CN206728295U - 一种助听器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种助听器，包括麦克风、前置放大器、程控增益电路、受话器和主控芯片，所述主控芯片内置ADC采样电路，ADC采样电路连接至前置放大器的信号输出端，主控芯片根据采集信号控制程控增益电路的放大比例。本装置可以有效的应对大音量的冲激，通过程控增益电路有效控制音量输出，使得声音音量一直处在助听器佩戴者的可接受范围内。
Description
技术领域
本实用新型属于听力辅助装置技术领域，具体涉及一种助听器。
背景技术
随着环境中声音污染的加剧，针对听力弱化者的助听器的作用日益凸显。目前市面上的助听器大都是通过将声音放大来让佩戴者能够听到声音，实现辅助听力的作用。虽然不少的助听器考虑到使用者的感受都配备了滤波装置把噪声滤除，然而在面临突然的一个大音量的冲击时，佩戴者就会听到音量很高的声音，不仅仅降低使用体验，还会造成听力的进一步衰退，甚至还有可能造成更加严重的后果。专利号为988046571的助听器，采用了AGC控制，但是AGC模块属于纯硬件电路，由此限制了其通用性，调节参数需要直接改变电阻等硬件，不仅仅会造成难以调节而且还会导致调节不准确而致使使用效果差。专利号为2009801618687的助听器，具有滤波特性但是未考虑高音的情况，也因此对于实际使用存在着需要改进之处。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种助听器，通过增加程控增益电路，可以避免高音量的声音对于人耳的冲击。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种助听器，包括麦克风、前置放大器、程控增益电路、受话器和主控芯片，所述主控芯片内置ADC采样电路，ADC采样电路连接至前置放大器的信号输出端，主控芯片根据采集信号控制程控增益电路的放大比例。
作为一种优选实施方式,所述程控增益电路包括交流放大器LM358P和多路选择芯片74HC4052，前置放大器通过10uf的电容C2连接至交流放大器LM358P的InputA+引脚，LM358P的VEE/GND引脚与InputA+引脚之间连接10K的电阻R7，InputA+引脚通过10K的电阻R3连接至电源，InputA-引脚通过10K的电阻R1和100uf的电容C1连接至GND，InputA-引脚通过40K电阻R2连接至多路选择芯片74HC4052的X2引脚，通过20K电阻R4连接至74HC4052的X1引脚，通过10K的电阻R5连接至X0引脚，通过100K电阻R6连接至R3引脚，交流放大器LM358P的OUTPUT引脚连接至多路选择芯片74HC4052的Y0、Y1、Y2和Y3引脚。所述前置放大器采用MAX9814放大器，前置放大器提供8dB、18dB和28dB增益。
所述主控芯片采用STM32C8T6芯片。所述助听器还包括显示模块，所述显示模块采用OLED，OLED的SPI1-CS引脚连接至STM32C8T6芯片PA3口，SPI1-DC引脚连接PA4口，SPI1-SCL引脚连接至PA5口，SPI1-SDA引脚连接至PA7口，SPI1-RST引脚连接至PA8口。
本实用新型有益效果是:正针对此，本装置可以有效避免瞬变高音所引起的佩戴助听器者的不适感而且采用芯片控制，加入了显示接口，更加便于调节参数，有效的增强了其通用性，调节的便利性。本装置可以有效的应对大音量的冲激，通过程控增益电路有效控制音量输出，使得声音音量一直处在助听器佩戴者的可接受范围内，并且不会使声音波形失真。具有更好的使用体验，能够有效预防大音量冲激对使用者造成的听力损害并且能够有效保存信息。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本实用新型的具体实施方式的助听器电路结构框图。
图2是本实用新型的具体实施方式的前置放大器电路图。
图3是本实用新型的具体实施方式的程控增益放大电路。
图4是本实用新型的具体实施方式的主控芯片检测电路。
图5是本实用新型的具体实施方式的电源模块电路图。
图6是本实用新型的具体实施方式的显示模块电路图。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本实用新型的主要思路是：如图1所示，为本实用新型的助听器的结构框图，包括麦克风、前置放大器、程控交流放大器、受话器和主控芯片。在原有的助听器电路基础上加入了程控增益电路，上电后，外界的声音信号经过麦克风转变为电压信号，再经过助听器原有的放大器放大后进入程控增益电路，助听器原有的放大器主要用于人工调节声音音量，程控增益电路用于自动调节突然的、不可预测的过大或过小音量，使之适应人耳。程控增益电路刚开始令交流放大器的放大比例为最大(这时通过调整原有的放大器系数也能使声音音量适应人耳)，同时主控芯片通过ADC采样电路采集回来的声音数据判断输入的声音是否符合预先的设定范围，如果某一时刻突然有一段声音超出设定范围，则程序控制74HC4052选择不同的接口对导通，从而选择不同的交流放大器放大比例，达成增益控制的目的，使得声音音量被有效的控制在一定范围。电路中还加入了OLED模块，生产时用于显示各种参数方便操作、调试，使用时可以显示各种信息，方便使用、调节。
本实用新型采用体积小巧，成本低廉，频响宽，指向性好，灵敏度高的驻极体式麦克风。麦克风基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q＝CU所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声电的变换。
