CN212851009U - 模数混合动力助听器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模数混合动力助听器，包括麦克风连接电路和扬声器，所述麦克风连接电路连接有切换电路，所述切换电路的输出端分别连接模拟电路和数字电路至所述扬声器，所述模拟电路包括依次连接的线性放大器和低通滤波器，所述数字电路包括依次连接的运算放大器、A/D转换器、ARM处理器、D/A转换器和功率放大器。该模数混合动力助听器，采用模拟电路和数字电路混合工作的方式，根据不同的应用环境进行实时切换，可以克服现有两种助听器的缺点，集成两者的优点。

Description

模数混合动力助听器

技术领域

本实用新型涉及助听器技术领域，特别涉及一种模数混合动力助听器。

背景技术

现有的助听器从原理上进行划分，主要有两种类型，分别是模拟助听器和数字助听器，两者独立，硬件结构和实现原理均不同，但在助听的功能使用上各自存在优缺点。

其中，模拟助听器底噪比较大，复杂环境自适应能力比较差，声音会削峰，并且没有数字音频处理能力；而数字助听器则大多采用DSP来处理音频数据，但同时功耗相对较大，价格相对较贵，成本高。

围绕旨在解决上述技术问题，在公开的专利文献中可以见诸相应的技术方案，如授权公告号CN101904183B推荐有“助听器”，该专利方案是采用如下技术特征实现：

(1)麦克风，其对周围声音进行拾取；

(2)AD 转换器，将从所述麦克风输出的模拟信号转换为数字信号；

(3)助听处理部，对从所述 AD 转换器输出的数字信号实施助听处理；

(4)DA 转换器，将实施了所述助听处理的信号转换为模拟信号；

(5)接收器，将从所述 DA 转换器输出的模拟信号作为声响信号输出至周围；

(6)通知音生成部，按照规定条件生成通知音；

(7)通知音加工部，对由所述通知音生成部生成的通知音信号进行加工；

（8）混合部，助听处理的信号和通知音加工后的信号进入混合部通过进入DA转换器。该专利方案从其说明书内容的描述以及图示的结构可知，该助听器无法进行模拟和数字两种状态的切换，并且没有公开任何实现该助听功能的电路结构，无法知晓其具体切换原理和效果。

因此，亟需新的技术方案解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种模数混合动力助听器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

模数混合动力助听器，包括麦克风连接电路和扬声器，所述麦克风连接电路连接有切换电路，所述切换电路的输出端分别连接模拟电路和数字电路至所述扬声器，所述模拟电路包括依次连接的线性放大器和低通滤波器，所述数字电路包括依次连接的运算放大器、A/D转换器、ARM处理器、D/A转换器和功率放大器。

工作机理为：麦克风连接电路通过切换电路切换到数字电路或者模拟电路，模拟信号经过线性放大器和低通滤波器输出至扬声器，数字信号经过运算放大器放大后进行转换，转换成数字信号，数字信号经过ARM处理器处理后进行转换，转换成模拟信号，经过功率放大输出至扬声器。

优选的实施方式中，所述线性放大器包括线性放大电路，所述线性放大电路包括放大芯片U5，所述放大芯片U5采用LMV321，所述放大芯片U5的IN-端接入模拟电路输入信号，所述低通滤波器包括滤波电容C3、滤波电容C11、电阻R2和电阻R6，所述滤波电容C3和所述电阻R2并联连接后接入所述放大芯片U5的IN+接口，所述电阻R6接入所述放大芯片U5的IN+接口，所述电容C11两端分别接至所述放大芯片U5的OUT端和扬声器的输入端。

优选的实施方式中，所述运算放大器包括运算放大电路，所述运算放大电路采用LM158芯片，所述A/D转换器包括A/D转换芯片，所述A/D转换芯片采用AD7495芯片，所述ARM处理器包括ARM处理芯片，所述ARM处理芯片采用STM32L432芯片，所述D/A转换器包括D/A转换芯片，所述D/A转换芯片采用DAC5311芯片，所述功率放大器包括功率放大芯片，所述功率放大芯片采用OPA211芯片。

优选的实施方式中，所述运算放大电路第3端接入数字电路输入信号，所述运算放大电路第1端的IN+信号接入所述A/D转换芯片的VIN引脚，所述A/D转换芯片的SCLK引脚接入所述ARM处理芯片的PA9引脚，所述A/D转换芯片的SDATA引脚接入所述ARM处理芯片的PA10引脚，所述A/D转换芯片的CS引脚接入所述ARM处理芯片的PA11引脚，所述ARM处理芯片的PA6引脚接入所述D/A转换芯片的SYNC引脚，所述ARM处理芯片的PA7引脚接入所述D/A转换芯片的DIN引脚，所述ARM处理芯片的PA1引脚接入所述D/A转换芯片的SCLK引脚，所述D/A转换芯片的OUT引脚通过电阻接入所述功率放大芯片的第2脚，所述功率放大芯片的第1脚接入所述扬声器的输入端。

