Elektronika slušnog aparata y 2 dijagram. Jednostavan slušni aparat

BR Kaplun, Severodonjeck

Jedan od čitatelja u svom je pismu skrenuo pozornost na činjenicu da postoji određeni problem za osobe s oštećenjem sluha vezan uz kupnju slušnog aparata zbog njegove prilično visoke cijene. Nakon analize niza strujnih krugova slušnih pomagala navedenih u literaturi, utvrđeni su glavni zahtjevi za pojačalo za slušna pomagala:

1) pojačanje signala iz mikrofona na razinu od najmanje 0,5-1 V pri opterećenju s otporom od 80-100 ohma;

2) prisutnost AGC (poželjno);

3) minimalni volumen, težina, trošak;

4) rad iz galvanske ćelije s naponom ne većim od 3 V (po mogućnosti) s minimalnom potrošnjom struje.

Posebnost sklopa prikazanog na slici 1 je konstrukcija izlaznog stupnja pojačala. Zapravo, ovo je push-pull mostni krug koji vam omogućuje da dobijete maksimalnu izlaznu snagu s minimalnom potrošnjom struje.

U krugu se koriste otpornici: R1 - 4,7k; R2 - 270k; R3 - 10k; R4 - 620k; R5 - 3,3k; R6 - 22k; R7 - 68k; R8 - 6,8k; R9, R10 -330; R11, R16 - 30; R12, R13 - 22k; R14 - 5,1k; R15 - 110; R17 - 110; kondenzatori C1, C3 - C7 - 20,0 mikrona 6,3 V; C2 - 0,47 mikrona 16 V; dio

dy VD1-VD3 - KD522; tranzistori VT1 - KT3102E; VT2 -KT3107ZH; VT3, VT5, VT6, VT8 - KT361; VT4, VT7, VT9 - KT315.

Na tranzistorima VT1, VT2, VT4 napravljeno je predpojačalo pokriveno AGC (tranzistor VT3). Kaskada na tranzistoru VT5 je fazni pretvarač koji daje protufazne signale potrebne za rad izlaznog stupnja mosta na tranzistorima VT6-VT9. Negativna povratna veza preko otpornika R14 osigurava potrebnu stabilnost DC pretpojačala. Lokalne povratne veze u izlaznom stupnju preko otpornika R12, R13 stabiliziraju istosmjerni način rada i poboljšavaju kvalitetu pojačanja slabih signala.

Pojačalo se podešava izborom otpornika R14 kako bi se postiglo istovremeno i simetrično ograničenje izlaznog signala na kolektoru i emiteru tranzistora VT5.

Varijanta tiskane pločice "kroz svjetlo" prikazana je na sl. 2. Otpornici se mogu koristiti sa snagom od 0,125-0,25 vata. Elektrolitički kondenzatori su uvozni mali za napon od 6,3 V. Kao mikrofon koristi se uvozni elektronički mikrofon malih dimenzija; slušalica BA1 - iz industrijskog slušnog aparata.

Ovo pojačalo je testirano u laboratoriju Radoamator i pokazalo je dobre performanse. Krug radi stabilno na naponu napajanja od 2,4 V (dvije D-0,25 baterije). Kao opterećenje korištene su serijski spojene slušalice kineske proizvodnje s otporom od 32-42 ohma. U ovom slučaju, potrošnja struje je bila 16-19 mA. Autorski krug dodatno uključuje kondenzator C8 i otpornike R11, R16. Otpor otpornika R14 može se mijenjati u širokom rasponu. Postoji lagani šum u slušalicama, koji se nije mogao u potpunosti ukloniti. Buka se donekle smanjuje kada se tip tranzistora VT1 zamijeni KT315. Prema riječima osobe s oštećenjem sluha, "uređaj radi dobro, ali kad bi se buka mogla smanjiti, bilo bi još bolje."

Slušni aparat se funkcionalno sastoji od visokoosjetljivog elektretnog mikrofona i niskofrekventnog pojačala s niskim šumom (LLF) napunjenog na slušalice (vidi sliku).

Pojačalo za slušni aparat mora imati pojačanje više od 10 000 puta veće od napona, pojačanje frekvencijskog odziva u rasponu od 300-300 Hz i osigurati dovoljnu snagu na izlazu. Niskonaponsko napajanje (2-3 V) tjera vas da pažljivo razmotrite odabir načina napajanja za istosmjernu struju tranzistora, kvalitetu samih tranzistora i druge detalje. Unatoč smanjenoj opskrbi električnom energijom, ostaje problem rješavanja pobuda pojačala kako u audio tako iu visokim frekvencijama.

Detalji i dizajn. Ispod kineskog VHF mikroprijemnika u kućište su smještene slušalice, utičnica za njihovo spajanje, kontrola glasnoće s prekidačem i LED dioda za uključivanje.

