频率可调式助听器设计

1、模拟电子技术大作业2014-2015学年第二学期 题 目： 频域可调式助听器 班 级： 13电子 组 长： 刘兵（213060XXXX ） 组 员：陈路（213060XXX）；方令雪（213060 XXX）； 郭亚杰（213060 XXX）； 戴娜 （213060 XXX）； 陈结兵（213060 XXX）； 高继强（213060 XXX）； 郭顺朝（213090 XXX）； 刘冠军（213060 XXX）； 江航 （213050 XXX）； 小组分工及成绩评定答辩成绩： 教师评分： 姓名分工自评分总评分刘兵PCB设计陈路电路仿真方令雪原理图的绘制郭亚杰电路板的焊接郭顺朝电路板的焊接戴娜Wor

2、d文档制作江航Word文档制作陈结兵PPT制作高继强PPT制作刘冠军查阅资料摘要 系统主要分为3各部分设计实现，话筒放大部分，滤波部分，功率放大部分。话筒放大部分应为小信号前置放大器电路，设计要求为高输入阻抗，高共模抑制比，低漂移，使用uA741即可实现。滤波部分设计成二阶有源带通滤波器，应用电位器以实现频率可调，滤波部分同样考虑使用uA741。功率放大部分主要功能是实现功率放大，实现助听的作用，考虑成本问题，使用LM386。整个电路要求用12V电池供电，加工成PCB电路，同时选用合适机壳，以实现实用性的要求。声音信号清晰，能够实现助听器的作用和频率可调的要求。 关键词 助听器 频率可调 带通

3、滤波器 功率放大器第1章 引言1.1课题研究目的和意义 能够帮助听力残疾者改善或者提高听觉能力，并且帮助使用 者与他人正常会话交流的工具、设备、装置和仪器等统称助听器。即使有听力损失者，听力损失不是大且又及早的借助“助听器”帮助帮助提高听觉能力，其语言分辨能力也相对较好。目前市场上销售的助听器，价格多在几百元到几千元之间，售价相对较高，对于许多条件相对一般的家庭来说，售价相对偏高，而且，市面上销售的助听器，多是仅仅可以实现声音信号放大，很少有针对不同人对不同频率敏感程度的差异的助听器。因此，设计一款可以针对人对不同频率敏感程度差异的助听器可以有效的改善他们与正常世界的沟通能力，相信也一定会有较

4、为广阔的市场。 本文介绍了一种成本低，制作简单的频率可调式助听器，经过完善后相信具有较高的推广价值。 1.2 发展趋势在可以预见的未来，助听器发展主要有三个方向：小型化， 定制化，智能化。 1.2.1 小型化同我们日常接触到的许多仪器一样，助听器体积也是由大到小慢慢发展的，最初的助听器，和桌面差不多大小；而现在，助听器已经小到了只有几克重。现在甚至有技术提出把助听器直接植入到人体，它的体积只有几粒米的大小。我相信，随着科技的日益进步，助听器的外型和尺寸还有近一步缩小的空间。 1.2.2 定制化随着社会的发展和进步，对于耳障人群来说，他们已不再满足于仅仅是听到了，他们更希望能够听清。同时我们也注

5、意到，听障者的状况相同的很少，因此，我们有必要针对不同人群，推出有针对性的助听器，相信，这会发展成为一种趋势。 1.2.3 智能化 要想提高助听器的用户体验，就需要对助听器作进一步的改进，比如使助听器具备记忆能力、重新编码能力等。这些都离不开各种新近发展的技术的支持，如利用DSP等技术来实现。但是这些新的发展趋势还没有受到助听器生产厂家的足够重视，作为产品推出应用范围也较窄，还有较大的发展空间。 1.3 要研究内容及工作 要求针对不同耳障人群，利用所学的电子技术知识，设计一款音频范围内频率可调的助听器。完成电路设计，焊接和调试，绘出测试技术指标，绘制并加工PCB电路板，选择合适机壳，组装成样机

6、第2章 系统设计方案选择 为了保证设计的频率可调助听器经济实用，满足耳障人群对 不同频率敏感的差异需求，必须对系统设计方案进行充分分析和论证。 2.1数字助听器 数字助听器的优点是具有宽动态压缩，噪声消除以及反馈消除等功能，但是价格昂贵，不能满足普通人群的需求。数字助听器的设计框图如图2.1所示。 图2.1 数字助听器设计框图2.2模拟助听器 模拟助听器是采用模拟电路设计的，其优点是设计简单，成本低廉，可实现频率可调功能，能够满足一般人群的基本需求，故选用此方案。模拟助听器的设计框图如图2.2所示。 图2.2 模拟助听器设计框图第3章 系统设计流程3.1 设计方案理论计算（1）话筒放大 通常情

7、况下，话筒输出的信号为5mV左右，根据设计要求，当整个放大电路的输入信号为5mV，输出功率为1W时，输出电压为3V，则系统的总电压放大倍数Au=600。（此处为估算，但误差不会太大）考虑到电路损耗的情况，取Au>600。因此，系统各级电压放大倍数较为恰当的分配为：话筒放大电路510，滤波电路23，功率放大电路3040 A741作为一种高增益运算放大器，价格低廉，广泛应用于军事，工业和商业等领域。同时作为一种集成电路，它具有输出短路保护和闭锁自由运作的作用。 我们可以假设分压电阻取10K，反馈电阻取68K,是为例，进行相应的理论计算，根据电路理论，其放大倍数为 Au=1+R8/R9 则理论

8、计算得出的放大倍数Au=7.8（2）语音滤波我们知道f=1/(2RC) 由这个公式，对于高通滤波器，当我们取R=10k，C=0.1F时，fH200Hz。对于低通滤波器，R=15k,C=0.01F时，fL1100Hz。这时，我们设计产生了一个频率范围大约在200Hz1100Hz的带通滤波器。当我们将滤波器的电阻改为可调电位器时，对于高通滤波器，再取R=750,C=0.1F,则此时fH2200Hz。对与低通滤波器，取R=5K,C=0.01F，则此时，fL3200Hz。这时，我们设计产生了一个频率范围大约在200Hz3200Hz的带通滤波器。 综上，我们将高通滤波器部分电阻用一个750与一个10k相

9、串联，低通滤波器部分电阻用一个5k与一个10k相串联，即可得到设计要求的电路。（3）功率放大 功率放大电路的作用是将前级滤波器电路输出的微弱电信号进行放大，再利用扬声器实现电信号到声音信号的转换。对于功率放大电路，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。功率放大电路的形式很多，本设计采用电路设计简单、工作稳定的集成功率放大器LM386， 美国国家半导体公司推出的这种芯片是一种价格低廉的音频集成功率放大器，具有一系列有点，例如低功耗、可调内链增益、可适应电源电压从4V到12V等特点，是一种性价比较高的集成芯片，目前在音频功率放大电路具有广泛的应用。使用时如果1、8脚之间空置，则此时电压增益为固定值20；如果接入一个电位器和电容（10uF），那么增益范围可变，最大可达到200 3.2 模拟仿真测试 3.3 原理图的绘制3.4 PCB的绘制3.5 PCB板的制作4、总结：助听器是一个小型扩音器，把原本听不到的声音加以扩大，再利用听障者的残余听力，使声音能送到大脑听觉中枢，而感觉到声音。主要由传声器、放大器