优选的实施方式中，所述麦克风连接电路采用ZTS6054芯片。

优选的实施方式中，所述助听器还包括电源电路和充电电路，所述电源电路采用TP4057芯片。

优选的实施方式中，所述ARM处理器上设置有按键。

本实用新型采用手动与自动的方式进行模拟机、数字机之间的切换，适应不同的使用环境及对电池的管理，延长助听器的使用时间及更好的匹配用户使用环境。例：在相对安静的环境下，可以不需要数字助听器降噪功能而使用模拟机性能，减少电源的消耗。在相对噪杂的环境中，打开数字机模式，对语音进行降噪及提高语音性噪比，提高语音的可识别度，达到听得见，听得清，听得懂的目的。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的麦克风连接电路实现结构图；

图3为本实用新型的切换电路实现结构图；

图4为本实用新型的线性放大和滤波实现结构图；

图5为本实用新型的运算放大电路实现结构图；

图6为本实用新型的A/D转换电路实现结构图；

图7为本实用新型的D/A转换电路和功率放大电路实现结构图；

图8为本实用新型的ARM处理器实现结构图；

图9为本实用新型的电源电路实现结构图；

图10为本实用新型的扬声器接口实现结构图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1-10所示，模数混合动力助听器，包括麦克风连接电路和扬声器，麦克风连接电路连接有切换电路，切换电路的输出端分别连接模拟电路和数字电路至扬声器，模拟电路包括依次连接的线性放大器和低通滤波器，数字电路包括依次连接的运算放大器、A/D转换器、ARM处理器、D/A转换器和功率放大器。

工作机理为：麦克风连接电路通过切换电路切换到数字电路或者模拟电路，模拟信号经过线性放大器和低通滤波器输出至扬声器，数字信号经过运算放大器放大后进行转换，转换成数字信号，数字信号经过ARM处理器处理后进行转换，转换成模拟信号，经过功率放大输出至扬声器。

其中，各部分实现的具体功能如下：

麦克风具体实现的功能为采集语音信号作为信号输入源；

线性放大器放大语音模拟信号；

低通滤波器过滤掉线路中的高频噪声；

运算放大器放大语音模拟信号的幅值；

A/D转换器将语音模拟信号转换成数字信号；

ARM处理器实现降噪功能；

D/A转换器将语音数字信号转换成模拟信号；

功率放大器提高语音模拟信号的功率；

扬声器输出声音；

按键实现模拟电路和数字电路的手动切换；

电源控制部分负责锂电池充电和整机供电。

优选的实施方式中，线性放大器包括线性放大电路，线性放大电路包括放大芯片U5，放大芯片U5采用LMV321，放大芯片U5的IN-端接入模拟电路输入信号，低通滤波器包括滤波电容C3、滤波电容C11、电阻R2和电阻R6，滤波电容C3和电阻R2并联连接后接入放大芯片U5的IN+接口，电阻R6接入放大芯片U5的IN+接口，电容C11两端分别接至放大芯片U5的OUT端和扬声器的输入端。

更具体地，运算放大器包括运算放大电路，运算放大电路采用LM158芯片。A/D转换器包括A/D转换芯片，A/D转换芯片采用AD7495芯片。ARM处理器包括ARM处理芯片，ARM处理芯片采用STM32L432芯片。D/A转换器包括D/A转换芯片，D/A转换芯片采用DAC5311芯片。功率放大器包括功率放大芯片，功率放大芯片采用OPA211芯片。

优选的实施方式中，运算放大电路第3端接入数字电路输入信号，所述运算放大电路第1端的IN+信号接入A/D转换芯片的VIN引脚。A/D转换芯片的SCLK引脚接入ARM处理芯片的PA9引脚， A/D转换芯片的SDATA引脚接入ARM处理芯片的PA10引脚， A/D转换芯片的CS引脚接入ARM处理芯片的PA11引脚， ARM处理芯片的PA6引脚接入D/A转换芯片的SYNC引脚，ARM处理芯片的PA7引脚接入D/A转换芯片的DIN引脚， ARM处理芯片的PA1引脚接入D/A转换芯片的SCLK引脚，D/A转换芯片的OUT引脚通过电阻R1接入功率放大芯片的第2脚，功率放大芯片的第1脚接入扬声器的输入端。