Prilikom projektiranja tiskane pločice potrebno je te dijelove postaviti tako da se podudaraju s rupama u kućištu prijašnjeg prijemnika. Naravno, ova verzija dizajna slušnog aparata nije jedina.

pojedinosti. Mikrofon mali elektret

FEM-332; tranzistori KT3102D, E s dobitkom od 500-800, KT31 5b, G, E s dobitkom od 100-150; otpornici tipa MLT-0,125; kondenzatora raznih vrsta, glavni zahtjev za njih su moguće manje veličine. Slušalice - slušalice male veličine proizvedene u Kini. Hrana - od galvanskih elemenata. Struja koju troši slušni aparat je gotovo 2 puta manja od struje VHF mikroprijemnika.

Podešavanje se sastoji u odabiru otpornika R1 unutar navedenih granica u skladu s maksimalnom osjetljivošću uređaja. Maksimalna potrošnja struje sa svježim baterijama je 9-10 mA. Dokaz o ispravno otklonjenom ULF-u je očuvanje njegovih performansi pri naponu napajanja od 1,5 V, iako je dobitak značajno smanjen u usporedbi s napajanjem iz dva elementa.

Ovo slušno pomagalo ima nižu razinu buke od slušnih pomagala proizvedenih u Sovjetskom Savezu 80-ih godina; osjetljivost i razina zvučnog tlaka na izlazu veća je nego kod slušnih pomagala iza uha ili postavljenih u ručku naočala.

Strujni krug slušnog aparata može se smatrati osnovnim. Iako je sklop poduzeo neke korake za sužavanje širine pojasa, zvuči mnogo prirodnije i ugodnije od industrijskih slušnih pomagala.

paraty. Međutim, daljnje sužavanje ULF frekvencijskog pojasa može biti potrebno pri dizajniranju uređaja za osobe s visokom razinom gubitka sluha.

Kako bi se smanjila trenutna potrošnja, u završnu fazu ULF-a može se uvesti način rada "plutajuće točke", itd.

Literatura: 1. Priručnik radio amatera / Ed. G.M. Tereščuk, K.M. Tereščuk, S.A. Sedo-va.-K.: Vishcha škola, 1981.

V. Muravin

Slušna pomagala (HA) pomažu osobama s oštećenjem sluha da komuniciraju s vanjskim svijetom, aktivno sudjeluju u radu i društvenim aktivnostima. Za neke je to jedini način reproduciranja ljudskog govora, za druge sredstvo za povećanje razumljivosti govora, pa čak i za poboljšanje kvalitete slušanja glazbe.

U našoj zemlji industrija proizvodi nekoliko vrsta slušnih aparata s različitim tehničkim karakteristikama i različitim dizajnom.

Trenutno je u tijeku rad na prijenosu slušnih aparata na novu bazu elemenata, kako bi se poboljšale njihove tehničke karakteristike i operativne pogodnosti. Dakle, razvijen je specijalizirani mikro krug za SA K538UN2. Pojačalo ovog čipa ima nisku razinu buke, potrošnju energije i dizajnirano je za povezivanje telefona s otporom od 1 kOhm.

Međutim, industrijski proizvedeni SA imaju sljedeće nedostatke:

nedovoljno akustično pojačanje. Gubitak sluha kod osoba s oštećenjem aparata za reprodukciju zvuka može doseći 80 ... 90 dB na frekvenciji od 4 kHz, što se smatra minimalno prihvatljivom gornjom propusnom frekvencijom u smislu osiguravanja zadovoljavajuće (92%) razumljivosti govora;

ravni frekvencijski odziv uređaja, koji bi, prema GOST 10893-69, trebao imati nejednakost ne veću od 30 dB u frekvencijskom pojasu od 400 ... 3000 Hz (ljudi s različitim vrstama gubitka sluha imaju različite audiograme);

niska troškovna učinkovitost. Struje potrošnje imaju snagu od oko 5 ... 12 mA, što pri korištenju izvora napajanja kapaciteta 0,05 ... 0,15 mA / h osigurava rad uređaja 10 ... 12 sati linearni način rada, a to dovodi do činjenice da je trenutna potrošnja u tihom načinu rada ista kao i pri maksimalnoj glasnoći;

nedostatak graničnika maksimalne razine. Samo jedan SA model ima AGC, koji je također neučinkovit. Ograničivači i kompresori ne koriste se u industrijskim slušnim pomagalima;

odsutnost vidljivih (jasno vidljivih) indikatora uključivanja, što je posebno važno pri relativno visokim strujama potrošnje. U pravilu, CA ima oznaku na regulatoru glasnoće, u kombinaciji s prekidačem za napajanje.

Od SA parametara, amplitudno-frekvencijski odziv (AFC) slušnog aparata i razina buke imaju najveći utjecaj na kvalitetu reprodukcije zvuka i razumljivost govora, a posljedično i na stvarni učinak u slušnoj protetici.

Stanimo na ovome detaljnije. Kao što je već navedeno, komercijalno dostupna slušna pomagala imaju loš frekvencijski odziv, a gubitak sluha se može karakterizirati različitim audiogramima. Ako je s oštećenjem aparata za reprodukciju zvuka audiogram ravan i ima nejednakost od oko 20 dB, tada s oštećenjem aparata za reprodukciju zvuka i kombiniranim oštećenjem audiogram ima pad u frekvencijskom rasponu od 500 .. 4000 Hz s nagibom koji doseže 30 dB/oct. .

