实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种助听器增益电路及骨导式助听器,旨在使用户更好地听到声音时能够防止骨导式助听器啸叫。
为实现上述目的,本实用新型提出的助听器增益电路,应用于骨导式助听器,所述骨导式助听器包括麦克风、骨振器及扬声器,所述助听器增益电路包括:
信号接收端,用于接入所述麦克风;
信号输出端,用于接入所述骨振器;
数字信号处理器,所述数字信号处理器的输入端与所述信号接收端连接以及用于将所述麦克风输出的音频信号进行模数转换后,进行增益处理,输出放大后的数字音频信号;
微处理器,所述微处理器与所述数字信号处理器电连接,所述微处理器用于将所述数字音频信号进行格式化处理,并将经格式化处理后的数字音频信号输出至所述数字信号处理器;
所述数字信号处理器还用于将接收到的所述数字音频信号进行二次增益处理以及数模转换处理,以产生模拟音频信号,并经所述信号输出端输出至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。
可选地,所述数字信号处理器包括:
模数转换器,所述模数转换器的输入端与所述信号接收端连接,所述模数转换器用于将接收到的所述音频信号转换成所述数字音频信号输出;
第一均衡器,所述第一均衡器与所述模数转换器电连接,所述均衡器用于将接收到的所述数字音频信号进行增益处理及均衡处理,并输出;
编码器,所述编码器分别与所述第一均衡器及所述微处理器电连接,所述编码器用于将增益处理后的所述数字音频信号进行编码,并输出至所述微处理器;
解码器,所述解码器与所述微处理器电连接,所述编码器用于将经格式化处理后的数字音频信号进行解码,并输出;
第二均衡器,所述第二均衡器与所述模数转换器电连接,所述第二均衡器用于将解码后的所述数字音频信号进行增益处理及均衡处理,并输出;
数模转换器,所述数模转换器的输入端与所述第二均衡器的输出端连接,所述数模转换器的输出端与所述信号输出端连接,所述数模转换器用于将二次增益处理后的所述数字音频信号进行数模转换,并经所述信号输出端输出模拟音频信号至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。
可选地,所述数字信号处理器还包括:
回声消除电路,所述回声消除电路与所述模数转换器电连接,所述回声消除电路用于将接收到的所述数字信号进行回声消除处理并输出至所述第一均衡器;
背景噪音处理电路,所述背景噪音处理电路分别与所述第一均衡器及所述编码器电连接,所述背景噪音处理电路用于对接入的数字信号中的环境音分量进行降噪处理并输出至所述编码器。
可选地,所述数字信号处理器还包括:
第一高通滤波器,所述第一高通滤波器分别与所述回声消除电路及所述模数转换器电连接,所述第一高通滤波器用于将接收到的所述数字信号进行滤波后输出至所述回声消除电路;
第二高通滤波器,所述第二高通滤波器分别与所述第二均衡器及所述数模转换器电连接,所述第一高通滤波器用于将二次增益处理后的所述数字信号进行滤波后输出至所述数模转换器。
可选地,所述数字信号处理器与所述微处理器集成于同一芯片上。
可选地,所述助听器增益电路还包括:
前置音频处理电路,所述前置音频处理电路的输入端与所述信号处理电路的输出端连接,所述前置音频处理电路的输出端与所述信号接收端连接,所述前置音频处理电路用于将接收到的音频信号进行放大处理后输出至所述数字信号处理器。
可选地,所述前置音频处理电路包括麦克风放大芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻;
