助听器的原理

助听器的工作原理

助听器名目繁多，但所有电子助听器的原理是一样的。

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、麦克风是输入换能器，将声能转变为电能。

二、放大器将麦克风转换好的微弱电压加以放大。

三、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、任何助听器都包括6个基本结构：

1、话筒（传声器或麦克风）接收声音并把它转化为电波形式，即把声能转化为电能。

2、放大器放大电信号（晶体管放大线路）

3、耳机把电信号转化为声信号（即把电能转化为声能）。

4、耳模（耳塞）置入外耳道。

5、音量控制开关。

6、电源供放大器用的干电池。

助听器除有上述6部件外，大多数型号的助听器还有3个附件，或称3个附加电路（音调控制、感应线圈、输出限制控制）。现代电子助听器是一放大器，它的功能是增加声能强度并尽可能不失真地传入耳内。因声音的声能不能直接放大，故有必要将其转换为电信号，放大后再转换为声能。输入换能器由传声器（麦克风或话筒）、磁感线圈等部分组成。其作用是将输入声能转为电能传至放大器。放大器将输入电信号放大后，再传至输出换能器。输出换能器由耳机或骨导振动器构成，其作用是把放大的信号由电能再转为声能或动能输出。电源是供给助听器工作能量不可缺少的部分，另外还设有削峰（PC）或自动增益控制（AGC）装置，以适合各种不同程度耳聋病人的需要。

助听器主要技术指标

要了解助听器的声学效果，首先要对助听器的听感特性的技术指标进行分析。主要的技术指标包括增益、频率响应、最大声输出、失真、等级输入噪声和动态范围等，这些技术指标均可通过助听器分析仪测出。

一、声增益

助听器的放大率用增益来表示，即助听器耳机输出声压级与传声器输入声压级的差值。例如：输入60dB输出130dB，增益＝130－60＝70dB。增益会随音量的控制而改变。

二、频率响应（ferquencyrange）

助听器输出增益的变化随输入信号频率变化的关系曲线称为频响曲线。这上频响曲线不是根据最大增益得出的。若把纵坐标改为输出声压级，得出来的曲线就是频响曲线。人耳的听觉范围是20－20000Hz，语言频率范围为500－2000Hz，实验证明低频主要提供语言的能量，而高频的听力补偿对语言的清晰度具有重要意义，所以助听器从250－4000Hz的频响曲线的增益值，对助听器的选配十分重要。

三、最大声输出（output sateretion sound pressure level）

当外界信号由60dB逐渐增大到90dB输入时，输出信号，但当输入信号≥90dB时，输出信号不再相应增大此时的输出为最大声输出。声输出＝输入＋增益。

四、动态范围（dynamic range）

动态范围是助听器的最大输出与增益之间的差值。动态范围可承受音量控制的调整而改变。

五、失真（total hamonic distortion）

当外界声音经过助听器放大后，除波幅的放大外，其它任何在摨、上的变化比为失真。如谐波失真最为常见（如5－17）。盒式助听器应≤5%。

六、等级输入噪声（equivalent input noise level）

当输入信号为0时，本机固有的噪声输出称为等效噪声，要求在30dB以下，此值越小越好。

七、感应线圈灵敏度（induction pick-up coil sensitivity）

当输入10Ma/mfeild场强时，助听器的输出声压级越大，灵敏度越高。

八、声反馈

在一放大回路中，放大的声音被话筒拾音并再次放大而产生的尖叫声就叫声反馈。声反馈是一种普通音频放大系统中常有的现象。假如某一频率的声反馈量达到一定程度时，电路就变成该频率信号的振荡电路，助听器会产生较强的振荡信号，外加信号就"淹没"在振荡信号中。助听器往往产生尖叫声的原因也在于此。不同助听器峰的频率不同，所产生反馈的音量也不同。

这一过程是一回路，发生在声漏源与话筒之间。放大的声音逸出有被话筒拾音并再放大。在低、中等增益助听器，泄漏的声音在到达话筒时已丢失了很大的能量，故不会造成大问题。高功率助听器的高强度信号可到达话筒形成再放大的回路过程。如此反复不断，一个信号被一再的放大，起到产生音频振荡，即发出啸叫。这时助听器已处于一个无用的状态，尤其是大功率助听器的用户常常受到这种令人讨厌的刺耳反馈的干扰，而不得不将助听器音量调低，以至于无法得到更大的音频增益。若该系统频率响应相当平，缺乏共振峰，就不太可能产生声反馈。然而助听器都不存在这样的系统，总是有峰值和反馈问题。

耳内或眼镜式助听器传声管的长度与直径可影响系统的共振峰，从而增加或降低振荡幅度和频率及反馈的音高。在某种程度上，传声管的长度与直径决定有无声反馈的出现。

声反馈可来自接收器与耳模之间通过空气的声音传播与话筒耦合。以下情况可出现这一类型的反馈：①被放大的声音从耳模内侧直接泄漏到外侧；②接收器、话筒隔声不够。