Osim toga, treba uzeti u obzir da mikrofoni i telefoni koji se koriste u SA također imaju pad frekvencijskog odziva s nagibom koji doseže 30 dB/oct u frekvencijskom području od 2000...4000 Hz. Neki CA-ovi opremljeni su kontrolama frekvencijskog odziva, ali to su najjednostavniji sklopovi i ne pružaju potrebnu korekciju.

Drugi važan faktor koji utječe na kvalitetu SA je razina buke. Poznato je da je za razumljivu percepciju govora potrebno da se promatra odnos signala i šuma veći od 20 dB. Ako uzmemo minimalnu razinu intenziteta zvuka od 40 dB, tada napon buke doveden na ulaz ne smije biti veći od 3 μV.

Unutarnji šum SA može se smanjiti korištenjem tihih tranzistora u ulaznim stupnjevima.

Teže je izolirati korisni signal od pozadine okolne buke. Ako zdravo uho opaža okolnu buku selektivno u smjeru, tj. odabire korisne informacije iz njih koje dolaze iz određenog smjera, tada SA pojačava zvukove koji dolaze iz svih smjerova; zbog toga je omjer signala i šuma na ulazu u zvukovod nedovoljan.

Pri usavršavanju SA i stvaranju novih modela potrebno je uzeti u obzir sve navedene čimbenike koji utječu na kvalitetu reprodukcije zvuka i razumljivost govora.

Razmotrite blok dijagram slušnog aparata.

Slušni aparat je u pravilu uređaj koji se sastoji od mikrofona, ulaznog pojačala, korektorskog uređaja, završnog pojačala i telefona (slika 1).

Riža. 1 Blok dijagram slušnog aparata

Uređaj za korekciju može se kombinirati s jednim od pojačala, ali neće biti funkcionalno i strukturno potpun i u potpunosti zadovoljiti prilično visoke zahtjeve za korekciju frekvencijskog odziva SA.

Osim toga, CA može dodatno uključiti limiter za maksimalnu izlaznu razinu, indikator za uključivanje CA, indikator za niske baterije itd.

Tehnički zahtjevi za cijelo slušno pomagalo i njegove sastavne uređaje određuju se karakteristikama sluha pacijenta.

Najdetaljnije i najpreciznije mjerenje karakteristika sluha omogućuje audiometrijska metoda mjerenja, pri kojoj se elektrodinamičkim telefonima na uho koje se ispituje nanose tonovi različitih frekvencija i glasnoća. Elektrodinamički telefoni su prikladni u ovom slučaju, jer imaju najnižu akustičnu impedanciju i stoga omogućuju manju ovisnost zvučnog tlaka o individualnim razlikama u veličini vanjskog uha. Osim toga, time je zadovoljen zahtjev ujednačenosti mjerenja, kada se rezultati mogu usporediti i ne ovise o mjestu, vremenu i uvjetima izvedbe.

Možete ići drugim putem: snimite audiogram telefonom koji će se koristiti sa slušnim aparatom. Zatim će audiogram uzeti u obzir i frekvencijske karakteristike ovog telefona i individualne karakteristike ušnog kanala, što će vam omogućiti da stvorite učinkovitiju shemu za ispravljanje frekvencijskog odziva slušnog aparata. Drugi način je prihvatljiv kada se kreira SA za određenog pacijenta. U slučaju da se CA izrađuju na modularnoj osnovi, moguće je razviti više modula uređaja za korekciju, od kojih se jedan nakon snimanja audiograma ugrađuje u uređaj.

Ulazno pojačalo CA mora imati dovoljno pojačanje za pokretanje završnog stupnja. Nizak šum je također važan zahtjev, budući da je izvor signala za ulazno pojačalo mikrofon s relativno niskom osjetljivošću (oko 4 mV/Pa). Značajka rada ulaznih pojačala SA su niske radne struje i naponi.

Tipično, CA ulazna pojačala izgrađena su prema dvo- ili trostupanjskom krugu, u kojem se tranzistori uključuju prema zajedničkom emiterskom krugu. Stabilizacija istosmjernog načina rada provodi se uz pomoć lokalnih negativnih povratnih informacija.

Veću stabilnost nego u industrijskom SA, ima pojačalo, čiji je krug prikazan na sl. 2.

Riža. 2. Shematski prikaz ulaznog pojačala 1

Ovo pojačalo izgrađeno je prema krugu s izravnim vezama između stupnjeva i pokriveno je zajedničkom negativnom povratnom spregom (CNF) za istosmjernu struju. DC način rada postavlja se pomoću otpornika R3 i R6. U prvom stupnju pojačala koristi se niskošumni tranzistor P28. Osim toga, način rada ovog tranzistora (Ik=0,4 mA, Uke=1,2 V) također daje minimalan šum. Frekvencijski pojas pojačala na razini -3 dB je 300 ... 7000 Hz, koeficijent pojačanja Ku je 1700.

U niskošumnim ulaznim stupnjevima dobro rade germanijski tranzistori P28, MP39B, GT310B, GT322A, silikonski KT104B, KT203B, KT326B, ali posebno dobre rezultate daju niskošumni tranzistori serije KT342, KT3102 i KT3107. Oni mogu raditi na strujama kolektora od desetaka mikroampera i naponima kolektor-emiter manjim od 1 V bez gubitka visokih svojstava pojačanja.

