Слуховий апарат електроніка має 2 схему. Простий слуховий апарат

ВR Каплун, м. Сєвєродонецьк

Один із читачів у своєму листі звернув увагу на те, що існує певна проблема для людей зі зниженим слухом, пов'язана з придбанням слухового апарату через його досить високу вартість. Після аналізу низки схем слухових апаратів, наведених у літературі, було визначено основні вимоги до підсилювача для слухового апарату:

1) посилення сигналу від мікрофона до рівня не менше 0,5-1 на навантаженні опором 80-100 Ом;

2) наявність АРУ (бажано);

3) мінімальний обсяг, маса, вартість;

4) робота від гальванічного елемента з напругою не більше 3 В (бажано) при мінімальному струмі, що споживається.

Відмінною рисою схеми, показаної на рис.1, є побудова вихідного каскаду підсилювача. По суті, це двотактна бруківка схема, яка дозволяє отримати максимальну вихідну потужність при мінімальному споживаному струмі.

У схемі використані резистори: R1 – 4,7к; R2 - 270к; R3 - 10к; R4 - 620к; R5 – 3,3к; R6 - 22к; R7 - 68к; R8 – 6,8к; R9, R10-330; R11, R16 - 30; R12, R13 - 22к; R14 - 5,1к; R15 - 110; R17 - 110; конденсатори С1, С3 – С7 – 20,0 мк 6,3; С2 - 0,47 мк 16 В; діо

ди VD1-VD3 - КД522; транзистори VT1 ​​- КТ3102Е; VT2-КТ3107Ж; VT3, VT5, VT6, VT8 - КТ361; VT4, VT7, VT9 - КТ315.

На транзисторах VT1, VT2, VT4 виконано попередній підсилювач, охоплений АРУ (транзистор VT3). Каскад на транзисторі VT5 являє собою фазоінвертор, що забезпечує протифазні сигнали, необхідні роботи мостового вихідного каскаду на транзисторах VT6-VT9. Негативний зворотний зв'язок через резистор R14 забезпечує необхідну стабільність режиму попереднього підсилювача постійного струму. Місцеві зворотні зв'язки у вихідному каскаді через резистори R12, R13 стабілізують режим постійного струму і покращують якість посилення слабких сигналів.

Налагоджують підсилювач шляхом підбору резистора R14 з метою отримання одночасного та симетричного обмеження вихідного сигналу на колекторі та емітері транзистора VT5.

Варіант друкованої плати "просвіт" показаний на рис.2. Резистори можна застосувати потужністю 0,125-0,25 Вт. Електролітичні конденсатори – малогабаритні імпортні на напругу 6,3 В. Як мікрофон використовують малогабаритний імпортний електронний мікрофон; навушник ВА1 - від промислового слухового апарату.

Цей підсилювач випробуваний у лабораторії "Радоаматор" і показав непогану роботу. Схема стійко працює при напрузі живлення 2,4 В (два акумулятори Д-0,25). Як навантаження застосовувалися послідовно включені навушники китайського виробництва опором 32-42 Ом. У цьому струм споживання становив 16-19 мА. У схему автора додатково включені конденсатор С8 та резистори R11, R16. Опір резистора R14 можна змінювати в межах. У навушниках прослуховується невеликий шум, прибрати який не вдалося. Шум дещо знижується при заміні типу транзистора VT1 КТ315. На думку людини зі зниженим слухом, "пристрій працює добре, але якби зменшити шум, було б ще краще".

Слуховий апарат функціонально складається з високочутливого електретного мікрофона і підсилювача низької частоти (УНЧ), що малошумить, навантаженого на головні телефони (див. малюнок).

Підсилювач слухового апарату повинен мати посилення більше 10000 разів за напругою, підйом частотної характеристики в діапазоні 300-300 Гц та забезпечувати на виході достатню потужність. Низьковольтне живлення (2-3 В) змушує уважно поставитися до підбору режимів живлення по постійному струму транзисторів, якості самих транзисторів та інших деталей. Незважаючи на знижене харчування, проблема боротьби зі збудженнями підсилювача як за звуковою, так і високою частотою залишається.

Деталі та конструкція. У корпусі з-під китайського мікроприймача УКХ діапазону розміщують головні телефони, гніздо для їхнього підключення, регулятор гучності з вимикачем, світлодіод-індикатор включення.

При розробці друкованої плати необхідно розмістити такі деталі, щоб вони збігалися з отворами, що є в корпусі колишнього приймача. Звичайно, такий варіант конструкції слухового апарату не єдиний.

