众文网1.哪有助听器的设计论文啊?谢谢了
基于DSP的全数字助听器设计和实现摘要介绍研制以DSP TMS320C5416为核心的全数字助听器，实现当前流行的一系列助听器的算法，包括宽动态压缩、移频压缩、噪声消除、方向性麦克等，该项目为国内基于DSP全数字助听器的软硬件开发提供参考。
关键词DSP；全数字助听器；宽动态压缩；自适应消噪20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术（DSP）应运而生并得到迅速的发展。在医疗卫生领域，DSP技术大大促进医疗器械的进步。
听力辅助设备的研发中，由于听力障碍的患者病因各异，其听力损失情况存在着较大差异，每个患者的听力损失曲线几乎都是不一样的，加上患者在年龄、语言识别、以及对设备适应程度方面存在着差异，使得每位患者对于助听器的补偿有着不同的要求。传统助听器线路功能的局限性，无法满足大部分患者的要求。
目前国外助听器技术已经由传统的模拟放大电路逐步被功能强、运算快、功耗低、体积小的DSP所取代。从而使现代助听器技术产生1个质的飞跃。
笔者在学习先进技术的基础上，研制基于TI公司DSP TMS320C5416的助听器，对助听器的软硬件开发进行了深入的探索。1系统概述整个系统以DSP为核心，结合TI公司高性能立体音频Codec芯片TLV320AIC23B构建硬件环境，并在此基础上实现双麦克方向性选择，宽动态压缩，噪声消除以及反馈消除等助听器关键算法。
本系统功耗低，易便携，使用中参数可任意调节，满足临床听障患者对听力进行补偿的要求，也为进一步研究助听器高级算法搭建了较好的实验平台。2硬件设计2.1系统结构系统结构如图1所示，主要包括DSP模块，音频模块，存储模块与电源模块。
助听器采用双麦克输入，4.5V电池供电，硬件功耗小于100mW，体积小，PCB板仅名片大小，确保可随身佩戴使用。图1系统硬件结构2.2 DSP电路TMS320C5416为16位高速定点DSP，处理速度高达160MIPS，该芯片采用程序与数据存储区分开的哈佛结构，进一步提高运行速度，芯片广泛采用流水线技术，减少指令执行周期，专用的硬件乘法器与特殊的DSP指令更提高了信号处理的效率。
助听器中，高性能DSP的使用能快速实现FFT、卷积、相关等算法，保证了音频数据能够得到实时处理。TMS320C5416片内存储资源丰富，含RAM128k*16bit,ROM64k*16bit，足够助听器程序运行时所需的空间，这款DSP不但高效而且功耗低封装小，适合在便携设备中使用。
2.3音频采集 \ 2.3音频采集音频采集主要组成是TI公司近年新推出的低功耗∑-Δ型16位A/D、D/A音频接口（AIC）芯片TLV320AIC23B。模拟接口芯片（AIC）又称调制解调编解码器（modem Codec）以其高度可编程性，高性能，低功耗，较少的外围器件等特点，成为当前语音处理芯片的主流产品。
该芯片工作方式和采样速率均可由编程设置，助听器采样率设为16kHz，确保大部分听力范围内语音信号不丢失。ADC和DAC的输出信噪比分别达到90dB和100dB。
AIC23B与C5416的接口有2个，一是数据接口用于输入输出数据，另1个为控制接口，用于寄存器初始化设置。AIC23B的数据接口采用专为与TI的DSP设计的连接模式，其与DSP的McBSP(Multi-channel buffered se-rial port，多通道缓存串口)无缝连接，连接如图2所示。
其中，BCLK-数字音频接口时钟信号，当AIC为从模式时（通常情况），该时钟由DSP产生，AIC为主模式时，该时钟由AIC产生；LRCIN-数字音频接口DAC方向的帧信号；LRCOUT-数字音频接口 图3 AIC23B配置接口I2C时序ADC方向的帧信号；DIN-数字音频接口DAC方向的数据输入；DOUT-数字音频接口ADC方向的数据输出。DSP接收音频数据过程采用中断的方式，AIC23B每采集1次就发送数据，McBSP每接受到1个AIC23B发来的数据包，产生中断，CPU读缓冲区内的数据。
AIC23B的配置接口采用2线制的I2C模式，而C5416没有I2C接口，我们利用DSP的GPIO(General Purpose Input/Output)来实现I2C时序。可以利用其中的2个管脚来作为I2C中的SCLK和SDI。
时序如图3所示。2.4存储与电源电路存储模块电路选用的芯片是SST39VF400，它是一款低功耗FLASH，工作在2.7~3.6V电压下，存储容量位256KM，其中的数据可以保持100年以上，可重复编程次数高达10万次。