所述麦克风放大芯片具有麦克风输入脚、开启/释放脚、增益控制脚、偏置脚、麦克风偏置脚、门限脚、定时脚、关断控制脚、失调调节脚、电源脚、麦克风输出脚及接地脚;所述麦克风输入脚与所述信号接收端电连接,所述增益控制脚分别与所述关断控制脚及所述第一电阻的第一端连接,所述偏置脚与所述第一电容的第一端电连接,所述麦克风偏置脚与所述信号接收端电连接,并与所述第二电阻的第一端连接,所述门限脚分别与所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端连接,所述定时脚与所述第二电容的第一端连接,所述失调调节脚与所述第三电容的第一端连接,所述电源脚与所述第四电容的第一端连接,所述麦克风输出脚与所述第五电容的第一端连接,所述接地脚、所述开启/释放脚、所述第一电容的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端及所述第四电容的第二端分别接地;所述第一电阻的第二端用于接入直流电源,所述第五电容的第二端与所述数字信号处理器电连接。
可选地,所述助听器增益电路还包括:
功放器,所述功放器与所述数字信号处理器电连接,所述功放器的输出端与所述信号输出端连接,并将接收到的所述模拟音频信号进行放大处理后输出至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。
可选地,所述功放器包括音频功率放大芯片;
所述音频功率放大芯片具有右通道输出脚、左通道输出脚、左通道关断脚、右通道正差分输入脚、右通道负差分输入脚、左通道正差分输入脚及左通道负差分输入脚;所述右通道输出脚及所述右通道输出脚分别与所述信号接收端连接,所述右通道正差分输入脚、所述右通道负差分输入脚、所述左通道正差分输入脚及所述左通道负差分输入脚分别与所述数字信号处理器电连接,所述左通道关断脚用于接入直流电源。
本实用新型还提出一种骨导式助听器,所述骨导式助听器包括麦克风、骨振器及上述的助听器增益电路。
本实用新型技术方案通过采用数字信号处理器200及微处理器300,使骨导式助听器接收声音时,所述数字信号处理器将接收到的音频信号进行模数转换,并将数字音频信号进行回声消除后进行增益处理及均衡处理,输出放大后的数字音频信号,并将放大后的音频信号进行背景音降噪,将降噪后的所述数字音频信号进行编码后输入所述微处理器300,使所述数字音频信号被格式化处理,输出格式化后数字音频信号至所述数字信号处理器进行解码并进行二次增益处理及二次均衡处理,使所述数字音频信号被多级放大,并进行滤波后进行数模转换,输出模拟音频信号至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。骨导式助听器内的均衡器对接收到的音频信号进行增益,并将增益后的音频信号中频率过高的部分进行削波来抑制啸叫,使输出至骨振器的音频信号信噪比降低,补偿用户损失的听力,帮助大多数的听力损失患者用户更好地听到声音时能够防止骨导式助听器啸叫。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种助听器增益电路。
参照图1至图7,在一实施例中,所述助听器增益电路包括:
信号接收端110,用于接入所述麦克风;
信号输出端120,用于接入所述骨振器;
数字信号处理器200,所述数字信号处理器200的输入端与所述信号接收端110连接以及用于将所述麦克风输出的音频信号进行模数转换后,进行增益处理,输出放大后的数字音频信号;
微处理器300,所述微处理器300与所述数字信号处理器电连接,所述微处理器300用于将所述数字音频信号进行格式化处理,并将经格式化处理后的数字音频信号输出至所述数字信号处理器;
所述数字信号处理器还用于将接收到的所述数字音频信号进行二次增益处理以及数模转换处理,以产生模拟音频信号并经所述信号输出端120输出至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。
在本实施例中,所述数字信号处理器200与所述微处理器300可以集成于同一芯片上,如MA1180助听芯片、HA601SC助听芯片或其他骨导式助听器专用音频处理芯片。