Деталі.Мікрофон малогабаритний електретний

МКЕ-ЗЗ2; транзистори КТ3102Д, Е з коефіцієнтом посилення 500-800, КТ31 5б, Р, Е з коефіцієнтами посилення 100-150; резистори типу МЛТ-0,125; конденсатори різних типів, основна вимога до них - можливо менші розміри. Навушники – малогабаритні головні телефони китайського виробництва. Живлення – від гальванічних елементів. Споживаний слуховим апаратом струм майже вдвічі менше, ніж у мікроприймачів УКХ діапазону.

Налагодження полягає у підборі резистора R1 у зазначених межах максимальної чутливості апарату. Максимальний струм споживання при свіжих елементах живлення 9-10 мА. Свідченням правильно налагодженого УНЧ є збереження його працездатності при напрузі живлення 1,5, хоча посилення значно знижується в порівнянні з живленням від двох елементів.

Цей слуховий апарат має менший рівень шуму, ніж апарати, що випускалися в Радянському Союзі у 80-х роках; чутливість і рівень звукового тиску на виході в нього вище, ніж у слухових апаратів завушного типу або окулярів, що розміщуються в дужці.

Схему слухового апарату можна як базовую. Незважаючи на те, що в схемі вжито деяких заходів для звуження смуги частот, його звучання набагато природніше і приємніше, ніж у промислових слухових ап.

паратів. Однак подальше звуження смуги частот УНЧ може знадобитися при конструюванні апаратів для осіб із великим рівнем втрати слуху.

Для зменшення споживаного струму в кінцевий каскад УНЧ можна ввести режим "точки, що плаває" і ін.

Література: 1. Довідник радіоаматора/Под ред. Г.М. Терещука, К.М. Терещука, С.А. Сєдо-ва.-К.: Вища шк., 1981.

В. Муравін

Людям з ослабленим слухом слуховий апарат (СА) допомагає спілкуватися з навколишнім світом, брати активну участь у трудовій та громадській діяльності. Для одних він є єдиним способом відтворення людської мови, для інших – засобом підвищення розбірливості мови та навіть дає можливість покращити якість прослуховування музики.

У нашій країні промисловістю випускаються кілька типів слухових апаратів з різними технічними характеристиками та у різних конструктивних виконаннях.

В даний час ведуться роботи з перекладу слухових апаратів на нову елементну базу, поліпшення їх технічних характеристик та експлуатаційних зручностей. Так, розроблено спеціалізовану мікросхему для СА К538УН2. Підсилювач цієї мікросхеми має малі шуми, споживану потужність та розрахований на підключення телефону з опором 1 кОм.

Однак у СА, що випускаються промисловістю, можна відзначити такі недоліки:

недостатнє акустичне посилення. Втрати слуху у людей з ураженням звуковідтворювального апарату можуть досягати 80...90 дБ на частоті 4 кГц, яка вважається мінімально допустимою верхньою частотою смуги пропускання з метою забезпечення задовільної (92%) розбірливості мови;

плоска частотна характеристика апарату, яка згідно з ГОСТ 10893-69 повинна мати у смузі частот 400...3000 Гц нерівномірність не більше 30 дБ (люди з різними видами втрати слуху мають різні аудіограми);

низька економічність СА. Струми споживання мають силу близько 5...12 мА, що при використанні джерел живлення ємністю 0,05...0,15 мА/год забезпечує роботу апарату протягом 10...12 год. Вихідні каскади працюють, як правило, лінійному режимі, а це веде до того, що струм споживання в режимі мовчання такий самий, як і за максимальної гучності;

відсутність обмежувачів максимального рівня. Тільки одна модель СА має АРУ, до того ж, малоефективну. Не застосовуються в промислових слухових апаратах обмежувачі пікових значень сигналу та компресори;

відсутність помітних (добре видимих) індикаторів включення, що особливо важливо за відносно великих струмів споживання. Як правило, СА має мітку на регуляторі гучності, поєднаному з вимикачем живлення.

Серед параметрів СА найбільше впливають на якість відтворення звуків і розбірливість мови, отже, і реальний ефект при протезуванні слуху надають амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) слухового апарату і рівень шумів.

Зупинимося на цьому детальніше.Як зазначалося, що випускаються промисловістю СА мають погану АЧХ, а втрати слуху можуть характеризуватися різними аудіограмами. Якщо при ураженні звуковідтворювального апарату аудіограма плоска і має нерівномірність близько 20 дБ, то при ураженні звукоприймаючого апарату і комбінованому ураженні аудіограма має спад в області частот 500...4000 Гц з нахилом, що досягає 30 дБ/окт. .

Крім того, необхідно враховувати, що мікрофони та телефони, що застосовуються в СА, також мають спад на частотній характеристиці з нахилом, що досягає частоти 2000...4000 Гц 30 дБ/окт. Деякі СА забезпечені регуляторами частотної характеристики, проте вони є найпростішими ланцюгами і не забезпечують необхідної корекції.