Krug ulaznog pojačala na tranzistorima KT3102E prikazan je na sl. 3 i po konstrukciji je slična prethodnoj shemi.

Riža. 3. Shematski prikaz ulaznog pojačala 2

Tranzistor prvog stupnja radi u mikrostrujnom modu (Ik = 0,04 mA, Uke = 1 V). Dobitak takvog pojačala je 3000.

Veći dobitak se može postići ako se emiterski pratilac postavi između prvog i drugog stupnja kao što je prikazano na sl. 4.

Riža. 4. Shematski prikaz ulaznog pojačala 3

Ovdje, uz lokalne negativne povratne sprege u svakom stupnju i opći DC OOS, također je uveden AC OOS (Ros), s kojim možete podesiti pojačanje pojačala. Dobitak pojačala bez povratne veze (Ros onemogućen) je 11.000, s povratnom spregom - 1700; napon šuma doveden na ulaz kada je kratko spojen, ne više od 2 μV.

Već je ranije spomenuto da su glavna izobličenja end-to-end frekvencijskog odziva SA određena mikrofonom i telefonom. Najčešći mikrofon u slušnim pomagalima je M1. Njegov frekvencijski odziv prikazan je na sl. 5 .

Riža. 5. Frekvencijski odziv mikrofona

Ova karakteristika je prosječna i uzeta u slobodnom zvučnom polju. Takva mjerenja predstavljaju težak tehnički problem. U stvarnim uvjetima na vrstu frekvencijskog odziva mikrofona uvelike utječe glasnoća prostorije, okolni predmeti itd. Stoga ćemo ubuduće uzimati u obzir prosječni odziv mikrofona.

Analiza prosječnih karakteristika mikrofona, telefona i gubitka sluha kod različitih vrsta oštećenja omogućuje nam da podijelimo frekvencijski raspon u tri dijela: do 1000 Hz, od 1000 do 2000 Hz i iznad 2000 Hz.

U području do 1000 Hz rezultirajući frekvencijski odziv, koji je zbroj frekvencijskog odziva mikrofona, telefona i gubitka sluha, ima blagi porast zbog porasta frekvencijskog odziva mikrofona i telefona.

U području od 1000 do 2000 Hz, rezultirajući frekvencijski odziv može biti konstantan, imati porast ili pad, što je povezano s oblikom karakteristike gubitka sluha u ovom području. Također može biti malih uspona i padova.

Na frekvencijama iznad 2000 Hz, pad rezultirajućeg frekvencijskog odziva posljedica je pada frekvencijskog odziva telefona i karakteristika gubitka sluha.

Iz toga slijedi da je pri razvoju uređaja za korekciju potrebno formirati frekvencijski odziv ovih uređaja, obrnut od rezultirajućeg frekvencijskog odziva staze "mikrofon-telefon-uho".

Takva korekcijska karakteristika može se dobiti paralelnim spajanjem niskopropusnih filtara (LPF), visokopropusnih filtara (HPF) ili trap filtara u različitim kombinacijama. Broj sekcija filtera ovisi o željenom nagibu frekvencijskog odziva.

Uređaji za korekciju mogu se graditi na temelju aktivnih filtara opisanih u, u kojima je bolje koristiti ne operacijska pojačala, već ekonomičnije emiterske sljedbenike kao neinvertirajuća pojačala.

Riža. Slika 6. Shematski dijagrami filtara drugog reda: a - niske frekvencije; b - visoke frekvencije

Sheme aktivnog HPF-a i LPF-a drugog reda prikazane su na sl. 6, i HPF i LPF trećeg reda - na sl. 7. Imaju frekvencijski odziv s nagibom od 12 i 18 dB/oct. odnosno.

Riža. Slika 7. Shematski dijagrami filtra trećeg reda: a - niske frekvencije; b - visoke frekvencije

Ako korekcijska karakteristika treba imati veći nagib, nekoliko filtara mora biti spojeno u seriju.

Shema barijernog filtra prikazana je na sl. 8, a, i njegov frekvencijski odziv - na sl. 8, b.

Riža. 8. Zaštitni filtar:
a - shematski dijagram; b - frekvencijski odziv

Zaustavni pojas filtra ovisi o njegovu pojačanju.

Prosječna frekvencija zaustavnog pojasa određena je formulom

fo=0,28/RC,
gdje je R=R1=R2, C=C1=C2.

Završna pojačala treba imati, u pravilu, ravan frekvencijski odziv, osigurati potrebnu maksimalnu razinu signala na opterećenju i biti ekonomičan.

U industrijskim SA, završni stupanj je obično izgrađen prema jednocikličnom krugu i radi u linearnom načinu, tako da su izlazna razina i učinkovitost takvih pojačala, a time i SA, niski.

Moguće je povećati učinkovitost SA ako je konačno pojačalo izgrađeno prema shemi pomične radne točke, kao što je prikazano na sl. 9a, b).

