耳聋助听器设计报告

第第页耳聋助听器设计报告设计报告

一、设计要求

二、设计的作用、目的

1、设计作用：

2、设计目的：

三、设计的详细实现

1、系统概述

〔1〕现状及进展趋势：

什么是耳聋助听器

一切有助于听力残疾者改善听觉障碍，进而提高与他人会话交际技能的工具、设备、装置和仪器等。耳聋助听器有电力的和非电力的两类，后者目前已被废弃。前者又有电子管式和晶体管式两种。晶体管式耳聋助听器最为灵活轻巧，于1950年问世后已取代电子管式而被普遍采纳。集成电路的的问世又快速地取代了“晶体管耳聋助听器”，集成电路IC于1964年问世，其体种小，低耗电，稳定性更高。近年来随科学技术的飞速进展，耳聋助听器也逐步向智能化、体内化进展：1982年“驻极体麦克风”的问世实现耳聋助听器微型化，灵敏度及清楚度更是达到了新的水平；而1990年随着“电脑编程耳聋助听器”的问世，耳聋助听器增益初步智能化调整，又让耳聋助听器达到了另一新水平。1997年，“数字耳聋助听器”的增益智能化调整，运用极为方便，性能达到了更高的水平。

今日——我们所用的大部分耳聋助听器都是“数字电脑编程”的，依据我们每个人听力损失的程度不同来调整，对我们的助听效果又提高了一个层次，让我们听得更多！

耳聋助听器进展的趋势

在可以预见的将来，耳聋助听器进展有三个主题：

1、小型化：从19世纪末的桌面大小到20世纪末的重量不足一克，耳聋助听器外型尺寸越来越小。尽管目前还未找到进一步大幅度减小耳聋助

听器外型尺寸的有效方法，但作为趋势，耳聋助听器确定会越做越小，越做越美观。微型耳聋助听器不仅是制造商的盼望，更是广阔耳聋助听器运用者的要求；

2、性格化：随着相关听力知识的普及，人们会越来越重视自己的听力，同时也会发觉听力损失完全相同的听力障碍者极少，每个听障者的听力状况都有其非常的一面。因此，为每个听障者个别定制耳聋助听器以保证运用效果必定会成为进展趋势。

3、智能化：要想进一步提高助听质量〔比如清楚度〕就需要使耳聋助听器具备记忆技能、重新编码技能等“智能”，比如抗噪声、声源定向定位、音质定位等各类类耳蜗性能。这一切，需要计算机技术与数字化技术的支持。智能化耳聋助听器已经开始受到广泛重视，但作为商品还远远没有成熟，远远不能满意广阔非常用户的需求

〔3〕原理特性：

耳聋助听器的工作原理

全部耳聋助听器不外由传声器〔话筒〕、放大器和受话器〔耳机〕三个主要部分组成。传声器为声电换能器，将外界声信号转变为电信号，输入放大器后使声压放大到1万乃至几万倍,再经受话器输出这个放大后的声信号。耳聋助听器还应包括电池能源以推动机器工作。由于不同性质、不同程度的听觉损伤机能差异也不同，因此装置音量调整、音调调整、最大声输出调整、电话拾音等设备,以及O-M-T〔关断－话筒－电话〕三档开关都是不可缺少的。耳聋患者绝大多数是感音神经聋，其中相当多的人具有重振阳性现象。他们对小声听取感到困难，但稍响的声音又难以忍受，响度感觉的动态范围明显缩小。由于电子学上采纳AGC或PC线路实现压缩和限幅功能，以使这类聋人较满足地应用耳聋助听器克服听觉障碍。耳聋助听器的性能及指标

一个合格的耳聋助听器至少应考虑下述六项性能指标：

1、频率范围。低档耳聋助听器的频率范围至少在300～3000Hz，一般耳聋助听器高频应达到4000Hz，高级耳聋助听器的频率范围可在80～8000Hz之间。

2、最大声输出或饱和声压级(SSPL)。事实上代表了耳聋助听器的最大功率输出。运用耳聋助听器时的最大声输出应低于患耳的不舒适阈，尤其对重振阳性的患耳，需要掌握最大声输出以爱护患耳。