Другий важливий фактор, що впливає на якість роботи СА-рівень шумів. Відомо, що для розбірливого сприйняття мови необхідно, щоб дотримувалося співвідношення сигнал/шум більше 20 дБ. Якщо прийняти мінімальний рівень інтенсивності звуків 40 дБ, тоді напруга шумів, наведених до входу, має бути трохи більше 3 мкВ.

Внутрішні шуми СА можуть бути знижені застосуванням у вхідних каскадах малошумливих транзисторів.

Важче виділити корисний сигнал на тлі навколишніх шумів. Якщо здорове вухо сприймає навколишні шуми вибірково в напрямку, тобто. в результаті на вході слухового проходу співвідношення сигнал/шум буває недостатнім.

При вдосконаленні СА та створенні нових моделей необхідно враховувати всі перелічені фактори, що впливають на якість відтворення звуків та розбірливість мови.

Розглянемо структурну схему слухового апарату.

Слуховий апарат являє собою, як правило, пристрій, що складається з мікрофона, вхідного підсилювача, корекції пристрою, кінцевого підсилювача, телефону (рис. 1).

Мал. 1 Структурна схема слухового апарату

Пристрій корекції може бути поєднаний з одним з підсилювачів, проте при цьому він не буде функціонально і конструктивно закінченим і повністю забезпечуватиме високі вимоги щодо корекції частотної характеристики СА.

Крім того, до складу СА можуть додатково включатись обмежувач максимального рівня вихідного сигналу, індикатор включення СА, індикатор розрядки батарей і т.п.

Технічні вимоги, що пред'являються як до всього СА, так і до його пристроїв, визначаються характеристиками слуху пацієнта.

Найбільш детальний і точний вимір характеристик слуху забезпечує аудіометричний метод вимірювання, при якому на вухо, що досліджується, через електродинамічні телефони подаються тональні сигнали різної частоти і гучності. Електродинамічні телефони придатні в даному випадку, оскільки мають найменший акустичний опір і тому забезпечують меншу залежність звукового тиску від індивідуальних відмінностей розмірів зовнішнього вуха. Крім того, це задовольняє вимогу єдності вимірів, коли результати можуть бути порівнянними і не залежать від місця, часу та умов проведення.

Можна піти іншим шляхом: знімати аудіограму з телефоном, який буде експлуатуватися зі слуховим апаратом. Тоді в аудіограмі будуть враховані частотні характеристики даного телефону, так і індивідуальні особливості слухового проходу, що дозволить створити більш ефективну схему корекції АЧХ слухового апарату. Другий шлях прийнятний під час створення СА для конкретного пацієнта. У тому випадку, якщо СА створюються за модульним принципом, може бути розроблений ряд модулів корекційних пристроїв, один з яких після зняття аудіограми вбудовується в апарат.

Вхідний підсилювач САповинен мати коефіцієнт посилення, достатній для розгойдування кінцевого каскаду. Важливою вимогою є низькі шуми, оскільки джерелом сигналу для вхідного підсилювача є мікрофон, що має відносно малу чутливість (близько 4 мВ/Па). Особливістю роботи вхідних підсилювачів СА є малі робочі струми та напруги.

Зазвичай вхідні підсилювачі СА будуються за дво- або трикаскадною схемою, в якій транзистори включаються за схемою із загальним емітером. Стабілізація режиму постійного струму здійснюється за допомогою місцевих негативних зворотних зв'язків.

Більшу стабільність, ніж у промислових СА, має підсилювач, схема якого наведена на рис. 2 .

Мал. 2. Принципова схема вхідного підсилювача

Цей підсилювач побудований за схемою з безпосередніми зв'язками між каскадами та охоплений загальним негативним зворотним зв'язком (ООС) по постійному струму. Режим постійного струму встановлюється за допомогою резисторів R3 і R6. У першому каскаді підсилювача застосований малошумний транзистор П28. Крім того, режим роботи цього транзистора (Iк = 0,4 мА, Uке = 1,2) також забезпечує мінімальні шуми. Смуга частот підсилювача за рівнем -3 дБ 300 ... 7000 Гц, коефіцієнт посилення Ку дорівнює 1700.

У малошумливих вхідних каскадах добре працюють германієві транзистори П28, МП39Б, ГТ310Б, ГТ322А, кремнієві КТ104Б, КТ203Б, КТ326Б, але особливо хороші результати дають транзистори малошумящие серій КТ342, КТ342. Вони здатні працювати при струмах колектора, що обчислюються десятками мікроампер, і напрузі колектор - емітер менше 1, не втрачаючи високих підсилювальних властивостей.