Riža. 9. Principske sheme terminalnih pojačala s promjenjivom radnom točkom

Uređaj prema shemi na sl. 9b se razlikuje po učinkovitijem pomaku radne točke kaskade kada se signal primijeni na ulaz i, sukladno tome, manjim nelinearnim izobličenjima. Otpornik R1 postavlja početnu struju (bez signala) jednaku 2 ... 3 mA, a otpornik R2 postavlja minimalno izobličenje signala pri opterećenju. U ovom slučaju, maksimalna struja kolektora tranzistora VT1 doseže 20 mA. Konačno pojačalo izgrađeno prema shemi na sl. 9, daje maksimalni signal od 500 mV pri naponu napajanja od 3 V i 1,5 mV pri naponu od 9 V u opterećenju od 60 Ω, što odgovara maksimalnim izlaznim razinama od 120 i 130 dB (uz osjetljivost telefona uzetu kao 0,04 Pa /mV). Nedostaci takvih sklopova su niska (ne više od 10 ... 15%) učinkovitost i velika nelinearna izobličenja. Veću učinkovitost (do 50%) osiguravaju konačna pojačala izgrađena prema push-pull krugu, kao što je prikazano na sl. 10, a, b. U ovim pojačalima, početna struja, jednaka 1,2 mA za krug na Sl. 10, a i 2 mA za krug sa sl. 10, b, postavljaju otpornici R4, odnosno R2. Otpornici R2 i R4 za sklopove prema sl. 10, a odnosno 10, b, napon je postavljen u točki A, jednak polovici napona napajanja.

Slika 10. Shematski dijagrami push-pull pojačala snage

Terminalna pojačala izgrađena prema krugovima na sl. 10 daju maksimalne izlazne razine od 122 i 133 dB za sl. 10, a i 10, b, učinkovitost je oko 50%.

Gotovo iste karakteristike kao pojačalo izgrađeno prema krugu na Sl. 10, b, ali s manjim brojem dijelova, ima pojačalo temeljeno na operacijskom pojačalu K140UD5A (slika 11). Ovdje otpornik R1 postavlja napon u točki A, jednak polovici napona napajanja, a otpornik R4 postavlja pojačanje stupnja. Početna struja je približno 2,8 mA. Pojačalo izgrađeno prema shemi na sl. 11 daje maksimalnu izlaznu razinu od 131 dB. Učinkovitost ovog pojačala je nešto niža od one prethodnih - 37%.

Tijekom istraživanja cilj nije bio odabrati tranzistore u svakom paru prema parametru h21e. Pri odabiru tranzistora za svaki par uzeti su u obzir njihovi referentni podaci: struktura (p-n-p, n-p-n), materijal (germanij, silicij), povratna struja kolektora, pojačanje, naponi zasićenja. Tranzistori su ugrađeni u pojačalo izrađeno prema shemi na sl. jedanaest.

Riža. 11. Shematski dijagram konačnog pojačala s mikro krugom

U svakom paru ispitana su 3 tranzistora svake vrste (kako bi se isključio slučajni odabir). Maksimalni izlazni napon izmjeren je na opterećenju - otporniku otpora 60 ohma. Rezultati mjerenja dati su u tablici. 1.

Iz tablice je vidljivo da se najbolji rezultati postižu s germanijskim tranzistorima. Korištenje visokofrekventnih tranzistora GT329B i GT310B nije opravdano, štoviše, vrijednosti maksimalno dopuštenih parametara ovih tranzistora su blizu načina rada u ovom pojačalu.

Još veću učinkovitost (do 75%) imaju end-of-line pojačala izrađena prema premosnoj shemi. Iako imaju gotovo 2 puta više dijelova, omogućuju vam da dobijete dvostruko više snage pri istom naponu napajanja, što je posebno važno za prijenosne uređaje.

U najjednostavnijem slučaju, konačno pojačalo, sastavljeno prema shemi mosta, sastoji se od dva identična priključna stupnja (A2, A3), čiji su ulazi spojeni na stupanj s dvofaznim izlazima (A1), a izlazi su spojen na opterećenje (slika 12).

Riža. 12. Strukturni dijagram mosnog terminalnog pojačala

Kada koristite integrirana operacijska pojačala (op-amps) u završnim stupnjevima, možete isključiti stupanj s dvofaznim izlazima uključivanjem jednog op-amp-a prema krugu s invertirajućim ulazom, drugog prema krugu s ne- -invertirajući ulaz. Shema takvog pojačala prikazana je na sl. 13.

Riža. 13. Principijelna shema završnog pojačala mosta

Završna pojačala mogu se izraditi i prema shemama danim u. Svi su sastavljeni prema premosnom krugu i razlikuju se jedni od drugih u načinu uključivanja i pogona izlaznih tranzistori. Učinkovitost ovih pojačala je od 40 do 75%.

U tablici. 2 prikazuje usporedne karakteristike konačnih pojačala, izrađenih prema shemama na sl. 9, 10, 11, 13.

tablica 2

U industrijskim SA, indikacija uključenog stanja provodi se korištenjem rizika na kontroli glasnoće, u kombinaciji s prekidačem napajanja.

Međutim, takav indikator je jedva primjetan, a prazan hod dovodi do brzog pražnjenja napajanja.

