Слуховой аппарат

Слуховой аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в радиотехнике. Сущность изобретения: аппарат содержит акустоэлектрический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, делитель 3 напряжения, элемент 4 задержки, элемент 5 сравнения ключ 6, блок 7 усиления и переключения , фильтр 8, электроакустический преобразователь 9. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. К ПАТЕНТУ (21) 4940936/10 (22) 21,05.91 (46) 07,02.93.Бюл. ¹ 5 (73) А,Л. Галиев (75) А.Л.Галиев, Р,Г.Галиева, В.А,Лисовский; П.П.Корсунцев и Л.А.Кравцова (56) 1, Базаров В,Г., Лисовский В.A„Морозов Б,С, Токарев О.П, Основы аудиологии и слухопротезирования.М.:Медицина, 1984.

2, Патент США ¹ 4689819, кл, Н 04 R 3/00,1987. Й2„„1794282 АЗ (54) СЛУХОВОЙ АППАРАТ (57) Использование; в радиотехнике. Сущность изобретения: аппарат содержит акустоэлектрический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, делитель 3 напряжения. элемент 4 задержки, элемент 5 сравнения ключ 6, блок 7 усиления и переключения, фильтр 8, электроакустический преобразователь 9. 3 ил, 1794282

Изобретение относится к импульсной и радиотехнике и может быть использовано при создании высокоэкономичных слуховых аппаратов.

Известны слуховые аппараты, выполненные по классической схеме усиления аналоговых сигналов и использующих телефоны со "средним выводом", автотрансформаторы и высокоомные телефоны (1).

Однако в существующих слуховых аппаратах КПД не превышает 30.„50%, элементы питания имеют весьма ограниченный срок службы, а их схемы содержат значительное количество комплектующих элементов, требующих предварительного подбора их номиналов, что" снижает технологичность такого рода устройств и повышает их себестоимость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является слуховой аппарат Киллиана, полностью, кроме микрофонного усилителя,. выполненный на КМОП-транзисторах и содержащий микрофон, выход которого через усилитель и разделительный конденсатор подключен к интегратору, на другой вход которого подаются импульсы скважностью "два" с генератора, выполненного на 19 транзисторах, двух диодах, одном резисторе и одном триггера со счетным входом и соединенного через усилитель и фильтр с электроакустическим преобразователем (2).

Этот аппарат имеет более высокие энергоэкономические и качественные показатели, в том числе простоту технологии производства и высокую надежность за счет выполнения на комплементарных полевых транзисторных структурах, реализуемых по технологии цифровых ИМС.

Однако, обладая высокой технологичностью и относительно малым энергопотреблением, в тоже время известный аппарат не позволяет значительно повысить КПД при упрощенном схемном решении, так как наличие отдельного генератора прямоугольных импульсов со значительным количеством транзисторных структур, с одной стороны, повышает потребляемый от источника питания ток, а с другой, использование широтно-импульсной модуляции с периодом квантования, равным периоду следования импульсов генератора, не позволяет увеличить эффективную "площадь" ,импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора, При этом ток потребления ключевых усилителей в момент их переключения не зависит от модулируемого сигнала, так как частота переключений постоянна.

Сказанное свидетельствует об ограниченной области использования такого рода устройств.

Цель изобретения — повышение КПД снижения энергопотребления за счет уменьшения количества. комплектующих элементов и переменного шага квантования широтно-импульсной модуляции.

Цель достигается тем, что в слуховой аппарат, содержащий акустоэлектрический

"0 преобразователь, выход которого соединен с предварительным усилителем, блок усиления и переключения, один выход которого подключен к первым входам фильтра и электроакустического преобразователя, а дру15 гой выход- к второму входу фильтра, выход которого соединен с вторым входом электроакустического преобразователя, согласно изобретению введены делитель напряжений, вход которого подключен к выходу

20 предварительного усилителя, элемент задержки, информационный вход которого соединен с первым выходом делителя напряжений, элемент сравнения, первый и . второй входы которого подключены соот25 ветственно к выходу элемента задержки и второму выходу делителя напряжений, и ключ, информационный вход которого соединен с шиной питания, управляющий вход- с выходом элемента сравнения и вхо30 дом блока усиления и переключения, а выход — с управляющим входом элемента задержки.