Схему вхідного підсилювача на транзисторах КТ3102Е наведено на рис. 3 і за побудовою аналогічна до попередньої схеми.

Мал. 3. Принципова схема вхідного підсилювача

Транзистор першого каскаду працює у мікрострумовому режимі (Iк = 0,04 мА, Uке = 1). Коефіцієнт посилення такого підсилювача дорівнює 3000.

Більше посилення можна отримати, якщо між першим та другим каскадами поставити емітерний повторювач так, як показано на рис. 4.

Мал. 4. Принципова схема вхідного підсилювача 3

Тут крім місцевих негативних зворотних зв'язків у кожному каскаді та загальної ООС по постійному струму введена ще й ООС змінного струму (Rос), за допомогою якої можна регулювати коефіцієнт посилення підсилювача. Коефіцієнт посилення підсилювача без зворотного зв'язку (Rос відключений) дорівнює 11 000, із зворотним зв'язком - 1700; напруга шумів, наведена до входу при його закорочуванні, трохи більше 2 мкВ.

Раніше вже говорилося, що основні спотворення наскрізної АЧХ СА визначаються мікрофоном та телефоном. У слухових апаратах найпоширеніший мікрофон M1. Його частотна характеристика наведено на рис. 5 .

Мал. 5. Амплітудно-частотна характеристика мікрофона

Ця характеристика усереднена і знята за умов вільного звукового поля. Такі виміри є важким технічним завданням. У реальних умовах на вигляд частотної характеристики мікрофона великий вплив надають об'єм приміщення, навколишні предмети і т. п. Тому надалі будемо брати усереднену характеристику мікрофона.

Аналіз усереднених характеристик мікрофона, телефону та втрат слуху при різних видах ушкоджень дозволяє розділити частотний діапазон на три ділянки: до 1000 Гц, від 1000 до 2000 Гц та вище 2000 Гц.

На ділянці до 1000 Гц результуюча АЧХ, що становить суму АЧХ мікрофона, телефону та втрат слуху, має невеликий підйом, обумовлений підйомами АЧХ мікрофона та телефону.

На ділянці від 1000 до 2000 Гц результуюча АЧХ може бути постійною, мати підйом чи спад, що пов'язано з формою характеристики втрат слуху на цій ділянці. Тут же можуть бути невеликі максимуми та мінімуми.

На частотах вище 2000 Гц спад результуючої АЧХ обумовлений спадом телефону АЧХ і характеристики втрат слуху.

Звідси випливає, що при розробці пристроїв корекції необхідно сформувати АЧХ цих пристроїв, обернену до результуючого АЧХ тракту «мікрофон-телефон-вухо».

Така характеристика корекції може бути отримана паралельним включенням фільтрів низьких частот (ФНЧ), високих фільтрів частот (ФВЧ) або загороджувальних фільтрів в різних комбінаціях. Кількість ланок фільтра залежить від необхідного нахилу АЧХ.

Пристрої корекції можуть бути побудовані на основі активних фільтрів, описаних у , в яких як неінвертуючі підсилювачів краще використовувати не операційні підсилювачі, а економічніші емітерні повторювачі.

Мал. 6. Принципові схеми фільтрів II порядку: а - нижніх частот; б-верхніх частот

Схеми активних ФВЧ та ФНЧ II порядку наведено на рис. 6, а ФВЧ та ФНЧ III порядку - на рис. 7. Вони мають частотні характеристики з нахилом 12 та 18 дБ/окт. відповідно.

Мал. 7. Принципові схеми фільтру III порядку: а - нижніх частот; б - верхніх частот

Якщо характеристика корекції повинна мати більший нахил, необхідно послідовно включити кілька фільтрів.

Схема загороджувального фільтра наведено на рис. 8 а, а його частотна характеристика - на рис. 8, б.

Мал. 8. Загороджувальний фільтр:
а – принципова схема; б - частотна характеристика

Смуга загородження фільтра залежить від його коефіцієнта посилення.

Середня частота смуги загородження визначається за формулою

fо=0,28/RC,
де R=R1=R2, С=С1=С2.

Кінцеві підсилювачіповинні мати, як правило, плоску АЧХ, забезпечувати необхідний максимальний рівень сигналу на навантаженні та бути економічними.

У промислових СА кінцевий каскад побудований, як правило, за одотактною схемою і працює в лінійному режимі, тому вихідний рівень і ККД таких підсилювачів, а отже, і СА невеликі.

Підвищити ККД СА можна, якщо кінцевий підсилювач побудувати за схемою з плаваючою точкою, як показано на рис. 9, а, б).