可以理解的是,听力下降的老年人、耳道病变患者等听障人群通常需要骨导式助听器来更好地获取声音,其中,骨传导式骨导式助听器可以通过将声音信号转换成音频信号驱动骨振器震动,通过颅骨将声音传导至用户内耳道,使用户通过骨传导直接获取声音,在骨导式助听器接收声音时,骨导式助听器内的均衡器对接收到的音频信号进行增益,并将增益后的音频信号中频率过高的部分进行削波来抑制啸叫,使输出至骨振器的音频信号信噪比降低,补偿用户损失的听力,帮助大多数的听力损失患者用户更好地听到声音时能够防止骨导式助听器啸叫。
具体地,用户佩戴骨导式助听器并开启助听功能时,骨导式助听器的麦克风将接收到的音频信号输出至助听器增益电路进行处理,其中,所述音频信号包括周围环境音以及用户与人沟通时双方输出的声音。助听器增益电路内的数字信号处理器200将接收到的音频信号进行模数转换,使音频信号由模拟信号转换为数字音频信号,并将所述数字音频信号滤除低频环境杂音后进行增益处理,使数字音频信号进行放大,同时将数字音频信号进行均衡处理,对数字音频信号进行修饰和补偿,使声音更加连贯,所述数字信号处理器200在将数字音频信号进行处理之后,将接收到的环境音与所述数字音频信号进行反相叠加,使所述数字音频信号中的环境音消除,从而将纯净的数字音频信号编码后输出至所述微处理器300,使所述微处理器300将数字音频信号进行格式化处理,从而输出能够控制骨振器工作的音频信号。所述微处理器300将格式化后的数字音频信号输出至所述数字信号处理器200进行解码,并将解码后的所述数字音频信号进行二次增益处理及二次均衡处理,使麦克风接入的音频信号被处理为数字音频信号后被多级放大,并在进一步放大后的数字音频信号进行二次高通滤波后,将纯净的数字音频信号进行数模转换处理,输出模拟音频信号至所述骨振器,通过所述模拟音频信号控制骨振器对颅骨进行震动,使颅骨将震动信号输出至内耳道转换为声音信号被用户接收。
本实用新型技术方案通过采用数字信号处理器200及微处理器300,使骨导式助听器接收声音时,所述数字信号处理器将接收到的音频信号进行模数转换,并将数字音频信号进行回声消除后进行增益处理及均衡处理,输出放大后的数字音频信号,并将放大后的音频信号进行背景音降噪,将降噪后的所述数字音频信号进行编码后输入所述微处理器300,使所述数字音频信号被格式化处理,输出格式化后数字音频信号至所述数字信号处理器进行解码并进行二次增益处理及二次均衡处理,使所述数字音频信号被多级放大,并进行滤波后进行数模转换,输出模拟音频信号至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。骨导式助听器内的均衡器对接收到的音频信号进行增益,并将增益后的音频信号中频率过高的部分进行削波来抑制啸叫,使输出至骨振器的音频信号信噪比降低,补偿用户损失的听力,帮助大多数的听力损失患者用户更好地听到声音时能够防止骨导式助听器啸叫。
参照图1至图7,在一实施例中,所述数字信号处理器200包括:
模数转换器210,所述模数转换器210的输入端与所述信号接收端110连接,所述模数转换器210用于将接收到的所述音频信号转换成所述数字音频信号输出;
第一均衡器221,所述第一均衡器221与所述模数转换器210电连接,所述均衡器用于将接收到的所述数字音频信号进行增益处理及均衡处理,并输出;
编码器231,所述编码器231分别与所述第一均衡器221及所述微处理器300电连接,所述编码器231用于将增益处理后的所述数字音频信号进行编码,并输出至所述微处理器300;
解码器232,所述解码器232与所述微处理器300电连接,所述编码器231用于将经格式化处理后的数字音频信号进行解码,并输出;
第二均衡器222,所述第二均衡器222与所述模数转换器210电连接,所述第二均衡器222用于将解码后的所述数字音频信号进行增益处理及均衡处理,并输出;
数模转换器240,所述数模转换器240的输入端与所述第二均衡器222的输出端连接,所述数模转换器240的输出端与所述信号输出端120连接,所述数模转换器240用于将二次增益处理后的所述数字音频信号进行数模转换,并经所述信号输出端120输出模拟音频信号至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。