前置放大器采用MAX9814放大器，低噪声前置放大器具有12dB固定增益；VGA增益根据输出电压和AGC门限在20dB至0dB间自动调节。输出放大器提供可选择的8dB、18dB和28dB增益。输出放大器增益由一个三态数字输入编程。AGC门限由一个外部电阻分压器控制。MAX9814是一款低成本、高性能麦克风放大器，器件具有低噪声前端放大器、可变增益放大器(VGA)、输出放大器、麦克风偏置电压发生器和AGC控制电路。
程控增益电路主要由交流放大器LM358P、多路选择芯片74HC4052组成，前置放大器通过10uf的电容C2连接至交流放大器LM358P的InputA+引脚，VEE/GND引脚与InputA+引脚之间连接10K的电阻R7，InputA+引脚通过10K的电阻R3连接至电源，InputA-引脚通过10K的电阻R1和100uf的电容C1连接至GND，InputA-引脚通过40K电阻R2连接至多路选择芯片74HC4052的X2引脚，通过20K电阻R4连接至74HC4052的X1引脚，通过电阻R5连接至X0引脚，通过100K电阻R6连接至R3引脚，交流放大器LM358P的OUTPUT引脚连接至多路选择芯片74HC4052的Y0、Y1、Y2和Y3引脚。LM358P是集成运放芯片，这里利用运放芯片和外围电路共同组成了交流放大电路(即交流放大器)，其中74HC4052起到选择放大器放大倍数的功能，声音信号最终的放大信号是由LM356P芯片的OUTOUTA引脚输出。
音量检测电路包括STM32C8T6芯片和ADC采样芯片，采样电路采用了STM32C8T6芯片内集成的ADC电路，并与程控增益电路的ADC标号处连接，采集声音信号。开始时74HC4052的X3-Y3接口对导通，声音信号放大至最大，通过增益电路，进入受话器并放出声音。期间STM32C8T6芯片对接入LM358P的声音信号进行ADC采样并分析数据，假定数据为100时为人为限定的声音最大值，高于100则表示有需要处理的高音量声音通过，如果检测到200的数据则主控芯片控制74HC4052的X2-Y2接口对导通，同时X3-Y3接口对断开，程控增益电路的增益减少，使得输出的声音信号减小，调整到适合人耳听力舒适范围的声音。
供电电源为采用5V电池，可以是多个钮扣电池串联，然后再由LM1117—3.3V芯片产生3.3V电压，给其他模块供电。
显示模块采用OLED，即有机发光二极管，又称为有机电激光显示，LCD都需要背光，而OLED不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示，OLED效果要来得好一些。本实用新型的OLED显示模块采用4线SPI协议，通信方便、快捷。同时模块供电不需要高压，可直接接3.3V工作电压。显示模块用于显示各种参数，如当前设定的放大倍数、可调整的声音分贝范围等，主要是方便调试。显示模块通过SPI接口与STM32C8T6芯片连接，由STM32C8T6芯片对其直接控制。其中SPI1-CS连接PA3口，SPI1-DC连接PA4口，SPI1-SCL连接PA5口，SPI1-SDA连接PA7口，SPI1-RST连接PA8口。
经过处理和放大的音频信号被送到受话器，由受话器转换成声音信号再经耳钩、传声管等输出到外耳道内。本助听器采用微型舌簧式扬声器，具有灵敏度高、体积小的优点。利用电磁感应原理，使声源信号电流通过音圈后，把用软铁材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振动舌簧与磁体相互吸引或排拆，产生驱动力，使振膜振动而发音。
上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种助听器，其特征在于,包括麦克风、前置放大器、程控增益电路、受话器和主控芯片，所述主控芯片内置ADC采样电路，ADC采样电路连接至前置放大器的信号输出端，主控芯片根据采集信号控制程控增益电路的放大比例。
2.根据权利要求1所述的助听器，其特征在于,所述程控增益电路包括交流放大器LM358P和多路选择芯片74HC4052，前置放大器通过10uf的电容C2连接至交流放大器LM358P的InputA+引脚，LM358P的VEE/GND引脚与InputA+引脚之间连接10K的电阻R7，InputA+引脚通过10K的电阻R3连接至电源，InputA-引脚通过10K的电阻R1和100uf的电容C1连接至GND，InputA-引脚通过40K电阻R2连接至多路选择芯片74HC4052的X2引脚，通过20K电阻R4连接至74HC4052的X1引脚，通过10K的电阻R5连接至X0引脚，通过100K电阻R6连接至R3引脚，交流放大器LM358P的OUTPUT引脚连接至多路选择芯片74HC4052的Y0、Y1、Y2和Y3引脚。
3.根据权利要求1所述的助听器，其特征在于,所述前置放大器采用MAX9814放大器，前置放大器提供8dB、18dB和28dB增益。
4.根据权利要求1所述的助听器，其特征在于，所述主控芯片采用STM32C8T6芯片。
5.根据权利要求4所述的助听器，其特征在于，所述助听器还包括显示模块，所述显示模块采用OLED，OLED的SPI1-CS引脚连接至STM32C8T6芯片PA3口，SPI1-DC引脚连接PA4口，SPI1-SCL引脚连接至PA5口，SPI1-SDA引脚连接至PA7口，SPI1-RST引脚连接至PA8口。
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| CN112653978A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-13 | 杭州爱听科技有限公司 | 助听器配置参数自动调整的方法 |
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