Мал. 9. Принципові схеми кінцевих підсилювачів з плаваючою робочою точкою

Пристрій за схемою на рис. 9 б відрізняється більш ефективним зміщенням робочої точки каскаду при подачі сигналу на вхід і відповідно меншими нелінійними спотвореннями. Резистором R1 встановлюється початковий струм (без сигналу), що дорівнює 2...3 мА, а резистором R2 - мінімальні спотворення сигналу на навантаженні. При цьому максимальний струм колекторний транзистора VT1 досягає 20 мА. Кінцевий підсилювач, побудований за схемою рис. 9 забезпечує на навантаженні 60 Ом максимальний сигнал 500 мВ при напрузі живлення 3 В і 1,5 мВ при напрузі 9 В, що відповідає максимальним вихідним рівням 120 і 130 дБ (при чутливості телефону, прийнятої 0,04 Па/мВ). Недоліки таких схем - низький (не більше 10...15%) ККД та великі нелінійні спотворення. Більший ККД (до 50%) забезпечують кінцеві підсилювачі, побудовані за двотактною схемою, як показано на рис. 10 а, б. У цих підсилювачах початковий струм, що дорівнює 1,2 мА для схеми рис. 10, а та 2 мА для схеми рис. 10 б, встановлюється резисторами R4 і R2 відповідно. Резисторами R2 та R4 для схем за рис. 10, а і 10 б відповідно встановлюється напруга в точці А, що дорівнює половині напруги живлення.

Рис 10. Принципові схеми двотактних кінцевих підсилювачів

Кінцеві підсилювачі, побудовані за схемами рис. 10 забезпечують максимальні вихідні рівні 122 і 133 дБ для рис. 10, а і 10 б відповідно ККД близько 50%.

Майже такими ж характеристиками, як підсилювач, побудований за схемою рис. 10 б, але при меншій кількості деталей, має підсилювач на операційному підсилювачі К140УД5А (рис. 11). Тут резистором R1 встановлюється напруга в точці А, що дорівнює половині напруги живлення, а резистором R4 - коефіцієнт посилення каскаду. Початковий струм становить приблизно 2,8 мА. Підсилювач, збудований за схемою рис. 11 забезпечує максимальний вихідний рівень 131 дБ. ККД цього підсилювача дещо нижчий, ніж у попередніх, - 37%.

При дослідженні не ставилася мета – підібрати в кожній парі транзистори за параметром h21е. При підборі транзисторів у кожну пару розглядалися їх довідкові дані: структура (p-n-p, n-р-n), матеріал (германій, кремній), зворотний струм колектора, коефіцієнт посилення, напруження насичення. Транзистори встановлювалися підсилювач, виконаний за схемою рис. 11.

Мал. 11. Принципова схема кінцевого підсилювача з мікросхемою

У кожній парі було досліджено по 3 транзистори кожного типу (щоб виключити випадковий підбір). Вимірювалася максимальна вихідна напруга на навантаженні - резисторі опором 60 Ом. Результати вимірювань наведено у табл. 1.

З таблиці видно, що найкращі результати виходять із німецькими транзисторами. Використання високочастотних транзисторів ГТ329Б і ГТ310Б не виправдано, причому значення гранично допустимих параметрів цих транзисторів близькі до робочого режиму в цьому підсилювачі.

Ще більшим ККД (до 75%) мають кінцеві підсилювачі, виконані за бруківкою. Хоча вони мають майже в 2 рази більше деталей, але дозволяють отримати вдвічі більшу потужність при тій самій напрузі джерела живлення, що особливо важливо для переносних пристроїв.

У найпростішому випадку кінцевий підсилювач, зібраний за бруківкою, являє собою два однакових кінцевих каскаду (А2, A3), входи яких підключені до каскаду з парафазними виходами (А1), а виходи - до навантаження (рис. 12).

Мал. 12. Структурна схема мостового кінцевого підсилювача

При використанні в кінцевих каскадах інтегральних операційних підсилювачів (ОУ) можна виключити каскад з парафазними виходами, включивши один ОУ за схемою з входом, що інвертує, інший - за схемою з неінвертуючим входом. Схему такого підсилювача наведено на рис. 13.

Мал. 13. Принципова схема мостового кінцевого підсилювача

Кінцеві підсилювачі можуть бути виконані також за схемами, наведеними в . Всі вони зібрані за бруківкою і відрізняються один від одного способами включення вихідних транзисторів та їх розгойдування. ККД цих підсилювачів від 40 до 75%.

У табл. 2 наведено порівняльні характеристики кінцевих підсилювачів, виконаних за схемами рис. 9, 10, 11, 13.

Таблиця 2

У промислових СА індикація включеного стану здійснюється за допомогою ризику на регуляторі гучності, поєднаному з вимикачем живлення.

Однак такий індикатор малопомітний, а холосте включення призводить до швидкого розряджання джерел живлення.