Перечисленные в отличительной части формулы признаки являются "существенны35 ми отличиями", поскольку не выявлены ни в одном из аналогов. а положительный эффект достигается лишь совместным использованием признаков ограничительной и отличительной частей формулы изобрете40 ния.

На фиг,1 изображена общая структура слухового аппарата; на фиг.2 — схема делителя напряжений, элемента задержки, элемента сравнения и ключа; на фиг.3—

45 сравнительные временные диаграммы про- тотипа и изобретения.

Слуховой аппарат содержит (фиг.1) акустоэлектрический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, делитель 3

50 напряжений, элемент 4 задержки„элемент

5 сравнения, ключ 6, блок 7 усиления и переключения, фильтр 8 и электроакустический преобразователь 9. Делитель 3 напряжений содержит (фиг,2) разделитель55 ный конденсатор 10 и резисторы 11,12. 13, элемент 4 задержки - накопительный конденсатор 14 и резисторы 15,16, а ключ 6— транзистор 17 и резистор 18.

Слуховой аппарат работает следующим образом, 1794282

15

25

В отсутствии входного сигнала (режим молчания) выходные напряжения делителя

3 отличаются друг от друга на величину, соответствующую шагу квантования. В момент включения источника питания напряжения на входах элемента 5 отличаются друг от друга, а через время, определяемое элементом 4, эти напряжения сравниваются — с учетом порога чувствительности элемента 5 срабатывает ключ 6, а напряжение на выходе элемента 4 восстанавливается в первоначальное состояние.

Время восстановления, т.е. время возврата в исходное состояние выходного напряжения элемента 4, выбрано таким, чтобы в отсутствии модулируемого сигнала на выходе элемента 5 формировались прямоугольные импульсы со скважностью "два".

Шаг квантования определяется по соотношению верхнего и нижнего пороговых напряжений элемента 5, а частота дискретизации в отсутствии модулируемого сигнала определяется как постоянной времени элемента 4, так и чувствительностью элемента 5 с учетом его шага квантования. Выбор оптимального значения частоты квантования (дискретизации) осуществляют иЧходя из следующих соображений.

С точки зрения экономичности устройства следует. иметь частоту квантования как можно меньшей, так как возрастание частоты влечет повышение тока потребления пеФормула изобретения

Слуховой аппарат, содержащий акустоэлектрический преобразователь, выход которого соединен с предварительным усилителем, блок усиления и переключения, один выход которого подключен к первым входам фильтра и электроакустического преобразователя, а другой — к второму входу фильтра, выход фильтра связан с вторым входом электроакустического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет снижения энергопотребления, в него введены делитель напряжения, элемент задержки, инреключаемыми элементами. Значительное снижение частоты ведет к снижению качества преобразуемой информации. По теореме

Котельникова минимальная частота дискретизации определяется как Ркв.мин.= 2F>, где

F — верхняя частота преобразуемого сигнала. При этом квантованные сигналы имеют постоянную длительность, а их амплитуда несет информацию об исходном сигнале, Если осуществить квантование по уровню, то суммарная частота квантования F<>.=

=2Е х Dc, где Dc — динамический диапазон преобразуемого сигнала, определяемый целевым назначением модулятора.

При преобразовании звуковых сигналов с верхней частотой 3,5 кГц в динамическом диапазоне De = 6...8 минимальное значение

F . = 2 х 3,5 х (6...8) = 42...56 кГц, B заявляемом обьекте частота квантования принята равной 50 кГц, потому время задержки элемента 4 должно быть равным

1/2 Fx>., т.е. 10 мкс, а период следования импульсов в отсутствии преобразуемого сигнала — соответственно 20 мкс.

При наличии преобразуемого сигнала в зависимости от его амплитуды и полярности на выходе элемента 5 формируются широтно-модулированные импульсы с переменной скважностью вотличие от клас30. сического принципа широтно-импульсной модуляции, в котором имеет место постоянный период следования импульсов, формационный вход которого соединен с первым выходом делителя напряжений,, элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента задержки и второму выходу делителя напряжений, и ключ, причем вход делителя напряжений подключен к выходу предварительного усилителя, информационный вход ключа соединен с шиной питания, выход — с управляющим входом элемента задержки, а выход элемента сравнения связан с входом блока усиления и переключения и управляющим входом ключа.

Составитель Л, Кравцова

Редактор С. Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е. Папп

Заказ 534 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,-Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101