3、最大声增益。主要表示耳聋助听器的放大技能，各国生产的耳聋助听器增益多在30～80dB之间。一般说，耳聋程度轻的要选择增益小的，程度重的应分别选用增益中等的或大的耳聋助听器。在详细运用中耳聋助听器上都备有使声增益在肯定范围内变动的音量调整开关。选配适合的耳聋助听器可依一些公式预先计算，最简易的方法是根据纯音听力图，对500、1000、2000Hz三个音频的增益补偿调整，以其阈值的一半或稍多为宜，多能获得满足效果。

4、频率响应和音调调整。为满意聋人听力要求，耳聋助听器应提供各种不同的频率响应，频率不同反应在听觉上就是音调不同。为了使耳聋助听器的频响比较符合聋人的听力损失特点，音调调整钮上设置一些不同音调，通常L代表低音，N为正常，H为高音。

5、信号噪声比(S/N)。耳聋助听器耳机放大后的输出往往是语言信号和恼人的噪声同时存在，信号噪声比值越大，语言信息输出的质量也越好。优质耳聋助听器的信噪比可达40dB左右，至少应保证30dB以上。

6、谐波失真。为了能高地传输放大后的声信号，耳聋助听器的失真度应越小越好,按规定失真应小于10％,而小于5％的基本上可以保持语言的逼真性。

2、电路设计、仿真与分析

〔1〕主要参数及计算：

〔2〕元器件选择:

VT1、VT2选用9014或3DG8型硅NPN小功率、低噪声三极管，要求电流放大系数β≥100；VT3宜选用3A*31型等锗PNP小功率三极管，要求穿透电流Iceo尽可能小些，β≥30即可。

B选用CM-18W型〔φ10mm6.5mm〕高灵敏度驻极体话筒，它的灵敏度划分成五个挡，分别用色点表示：红色为-66dB，小黄为-62dB，大黄为-58dB，兰色为-54dB，白色＞-52dB。本制作中应选用白色点产品，以获得较高的灵敏度。B也可用蓝色点、高灵敏度的CRZ2-113F型驻极体话筒来径直代替。

*S选用CK*2-3.5型〔φ3.5mm口径〕耳塞式耳机常用的两芯插孔，买来后要稍作改制方能运用。改制方法参见图2所示，用镊子夹住插孔的内簧片向下略加弯折，将内、外两簧片由原来的常闭状态改成常开状态就可以了。改制好的插孔，要求插入耳机插头后，内、外两簧片能够牢靠接通，拔出插头后又能够牢靠分开，以便兼作电源开关运用。耳机采纳带有CS*2-3.5型〔φ3.5mm〕两芯插头的8Ω低阻耳塞机。

R1～R5均用RT*-1/8W型碳膜电阻器。C1～C3均用CD11-10V型电解电容器，C4用CT1型瓷介电容器。G用两节5号干电池串联而成，电压3V。

〔3〕仿真电路图

〔4〕PCB电路板模拟图

〔5〕工作原理：

一、工作原理

耳聋助听器的电路如下图，它实质上是一个由晶体三极管VT1～VT3构成的多级音频放大器。VT1与外围阻容元件组成了典型的阻容耦合放大电路，担负前置音频电压放大；VT2、VT3组成了两级径直耦合式功率放大电路，其中：VT3接成发射极输出形式，它的输出阻抗较低，以便与8Ω低阻耳塞式耳机相匹配。

驻极体话筒B接收到声波信号后，输出相应的微弱电信号。该信号经电容器C1耦合到VT1的基极进行放大，放大后的信号由其集电极输出，再经C2耦合到VT2进行第二级放大，最末信号由VT3发射极输出，并通过插孔*S送至耳塞机放音。