优选的实施方式中，麦克风连接电路采用ZTS6054芯片。

优选的实施方式中，助听器还包括电源电路和充电电路，电源电路采用TP4057芯片。

优选的实施方式中， ARM处理器上设置有按键。

本实用新型采用模拟与数字电路混合，充分发挥模拟机待机声音线性放大，功率大，无声音延迟，工作电流小，待机时间长，价格便宜的优点。同时，利用数字机声音处理精准度高，失真小，底噪小，宽动态范围压缩，调节参数适配不同听损患者的特点，采用模拟电路和数字电路混合工作的方式，根据不同的应用环境进行实时切换，可以克服现有两种助听器的缺点，集成两者的优点。

本实用新型对目前的数字机进行适当的减配，采用通用的ARM芯片进行音频信号处理，适合人们对性价比的预期。数字机目前基本采用专用DSP芯片，生产厂家很少，价格相对较贵。ARM处理器价格相对较便宜，处理能力接近专用DSP芯片，使得最终的语音效果达到或超过国标要求。

本实用新型采用手动与自动的方式进行模拟机、数字机之间的切换，适应不同的使用环境及对电池的管理，延长助听器的使用时间及更好的匹配用户使用环境。例：在相对安静的环境下，可以不需要数字助听器降噪功能而使用模拟机性能，减少电源的消耗。在相对噪杂的环境中，打开数字机模式，对语音进行降噪及提高语音性噪比，提高语音的可识别度，达到听得见，听得清，听得懂的目的。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.模数混合动力助听器，包括麦克风连接电路和扬声器，其特征在于，所述麦克风连接电路连接有切换电路，所述切换电路的输出端分别连接模拟电路和数字电路至所述扬声器，所述模拟电路包括依次连接的线性放大器和低通滤波器，所述数字电路包括依次连接的运算放大器、A/D转换器、ARM处理器、D/A转换器和功率放大器。

2.根据权利要求1所述的模数混合动力助听器，其特征在于，所述线性放大器包括线性放大电路，所述线性放大电路包括放大芯片U5，所述放大芯片U5采用LMV321，所述放大芯片U5的IN-端接入模拟电路输入信号，所述低通滤波器包括滤波电容C3、滤波电容C11、电阻R2和电阻R6，所述滤波电容C3和所述电阻R2并联连接后接入所述放大芯片U5的IN+接口，所述电阻R6接入所述放大芯片U5的IN+接口，所述电容C11两端分别接至所述放大芯片U5的OUT端和扬声器的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的模数混合动力助听器，其特征在于，所述运算放大器包括运算放大电路，所述运算放大电路采用LM158芯片，所述A/D转换器包括A/D转换芯片，所述A/D转换芯片采用AD7495芯片，所述ARM处理器包括ARM处理芯片，所述ARM处理芯片采用STM32L432芯片，所述D/A转换器包括D/A转换芯片，所述D/A转换芯片采用DAC5311芯片，所述功率放大器包括功率放大芯片，所述功率放大芯片采用OPA211芯片。

4.根据权利要求3所述的模数混合动力助听器，其特征在于，所述运算放大电路第3端接入数字电路输入信号，所述运算放大电路第1端的IN+信号接入所述A/D转换芯片的VIN引脚，所述A/D转换芯片的SCLK引脚接入所述ARM处理芯片的PA9引脚，所述A/D转换芯片的SDATA引脚接入所述ARM处理芯片的PA10引脚，所述A/D转换芯片的CS引脚接入所述ARM处理芯片的PA11引脚，所述ARM处理芯片的PA6引脚接入所述D/A转换芯片的SYNC引脚，所述ARM处理芯片的PA7引脚接入所述D/A转换芯片的DIN引脚，所述ARM处理芯片的PA1引脚接入所述D/A转换芯片的SCLK引脚，所述D/A转换芯片的OUT引脚通过电阻R1接入所述功率放大芯片的第2脚，所述功率放大芯片的第1脚接入所述扬声器的输入端。

5.根据权利要求1所述的模数混合动力助听器，其特征在于，所述麦克风连接电路采用ZTS6054芯片。

6.根据权利要求1所述的模数混合动力助听器，其特征在于，所述助听器还包括电源电路和充电电路，所述电源电路采用TP4057芯片。

7.根据权利要求1所述的模数混合动力助听器，其特征在于，所述ARM处理器上设置有按键。

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