Dobar pokazatelj uključivanja SA daju LED diode. Praksa je pokazala da LED AL102A dobro svijetli već pri struji od 2,5 ... 3 mA, a LED AL310A - čak i pri struji od 1,5 mA.

Da biste označili uključivanje SA, možete koristiti indikator pulsa, čiji je dijagram prikazan na sl. 14. Temelji se na asimetričnom multivibratoru na tranzistorima VT1, VT2. Opterećenje multivibratora je VD3 AL310A LED. Trajanje njegovog sjaja određeno je parametrima kruga R2C1, a frekvencija bljeskanja određena je parametrima kruga R3C2. Otpornik R4 ograničava impulsnu struju kroz LED. U gornjem dijagramu, brzina bljeska LED diode je približno 0,5 Hz, a omjer između isključenog i uključenog stanja LED je oko 7.

Riža. 14. Shematski dijagram indikatora pulsa

Razmotrimo nekoliko mogućih SA dizajna.

Dijagram najjednostavnije SA prikazan je na sl. 15 . Ovaj uređaj uključuje dvostupanjsko ulazno pojačalo i jednostupanjsko izlazno pojačalo s pomičnim zarezom. Indikator uključenosti je LED AL102A.

Riža. 15. Shematski dijagram slušnog aparata 1

Uređaj koristi Ml mikrofon i TM2A telefon iz industrijskih slušnih aparata. Regulacija glasnoće prekidačem - otpornikom SP3-3. Uređaj se napaja pomoću baterije Krona.

Specifikacije SA: akustički dobitak 58 dB, maksimalna izlazna razina 128 dB. Početna potrošnja struje (bez signala) ne više od 4 mA. Frekvencijski odziv pojačala je ravan u rasponu od 300...7000 Hz. SA se nalazi u plastičnom kućištu dimenzija 85X59X24 mm.

Slušni aparat, čija je shema prikazana na sl. 16 je prilično ekonomičan: kada se napaja s dvije baterije od 1,5 V, troši (u nedostatku signala) struju od 1,7 mA. Istodobno, SA parametri nisu lošiji od onih u prethodnom dizajnu. Dakle, akustični dobitak je 64 dB, a maksimalna izlazna razina je 120 dB. Ovaj SA također ima ravni frekvencijski odziv u rasponu od 300...6000 Hz i smješten je u plastično kućište dimenzija 85x59x18 mm.

Riža. 16. Shematski dijagram slušnog aparata 2

Prilikom razvoja sljedećeg dizajna uzete su karakteristike gubitka sluha kod telefona TM-2A. Audiogram osobe s oštećenjem sluha uspoređen je s audiogramom zdrave osobe. Razlika između ova dva audiograma je karakteristika gubitka sluha, koja je prikazana na sl. 17.

Riža. 17. Karakteristike gubitka sluha

Audiogram je snimljen na sljedeći način. Prvo je postavljena frekvencija i minimalna razina signala iz izlaza generatora. Zatim je telefon, za koji je razvijeni uređaj namijenjen, stavljen u ušni kanal. Razina signala postupno se povećavala dok nije postala čujna. Mjeren je signal s izlaza generatora. Tada se normalno zvučni signal postupno smanjivao. Kad je zvuk u telefonu nestao, milivoltmetrom je izmjeren signal s izlaza generatora. Aritmetička sredina prvog i drugog mjerenja signala generatora bit će razina praga. Potrebno je mjeriti razine praga u frekvencijskom području 200...7000 Hz. Kako bi se poboljšala točnost mjerenja i uklonile slučajne pogreške, snimanje audiograma može se ponoviti 3...5 puta.

Iz karakteristike gubitaka vidljivo je da u dijelu do 1000 Hz dolazi do porasta s nagibom od približno 12 dB/oct., a nakon 1000 Hz dolazi do oštrog pada: do 2500 Hz s nagibom od 26 dB/okt., zatim još više. Superponiranjem prosječnog frekvencijskog odziva mikrofona na karakteristiku gubitka sluha, možemo dobiti karakteristiku uređaja za korekciju. Izgleda kao što je prikazano na sl. 18.

Riža. 18. Karakteristike korektorskog uređaja

Takva se karakteristika može dobiti korištenjem trap filtra, čiji je krug i eksperimentalni frekvencijski odziv prikazan na sl. 19.

Riža. 19. Shematski dijagram i frekvencijski odziv prenaponskog filtra

Dijagram slušnog aparata s korekcijom prikazan je na sl. 20.

Riža. 20. Shematski dijagram slušnog aparata 3

Ovaj uređaj sadrži dvostupanjsko ulazno pojačalo, uređaj za korekciju, koji je trap filter, dvostupanjsko terminalno pojačalo, sastavljeno prema dvocikličnom krugu bez transformatora, i impulsni indikator za uključivanje SA. Akustično pojačanje uređaja je 87 dB, maksimalna izlazna razina je 124 dB. Početna potrošnja struje (bez signala) ne više od 1,8 mA. Frekvencija treptanja LED indikatora odabrana je na približno 0,5 Hz, a omjer isključenog i uključenog stanja LED diode je oko 7, tako da je njegova potrošnja iz izvora napajanja mala.