电路中，C4为旁路电容器，其主要作用是旁路掉输出信号中形成噪音的各种谐波成份，以改善耳塞机的音质。C3为滤波电容器，主要用来减小电池G的沟通内阻〔事实上为整机音频电流提供良好通路〕，可有效防止电池快报废时电路产生的自激振荡，并使耳塞机发出的声音更加清楚洪亮。

四、心得体会及建议心得体会：

1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思索和解决问题的技能。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。这个方案总共运用了74LS248，CD4510各两个，74LS04，74LS08，74LS20，74LS74，NE555定时器各一个。

2、在设计过程中，常常会遇到这样那样的状况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去许多。

3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知

识太多，平常课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了许多元件的功能，并且对于其在电路中的运用有了更多的认识。

平常看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住许多东西。比如一些芯片的功能，平常看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是特别大的。

4、在制作PCB时，发觉细心耐烦，恒心肯定要有才能做好事情，首先是线的布局上既要美观又要有用和走线简约，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否那么只是一纸空话。

5、在画好原理图后的做PCB版时，由于项目组成员对单面板的不熟识，导致布线后元件涌现在另一边，增加了布线难度，也产生许多不曾留意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺当。

6、经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热忱高涨。从开始时满富盛激情到最末汗水背后的繁复心情，点点滴滴无不令我回味无长。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正体味到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计的确有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互援助，协作默契，多少人间快乐在这里洒下，高校里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，的确很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应当做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。或许有人不喜爱这类的工作，或许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么须要失落呢？于是我们决断沿着自己的路，执着的走下去。

同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，需要发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，需要让每个人都知道，否那么一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习胜利的一项特别重要的保证。而这次实习也正好熬炼我们这一点，这也是特别珍贵的。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财宝，经受是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个特别美妙的回忆！

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手技能和独立思索的技能。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这究竟第一次做的，难免会遇到过各式各样的问题，同时在设计的过程中发觉了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌控得不够坚固。

这次课程设计究竟顺当完成了，在设计中遇到了许多专业知识问题，最末在老师的辛勤指导下，究竟游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到许多有用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我援助的全部同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

7、此次课程设计，学到了许多课内学不到的东西，比如独立思索解决问题，涌现差错的见机行事，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应当更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

8、在此，感谢于老师的细心指导，也同样感谢其他各组同学的无私援助！PROTEL99SE软件工具应用技巧

Protel99SE提供了一系列的电路设计工具、优秀的文件管理系统，运用户真正享受到方便快捷而又形象的设计自动化，使设计人员从烦琐的电路设计中解脱出来，只需拥有一台电脑，即可完成从电路原理图的设计到最终的印制电路板设计的全部过程。它包含有各功能模块和标准的元件库。

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Protel99SE具有超卓的用户管理技术，强大的自动化设计功能，敏捷的编辑功能，简约方便的操作环境和完善的元件库管理技能。Protel99SE主要由两大部分组成，每一部分有三个功能模块

1.电路设计部分

a.原理图设计模块，包括用于设计原理图的原理图编辑器，用于管理元器件的零件编辑器和各种相关报表生成器。

b.印制电路板设计模块，包括用于设计电路板的电路板编辑器，用于零件封装管理的零件封装编辑器，电路板组件管理器和各种相关报表生成器。c.无网格布线模块。

2.电路仿真与PLD设计部分

a.可编程规律器件设计模块，包括具有语法意识的文本编辑器，用于编译和仿真结果的PLD和用于观测仿真结果的Wave.

b.电路仿真模块，包括一个功能强大的数字/模拟混合信号电路仿真器及用于仿真结果显示、测量的波形显示器。

c.高级信号完整性分析模块，主要包括一个高级信号完整性分析仿真器，能分析PCB设计和检查设计参数等。

PCB模拟电路板课程设计是培育同学综合运用所学知识,发觉,提出,分析和解

决实际问题,熬炼实践技能的重要环节,是对同学实际工作技能的详细训练和考察过程.回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在短短的两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到许多许多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了许多在书本上所没有学到过的知识。通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识