Хорошу індикацію включення СА забезпечують світлодіоди. Практика показала, що світлодіод АЛ102А добре світиться вже за струму 2,5...3 мА, а світлодіод АЛ310А - навіть за струму 1,5 мА.

Для індикації включення СА можна застосувати індикатор імпульсний, схема якого наведена на рис. 14. Основу його несиметричний мультивібратор на транзисторах VT1, VT2. Навантаження мультивібратора є світлодіод VD3 АЛ310А. Тривалість його свічення визначається параметрами ланцюга R2C1, а частота спалахів - параметрами ланцюга R3C2. Резистор R4 обмежує імпульсний струм через світлодіод. На наведеній схемі частота спалахів світлодіода становить приблизно 0,5 Гц, а співвідношення вимкненого та включеного стану світлодіода – близько 7.

Мал. 14. Принципова схема імпульсного індикатора

Розглянемо кілька можливих конструкцій СА.

Схема найпростішого СА представлена ​​на рис. 15 . До складу цього апарату входить двокаскадний вхідний підсилювач та однокаскадний кінцевий підсилювач з плаваючою робочою точкою. Індикатором включення є світлодіод АЛ102А.

Мал. 15. Принципова схема слухового апарату

В апараті використані мікрофон Ml та телефон ТМ2А від промислових слухових апаратів. Регулятор гучності з вимикачем – резистор СП3-3. Живлення апарату здійснюється від батареї «Крона».

Технічні характеристики: акустичне посилення 58 дБ, максимальний вихідний рівень 128 дБ. Початковий струм споживання (без сигналу) трохи більше 4 мА. АЧХ підсилювача пласка в діапазоні 300...7000 Гц. СА розміщується у пластмасовому корпусі розміром 85X59X24 мм.

Слуховий апарат, схема якого зображено на рис. 16 досить економічний: при живленні від двох батарей напругою 1,5 В він споживає (при відсутності сигналу) струм 1,7 мА. При цьому параметри СА не гірші, ніж у попередньої конструкції. Так, акустичне посилення становить 64 дБ, а максимальний вихідний рівень 120 дБ. Цей СА має плоску АЧХ в діапазоні 300...6000 Гц і розміщується в пластмасовому корпусі розміром 85x59x18 мм.

Мал. 16. Принципова схема слухового апарату

Під час розробки наступної конструкції було знято характеристику втрат слуху з телефоном ТМ-2А. Аудіограма поганого порівнювалася з аудіограмою здорової людини. Різниця цих двох аудіограм є характеристика втрат слуху, яка представлена ​​на рис. 17.

Мал. 17. Характеристика втрат слуху

Зняття аудіограми проводилося в такий спосіб. Спочатку встановлювалася частота та мінімальний рівень сигналу з виходу генератора. Потім телефон, на який розрахований апарат, що розробляється, розміщували в слуховий прохід. Рівень сигналу поступово збільшували доти, доки він не став чутним. Виконувалося вимірювання сигналу з виходу генератора. Потім нормально чутний сигнал поступово зменшували. Коли звук у телефоні зник, вимірювали мілівольтметром сигнал із виходу генератора. Середньоарифметичне значення першого та другого вимірів сигналу генератора і буде граничним рівнем. Необхідно провести вимірювання граничних рівнів у діапазоні частот 200...7000 Гц. Для підвищення точності вимірів та виключення випадкових помилок зняття аудіограми можна повторити 3...5 разів.

З характеристики втрат видно, що у ділянці до 1000 Гц спостерігається підйом із нахилом приблизно 12 дБ/окт., а після 1000 Гц - різкий спад: до 2500 Гц з нахилом 26 дБ/окт., потім ще більше. Наклавши на характеристику втрат слуху усереднену АЧХ мікрофона, ми можемо отримати характеристику корекції пристрою. Вона виглядає так, як показано на рис. 18.

Мал. 18. Характеристика устрою корекції

Така характеристика може бути отримана за допомогою загороджувального фільтра, схема та експериментальна частотна характеристика якого представлена ​​на рис. 19.

Мал. 19. Принципова схема та амплітудно-частотна характеристика загороджувального фільтра

Схема слухового апарату з корекцією представлена ​​рис. 20.

Мал. 20. Принципова схема слухового апарату

Цей апарат містить двокаскадний вхідний підсилювач, пристрій корекції, що являє собою загороджувальний фільтр, кінцевий двокаскадний підсилювач, зібраний за двотактною безтрансформаторною схемою, і імпульсний індикатор включення СА. Акустичне посилення апарата 87 дБ, максимальний вихідний рівень 124 дБ. Початковий струм споживання (без сигналу) трохи більше 1,8 мА. Частота спалахів світлодіодного індикатора підібрана приблизно 0,5 Гц, а співвідношення вимкненого та включеного станів світлодіода – близько 7, тому його споживання від джерела живлення мало.

