen VT1 med KT315. Ifølge en person med hørselstap, "fungerer enheten bra, men hvis støyen ble redusert, ville den vært enda bedre."