Slušni aparat se napaja pomoću dvije baterije od 1,5 V. Smješten je u plastičnu kutiju dimenzija 59x85x16 mm. Prema subjektivnoj ocjeni ovi zvučnici pružaju dobru razumljivost govora i poboljšavaju kvalitetu slušanja glazbe. Posebno veliki dobitak dobiven je u području od 1...3 kHz, dok se pri korištenju konvencionalnih slušnih pomagala zvukovi s takvim frekvencijama praktički ne čuju.

Književnost
1. Ephrussi M. M. Slušni aparati i audiometri.- M .: Energija, 1975.
2. Muravy i VD Slušni aparati.- Za pomoć radioamateru. Problem. 58, 1977.
3. Alekseev G. V. Neki načini spajanja mosnih pojačala snage na pretpojačalo - Poluvodička elektronika u komunikacijskoj tehnici. Problem. 21, 1981.
4. Maklyukov M. RC filtri s ravnim frekvencijskim karakteristikama.Radio, 1968, br.7.
5. Kareev V., Terekhov S. Operacijska pojačala u aktivnim RC filtrima.- Radio, 1977, br.8.
[e-mail zaštićen]

Slušni aparat Ovaj uređaj je namijenjen osobama sa slabijim sluhom (urođenim ili stečenim s godinama).
Zapravo, ovo je obično minijaturno mikrofonsko pojačalo dizajnirano za svakodnevnu uporabu.

Slušni aparati su uglavnom komercijalno dostupni i njihov je raspon prilično velik, ali možete napravite vlastiti slušni aparat- bit će puno jeftinije.

Sada se u prodaji nalaze elektretni mikrofoni-tableti (s ugrađenim tranzistorskim pojačalom s efektom polja) od mobitela ili modernih telefonskih aparata. Takvi mikrofoni imaju ujednačen frekvencijski odziv i visoku osjetljivost, a kao slušalice možete koristiti slušalice s playera ili telefona.

Dijagram domaćeg slušnog aparata

Kao osnovu za sklop odabrao sam pojačalo za prisluškivanje ("špijunska oprema"). Nakon što sam ga malo pojednostavio, dobio sam potpuno ispravan sklop slušnog aparata (slika 1), koji stane u standardno kućište dimenzija 128x66x28 mm.

Otpornik R1 postavlja osjetljivost BM1 mikrofona slušnog aparata. Kondenzatori C3 i C4 formiraju frekvencijski odziv u visokofrekventnom području (oni sprječavaju samopobudu u ultrazvuku i sprječavaju preopterećenje pojačala na višim audio frekvencijama). Kondenzator C5 formira frekvencijski odziv na niskim frekvencijama (uklanja "mrmljanje" mikrofona). Otpornik R8 postavlja radnu točku izlaznog stupnja: napon na emiterima VT4 i VT5 trebao bi biti pola napona napajanja.
Na tranzistoru VT6 sastavljen indikator statusa baterije GB1. Otpornik R12 postavlja napon paljenja VD2 LED na 4 V, što odgovara minimalnom dopuštenom naponu baterije. Kao VD2 koristi se zelena LED dioda promjera 2 mm povećane svjetlosne snage serije Piranha. Baterija se sastoji od četiri ćelije kapaciteta 500 ... 1000 mAh. LED VD3 označava punjenje (gasi se nakon završetka). Crveni AL307 koristi se kao VD3. Zener diode VD4 i VD5 odabrane su za ograničavanje napona (s priključenom jedinicom za punjenje) na razini od 7,3. ..7.4 V. Izlazni konektor X1 koristi jednostavan plastični stereo jack za montažu na pločicu.U njemu su paralelni desni i lijevi kanal na tiskanoj pločici jer to poboljšava povratak slušalica. Budući da takva gnijezda ne traju dugo, preporučujem da ih postavite dva paralelno odjednom. To će vam omogućiti da ne gubite vrijeme na popravak (zamjenu) jednog priključka - samo trebate umetnuti slušalicu u drugi priključak.
Oblik, raspored dijelova na pločici i crtež tiskane pločice prikazani su na sl.2-4. BM1 mikrofon ugrađen je u mekani gumeni jaram pričvršćen unutar kućišta silikonskim ljepilom-brtvilom.

Jedinica za punjenje baterije izrađena je od univerzalnog napajanja ("kineskog") za elektroničku opremu (slika 5). Za rad koristi treći (donji) odvojak sekundarnog namota transformatora. Napon u praznom hodu na izlazu je oko 9,7 V, struja punjenja pri navedenoj R1 ocjeni je oko 50 mA. Jedno punjenje baterije dovoljno je za 3-5 dana rada slušnog aparata. Uređaj omogućuje istovremeni rad i punjenje.