在本实施例中,所述第一均衡器221及第二均衡器222可以包括AD603、CD4051、ETA3000等型号的主动均衡集成芯片,在其他实施例中还可以包括相位均衡器装置,用于均衡由频率相关的谐振电路引入的相位失真。
用户佩戴骨导式助听器并开启助听功能时,骨导式助听器的麦克风将接收到的音频信号通过信号接收端110输出至模数转换器210,所述模数转换器210将接收到的音频信号进行模数转换,使音频信号由模拟信号转换为数字音频信号,并输出至第一均衡器221进行第一次增益处理,将所述数字音频信号进行放大,并将放大后的信号输出至编码器231,经编码器231将所述数字音频信号编码后输出至所述微处理器300,使数字音频信号进行格式化处理,将数字音频信号以射频的形式输出至所述解码器232进行解码,所述解码器232将解码后的数字信号输出至第二均衡器222进行二次增益,并通过所述数模转换器240将数字音频信号转换为模拟音频信号,经所述信号输出端120输出至骨振器,以控制所述骨振器工作,通过设置第一均衡器221及第二均衡器222,使麦克风采集的音频信号被骨导式助听器的增益电路进行两次放大,从而使助听模式下骨振器输出至颅骨的声音更加清晰,并且,使蓝牙模式下扬声器输出的声音更加清晰。
参照图1至图7,在一实施例中,所述数字信号处理器200还包括:
回声消除电路250,所述回声消除电路250与所述模数转换器210电连接,所述回声消除电路250用于将接收到的所述数字信号进行回声消除处理并输出至所述第一均衡器221;
背景噪音处理电路260,所述背景噪音处理电路260分别与所述第一均衡器221及所述编码器231电连接,所述背景噪音处理电路260用于对接入的数字信号中的环境音分量进行降噪处理并输出至所述编码器231。
在本实施例中,所述回声消除电路250可以包括自适应滤波器;所述背景噪音处理电路260可以包括小麦克风、线性叠加器及反相器组成的工作电路组成的双麦克风降噪电路。
自适应滤波器为现有技术,应用于通信领域的自动均衡、回声消除、天线阵波束形成,以及其他有关领域信号处理的参数识别、噪声消除、谱估计等方面。在数字音频信号进入回声消除电路250时,通过自适应滤波器将数字音频信号进行滤波,使输出至第一均衡器221的数字音频信号中的回声被消除。所述数字音频信号在经过所述背景噪音处理电路260时,通过所述小麦克风接受环境中的环境音,并输出至反相器将所述回声信号在数值上取反,通过线性叠加器线性地叠加在源回声信号上,将产生的回声信号抵消,实现电路背景音的消除。
参照图1至图7,在一实施例中,所述数字信号处理器200还包括:
第一高通滤波器271,所述第一高通滤波器271分别与所述回声消除电路250及所述模数转换器210电连接,所述第一高通滤波器271用于将接收到的所述数字信号进行滤波后输出至所述回声消除电路250;
第二高通滤波器272,所述第二高通滤波器272分别与所述第二均衡器222及所述数模转换器240电连接,所述第一高通滤波器271用于将二次增益处理后的所述数字信号进行滤波后输出至所述数模转换器240。
在本实施例中,通过设置第一高通滤波器271及第二高通滤波器272,将数字音频信号中的低频或直流分量滤除,使音频信号中携带的低频环境音被滤除,从而获得更纯净的人声;此外,骨导式助听器为骨振(将振改为导)式骨导式助听器,通过骨振器向内耳输出音频信号,骨振器的工作频率较宽,通过使用高通滤波可以增加输入骨振器的模拟音频信号的频宽。
参照图1至图7,在一实施例中,所述助听器增益电路还包括:
前置音频处理电路400,所述前置音频处理电路400的输入端与所述信号处理电路的输出端连接,所述前置音频处理电路400的输出端与所述信号接收端110连接,所述前置音频处理电路400用于将接收到的音频信号进行放大处理后输出至所述数字信号处理器200。
在本实施例中,所述前置音频处理电路400包括型号为MAX9814的麦克风放大芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3;