Живиться слуховий апарат від двох батарей напругою 1,5 В. Розміщений він у пластмасовому корпусі розміром 59×85×16 мм. За суб'єктивною оцінкою цей СА забезпечують хорошу розбірливість мови та дозволяє покращити якість прослуховування музики. Особливо великий виграш отримано ділянці 1...3 кГц, тоді як із використанні звичайних слухових апаратів звуки з такими частотами мало прослуховуються.

Література
1. Ефруссі М. М. Слухові апарати та аудіометри.- М.: Енергія, 1975.
2. Мураві і В. Д. Слухові апарати.- На допомогу радіоаматору. Вип. 58, 1977.
3. Алексєєв Г. В. Деякі методи підключення мостових підсилювачів потужності до підсилювача. - Напівпровідникова електроніка в техніці зв'язку. Вип. 21, 1981.
4. Маклюков М. RС-фільтри з плоскими частотними характеристиками. - Радіо, 1968 № 7.
5. Карєєв В., Терехов С. Операційні підсилювачі в активних RС-фільтрах.-Радіо, 1977 № 8.
[email protected]

Слуховий апаратцей пристрій призначений для людей з поганим слухом (уродженим або набутим з віком).
Це просто-простий мікрофонний підсилювач в мініатюрному виконанні, призначений для повсякденного застосування.

Слухові апарати загалом є у продажу та асортимент їх досить великий, але можна виготовити слуховий апарат самостійно- Так буде набагато дешевше.

Зараз у продажу є електретні мікрофони-пігулки (із вбудованим підсилювачем на польовому транзисторі) від мобільних телефонів або сучасних телефонів. У таких мікрофонів і АЧХ рівна, і чутливість висока, а як навушники можна застосувати навушники від плеєра або телефону.

Схема саморобного слухового апарату

За основу схеми я вибрав підсилювач для підслуховування (шпигунська техніка). Небагато спростивши її, отримав цілком робочу схему слухового апарату (мал.1), який умістився в стандартний корпус розмірами 128x66x28 мм.

Резистор R1 встановлює чутливість мікрофона ВМ1 слухового апарату. Конденсатори СЗ і С4 формують АЧХ у сфері високих частот (запобігають самозбудження на ультразвуку і допускають перевантаження підсилювача на вищих звукових частотах). Конденсатор С5 формує АЧХ на низьких частотах (знімає "бубніння" мікрофона). Резистором R8 виставляється робоча точка вихідного каскаду: напруга на емітерах VT4 і VT5 має становити половину живильного.
На транзисторі VT6 зібрано індикатор стану акумулятора GB1. Резистором R12 виставляється напруга запалювання світлодіода VD2 на рівні 4, що відповідає мінімально допустимому напрузі батареї. Як VD2 використовується зелений світлодіод діаметром 2 мм підвищеної світловіддачі серії "Пірання". Акумуляторна батарея складається із чотирьох елементів ємністю 500... 1000 мА-год. Світлодіод VD3 індикує зарядку (гасне після її завершення). Як VD3 застосовується АЛ307 червоного кольору. Стабілітрони VD4 та VD5 підбираються для обмеження напруги (при підключеному блоці зарядки) на рівні 7,3. ..7.4 В. Як вихідний роз'єм Х1 використовується просте пластмасове стереогнездо для встановлення на плату Правий і лівий канали в ньому запаралелені на друкованій платі, так як це покращує віддачу навушників. Оскільки такі гнізда служать недовго, я рекомендую їх ставити одразу два паралельно. Це дозволить не витрачати час на ремонт (заміну) одного гнізда – треба лише вставити навушник в інше гніздо.
Форма, розташування деталей на платі та креслення друкованої плати показано на рис.2-4. Мікрофон ВМ1 встановлений у м'якій гумовій обоймі з фіксацією усередині корпусу силіконовим клеєм-герметиком.

Блок заряджання акумуляторів виготовляється з універсального блока живлення ("китайського") для електронної апаратури (рис.5). У ньому для роботи використовується третє (знизу) відведення вторинної обмотки трансформатора. Напруга холостого ходу на виході - близько 9,7, струм зарядки при зазначеному номіналі R1 - приблизно 50 мА. Одного заряджання акумуляторної батареї вистачає на 3...5 днів роботи слухового апарату. Апарат допускає одночасну роботу та зарядку.