Zvučni pritisak koji stvara ovaj slušni aparat (nisam imao odgovarajuće mjerne instrumente) je toliki da kod osobe koja normalno čuje stvara bol i kasniju privremenu (višeminutnu) gluhoću. Moj otac, koji ima duboki gubitak sluha, dobio je gotovo potpunu nadoknadu sluha uz dobru razumljivost s ovim slušnim pomagalom.
Prilikom ponavljanja dizajna posebnu pozornost treba obratiti na slušalice. Neki od njih nisu u stanju stvoriti dovoljno veliki zvučni tlak, bilo zbog velikog omskog otpora, bilo zbog niske učinkovitosti (kvaliteta očitavanja). On-ear slušalice s trakom za glavu i mekim jastučićima za uši za Hi-Fi opremu mogu dati dobar učinak. Međutim, korištenje takvih slušalica moguće je samo uz dobro pristajanje jastučića za uši.
Korisno je postaviti zasun na prednju stijenku kućišta slušnog aparata za pričvršćivanje na poklopac džepa na prsima. Ima smisla da iskusni radio amateri rade na smanjenju veličine slušnog aparata prelaskom na mikro krugove i minijaturne baterije.

V. ZAKHARENKO. UA4HRV, Samara.

Moj prijatelj je sa mnom podijelio svoj problem - počeo je loše čuti i počeo je primjećivati ​​da mu je govor nerazumljiv kada gleda TV, da je morao pojačati zvuk, što drugima stvara neugodnosti. Prethodno se njegova služba odvijala u zračnoj luci, bavio se održavanjem mlaznih zrakoplova, u mladosti nije obraćao pozornost na zaštitu sluha. Kao rezultat toga, gubitak sluha za 40%, posebno u takvim slučajevima, gubi se percepcija visokih zvučnih frekvencija govornog spektra od 1000 Hz i više. Industrijski slušni aparati su jako skupi, a ja sam mu odlučio pomoći - vlastitim sam rukama sastavio slušni aparat od jednostavnih i pristupačnih dijelova. Dijagram sastavljenog uređaja prikazan je u nastavku.

Slušni aparat je jednostavan uređaj za pojačavanje zvuka koji se sastoji od mikrofona, ulaznog pojačala, pojačala snage i telefona. Ulazno pojačalo sastavljeno je na dva tranzistora T1 i T2 prema strujnom krugu s izravnim vezama između kaskada i pokriveno je zajedničkom negativnom povratnom spregom istosmjerne struje kako bi se stabiliziralo pojačanje i poboljšao frekvencijski odziv. Podešavanje načina rada tranzistora T1 i T2 provodi se pomoću otpornika R3 i R6. Važno je koristiti niskošumni tranzistor P28 u prvom stupnju pojačala. Osim toga, način rada ovog tranzistora (Ik=0,4 mA, Uke=1,2 V) također daje minimalan šum. Pojačalo osigurava ravnomjerno pojačanje signala u frekvencijskom pojasu razgovornog spektra 300...7000 Hz. Iz kolektora tranzistora T2 signal se dovodi do potenciometra R7, koji ima ulogu regulatora pojačanja. Umjesto tranzistora P28 mogu se koristiti: MP39B, GT310B, GT322A, silikonski KT104B, KT203B, KT326B, ali posebno dobre rezultate daju niskošumni tranzistori serije KT342, KT3102 i KT3107. Završni stupanj je sastavljen na tranzistoru T3 prema krugu pojačala s pokretnom radnom točkom, što omogućuje drastično smanjenje struje koju troši stupanj u tihom načinu rada.

Ovaj krug pojačala slušnog aparata karakterizira učinkovit pomak radne točke kaskade i, sukladno tome, mala nelinearna izobličenja. Kada se signal primijeni na ulaz iz otpornika R7 kroz kondenzator C6, signal ulazi u bazu tranzistora T3. Signal pojačan tranzistorom iz kolektora T3 kroz kondenzator C8 dovodi se do ispravljača-udvostručitelja na diodama. D1 i D2. Ispravljeni napon se nakuplja na kondenzatoru C7 i dovodi na bazu tranzistora T3, pomičući njegovu radnu točku prema otvaranju.

Otpornik R8 postavlja početnu struju kaskade. Slušni aparat se napaja naponom od 9 volti iz Krona elementa. LED D3 služi za indikaciju uključenosti. Bilo koji minijaturni dinamički ili kondenzatorski mikrofon može se koristiti kao mikrofon. U slučaju korištenja kondenzatorskog mikrofona, potrebno ga je napajati preko otpornika od 3-5 kΩ. Kao telefon možete koristiti TM-3, TM-4. Za slušni aparat odabrano je odgovarajuće plastično kućište u kojem se nalazi tiskana pločica i napajanje. Prilikom uspostavljanja potrebno je prije svega podesiti struje svih tranzistora. otpornici R4 i R6 struje T1 i T2, zatim otpornik R8 s isključenim mikrofonom, postavite struju mirovanja tranzistora T3 na 2-2,5 mA. Signal s frekvencijom od 1000 Hz i amplitudom koja odgovara maksimalnoj amplitudi signala na kolektoru tranzistora T3 dovodi se do baze tranzistora T3 iz generatora. Otpornik R9 za postizanje neiskrivljenog pojačanja signala. U ovom slučaju, kolektorska struja tranzistora trebala bi imati vrijednost od 15-17 mA. Odaberite kapacitet kondenzatora C3 prema najboljem zvuku, odsutnosti oštrih zvukova. Autor: Shimko Sergey.