所述麦克风放大芯片U1具有麦克风输入脚、开启/释放脚、增益控制脚、偏置脚、麦克风偏置脚、门限脚、定时脚、关断控制脚、失调调节脚、电源脚、麦克风输出脚及接地脚;所述麦克风输入脚与所述信号接收端110电连接,所述增益控制脚分别与所述关断控制脚及所述第一电阻R1的第一端连接,所述偏置脚与所述第一电容C1的第一端电连接,所述麦克风偏置脚与所述信号接收端110电连接,并与所述第二电阻R2的第一端连接,所述门限脚分别与所述第二电阻R2的第二端及所述第三电阻R3的第一端连接,所述定时脚与所述第二电容C2的第一端连接,所述失调调节脚与所述第三电容C3的第一端连接,所述电源脚与所述第四电容C4的第一端连接,所述麦克风输出脚与所述第五电容C5的第一端连接,所述接地脚、所述开启/释放脚、所述第一电容C1的第二端、所述第三电阻R3的第二端、所述第二电容C2的第二端、所述第三电容C3的第二端及所述第四电容C4的第二端分别接地;所述第一电阻R1的第二端用于接入直流电源,所述第五电容C5的第二端与所述数字信号处理器200电连接。
在本实施例中,信号接收端110接入的音频信号通过麦克风输入脚输入所述麦克风放大芯片U1,并根据接入的麦克风偏置电压对所述音频信号进行偏置处理,调节麦克风偏置至2V,以保证所述音频信号进入麦克风放大芯片U1内的放大器前不被钳位到地。在所述麦克风放大芯片U1内的放大器将所述音频信号进行放大时,根据偏置脚接入的偏置电压对音频信号进行偏置处理,并根据所述门限脚接入的门限值确定音频信号增益后的最大输出电压,并且,可以通过骨导式助听器内的主控芯片输出至所述增益控制脚的增益调节控制信号,调节所述麦克风放大芯片U1的增益,从而使所述麦克风输出脚输出的数字音频信号的幅值,能够处于使用户感到舒适的范围。
参照图1至图7,在一实施例中,所述助听器增益电路还包括:
功放器500,所述功放器500与所述数字信号处理器电连接,所述功放器500的输出端与所述信号输出端120连接,并将接收到的所述模拟音频信号进行放大处理后输出至所述骨振器,以驱动所述骨振器工作。
在本实施例中,所述功放器500包括音频功率放大芯片U2,所述音频功率放大芯片U2的型号可以为TPA2012D2RTJR,在其他实施例中,还可以为其他型号的音频功率放大芯片U2;
所述音频功率放大芯片U2具有右通道输出脚、左通道输出脚、左通道关断脚、右通道正差分输入脚、右通道负差分输入脚、左通道正差分输入脚及左通道负差分输入脚;所述右通道输出脚及所述右通道输出脚分别与所述信号接收端110连接,所述右通道正差分输入脚、所述右通道负差分输入脚、所述左通道正差分输入脚及所述左通道负差分输入脚分别与所述数字信号处理器200电连接,所述左通道关断脚用于接入直流电源。
所述信号输出端120包括左信号输出端120及右信号输出端120,所述右通道输出脚与右信号输出端120连接,所述左通道输出脚与左信号输出端120连接,并分别与放置于左耳及右耳的两个骨振器电连接;所述数字信号处理器200将模拟音频信号的右通道分量输出至所述右通道正差分输入脚及所述右通道负差分输入脚,通过所述音频功率放大芯片U2对所述模拟音频信号的右通道分量进行差分处理,将所述模拟音频信号的右通道分量进行放大,并通过所述右通道输出脚输出至所述右信号输出端120;同时,所述数字信号处理器200将模拟音频信号的左通道分量输出至所述左通道正差分输入脚及所述左通道负差分输入脚,通过所述音频功率放大芯片U2对所述模拟音频信号的左通道分量进行差分处理,将所述模拟音频信号的左通道分量进行放大,并通过所述左通道输出脚输出至所述左信号输出端120;从而通过将音频信号分为左右两个通道进行输出,使所述骨振器在工作时能够使用户听到更为立体的声音。
本实用新型还提出一种骨导式助听器,该骨导式助听器包括麦克风、骨振器及上述的助听器增益电路,该助听器增益电路的具体结构参照上述实施例,由于本骨导式助听器采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的可选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。