Звуковий тиск, створюваний цим слуховим апаратом (відповідних вимірювальних приладів у мене не було), настільки великий, що у нормально чує створює больові відчуття і тимчасову (кілька хвилин) глухоту. Мій батько, маючи глибоку втрату слуху, із цим слуховим апаратом отримав практично повну компенсацію слуху з гарною розбірливістю.
При повторенні конструкції особливу увагу слід приділити навушникам. Деякі з них не здатні створювати досить великий звуковий тиск або через великий омічний опір, або внаслідок низького ККД (читай якості). Хороший ефект можуть дати накладні навушники з оголов'ям та м'якими амбушюрами для Hi-Fi. Однак застосування таких навушників можливе лише при гарному приляганні амбушюрів.
На передній стінці корпусу слухового апарату корисно встановити клямку для кріплення за клапан нагрудної кишені. Досвідченим радіоаматорам є сенс попрацювати над зменшенням розмірів слухового апарату за рахунок переходу на мікросхеми та мініатюрні акумулятори.

В.ЗАХАРЕНКА. UA4HRV, м.Самара.

Один мій знайомий поділився зі мною своєю проблемою - він став погано чути і почав помічати, що при перегляді телевізора нерозбірливо чути мову, доводиться збільшувати гучність, що створює незручність для оточуючих. Раніше його служба проходила на аеродромі, займалася технічним обслуговуванням реактивних літаків, у молодості не приділяла уваги захисту органів слуху. У результаті втрата слуху на 40%, особливо втрачається у разі сприйняття високих звукових частот мовного спектру від 1000 Гц і від. Промислові слухові апарати коштують дуже дорого, і я вирішив допомогти йому - зібрав слуховий апарат своїми руками з простих і доступних деталей. Схема зібраного пристрою наведена нижче.

Слуховий апарат є нескладним звукопідсилюючим пристроєм, що складається з мікрофона, вхідного підсилювача, кінцевого підсилювача і телефону. Вхідний підсилювач зібраний на двох транзисторах Т1 і Т2 за схемою з безпосередніми зв'язками між каскадами і охоплений загальним негативним зворотним зв'язком по постійному струму, з метою стабілізації коефіцієнта посилення та поліпшення амплітудно-частотної характеристики. Встановлення режимів транзисторів Т1 та Т2 здійснюється за допомогою резисторів R3 та R6. Важливим є застосування у першому каскаді підсилювача малощумного транзистора П28. Крім того, режим роботи цього транзистора (Iк = 0,4 мА, Uке = 1,2) також забезпечує мінімальні шуми. Підсилювач забезпечує рівномірне посилення сигналу смузі частот розмовного спектра 300...7000 Гц. З колектора транзистора Т2 сигнал надходить на потенціометр R7, що виконує роль регулятора посилення. Замість транзистори П28 можна застосувати: МП39Б, ГТ310Б, ГТ322А, кремнієві КТ104Б, КТ203Б, КТ326Б, але особливо хороші результати дають транзистори малошумливі серій КТ342, КТ3102 і KТ3107. Кінцевий каскад зібраний на транзисторі Т3 за схемою підсилювача з робочою точкою, що плаває, що дозволяє різко зменшити струм, споживаний каскадом в режимі мовчання.

Ця схема підсилювача слухового апарату відрізняється ефективним зміщенням робочої точки каскаду і відповідно невеликими нелінійними спотвореннями. При подачі сигналу на вхід з резистора R7 через конденсатор С6 сигнал надходить на базу транзистора Т3.Посилений транзистором сигнал з колектора Т3 через конденсатор С8 надходить на подвійний випрямляч на діодах Д1 і Д2. Випрямлену напругу накопичується на конденсаторі С7 і прикладається до бази транзистора Т3, зміщуючи його робочу точку у бік відкривання.

Резистором R8 встановлюється початковий струм каскаду. Слуховий апарат живиться напругою 9 вольт від елемента "Крона". Світлодіод Д3 служить для індикації живлення. Як мікрофон можна використовувати будь-який мініатюрний динамічний або конденсаторний мікрофон. У разі застосування конденсаторного мікрофона необхідно подати на нього живлення через резистор 3 – 5 кОм. Як телефон можна використовувати ТМ-3, ТМ-4. Для слухового апарату було підібрано відповідний пластмасовий корпус, в якому розміщується друкована плата та джерело живлення. При налагодженні необхідно спочатку встановити струми всіх транзисторів. резисторами R4 і R6 струми Т1 і Т2, потім резистором R8 при відключеному мікрофоні встановити струм спокою Транзистора Т3 рівним 2-2,5 мА. На базу транзистора Т3 з генератора подають сигнал частотою 1000 Гц та амплітудою, що відповідає максимальній амплітуді сигналу на колекторі транзистора Т3. Резистором R9 домогтися неспотвореного посилення сигналу. У цьому струм колектора транзистора повинен мати величину 15-17 мА. Підібрати ємність конденсатора C3 за найкращим звучанням, відсутністю різких звуків. Автор: Шимко Сергій.