（下标1为正常人的听力指标，下标2为听障患者的听力指标）图4听力正常者与听力损伤者的听力指标对比1个稳定可靠的电源是1个系统的最有力支柱，因此，我们选用了TI公司的TPS767D318电源方案，该方案芯片外围元件少且调试简单，能够为DSP提供稳定的3.3V端口电压与1.6V核心电压。3关键算法数字信号处理是数字助听器的核心，它为调整输入/输出特性和系统的频率响应特性提供了很强的灵活性。
以下为笔者调试成功的几个关键算法。3.1宽动态压缩听障患者与正常人相比，其损伤的频率范围内对声音的适应能力大大降低，如图4所示，宽动态压缩必须对整个频域进行补偿，使得助听器输出的动态范围与患者残余听力相吻合。
算法的关键是根据出入信号的频谱求出频域上各点期望增益组成的增益曲线，由曲线的值来改变。
2.计算机类产品创意设计中隐形助听器的设计
设计三大要点：
1）体积小。 所谓隐形， 其实是说完全深藏于耳道之内而不为他人所见到。 根据统计结果， 一般人 类耳道的容积只有2毫升， 换言之， 在两个毫升的空间里， 隐形助听器要包括（a）麦克风；（b）放大器或者叫做电子芯片；（c）电池； （d）喇叭； （e）机壳等五项基本元素。
2）耗能低。 这是助听器电子电路设计最难以克服的难题。 因为作为需要电源供应而且长时间（每天至少连续工作12-18小时）耗能的医疗器械设备，它对电路耗能的基本要求是每小时6毫安，但是， 要推动麦克风、喇叭、和为带智能功能的声信号采样及声放大电子芯片提供电源， 这个要求是非常严苛的。
3）智能声信号处理。如果说是隐形助听器设计而又归类为“计算机类”产品， 那么必不可少的是线路设计要求不单是简单的声信号放大， 而是要求对声信号进行运算判断然后该屏蔽的噪声屏蔽， 该放大的语言信号放大， 这里面就有一系列的计算公式， 让电路能分辨和取舍。
其他的附加要求， 就包括发出白噪声对耳鸣患者的困扰进行干预；发出特定的音乐使使用者镇定； 对使用者行为模式或者使用模式进行日志记录以便提供调整数据依据； 与无线通讯工具例如超短波或者蓝牙等连接， 等等。
3.浅谈助听器与人工耳蜗的特点
助听器与人工耳蜗既有相同之处，也有不同之处，相同之处在于，两者都可以称作助听设备，都是通过特殊的电子线路，将外界的声音信号转化为电信号，再转化为人体可接受的声音信号。
不同之处在于， 助听器 是一种放大器，可以将外界信号充分放大后，传入听力障碍者的耳道内，通过中耳，再传入内耳听觉感受器，从而使听力障碍者能够听到这种“放大”了的声音。助听器适合于轻度至重度听力损失的患者。但由于助听器的种类、品质的不同，对声音信号的放大效果也不同，即对声音信号的“保真性”不同。听力障碍者听起来的感受会有差别。
人工耳蜗适合于极重度的听力障碍者，即应用助听器不能起到任何帮助的人。人工耳蜗分为外部装置和植入体内的装置两部分。外部装置分为言语处理器，方向性麦克风和传送装置，植入装置包括电极系列和接受刺激装置。植入体内的装置可以绕过受损的耳蜗，直接刺激听神经，使患者重获听力。
无论是配戴助听器还是植入人工耳蜗，都要经过一定时间的适应期。尤其是人工耳蜗，与健全人体耳蜗结构的精细度相差很大，所以感受到的声音与自然的声音会有一些差异。要经过很长时间，语后聋者要经过几个月的康复训练，而语前聋者（小儿）则要经过2-3年的语言康复，才能达到较为理想的效果。
4.简易助听器的设计
助听器是帮助耳聋患者或上了年纪老人的一种增音产品，市场上种类很多，为了缩小体积大都采用集成电路。下图是用分立元件做成的助听器.
工作原理：驻极体话筒（MIC）将周围环境的声音振动变为电信号经C1耦合到Q1进行放大，然后又经Q2 Q3两级放大，由集电极（注：Q2与Q3接成复合管，其等效为一PNP管）输出，直接驱动随身听耳机发声.
元件作用：R1是MIC的偏置电阻（或叫供电电阻，驻极体话筒内葳一级场效应放大晶体管，必需给其提供偏置，它与动圈式话筒有所区别，使用时还请注意）R2,R3是晶体管的偏置电阻，R4是负反馈电阻，使输出功率稳定，C2,C3都是交流旁路电容，LED可作为声音电平指示.
动手实践 ： 按上图标称从元件库中找到相应元器件并插好，通上电源，用耳机先试听有无噪声，由于采用了高灵敏度的"驻极体"话筒，可听到10米范围内的声音.
本篇文章来源于 诺宇科技 转载请以链接形式注明出处 网址：
5.助听器的工作原理和主要性能指标以及如何帮助耳聋人听到声音
工作原理 助听器名目繁多，但所有电子助听器的工作原理是一样的。
任何助听器都包括6个基本结构。1. 话筒（传声器或麦克风） 接收声音并把它转化为电波形式，即把声能转化为电能。
2. 放大器 放大电信号（晶体管放大线路）3. 耳机 把电信号转化为声信号（即把电能转化为声能）。4. 耳模（耳塞） 置入外耳道。
5. 音量控制开关6. 电源 供放大器用的干电池。助听器除有上述6部件外，大多数型号的助听器还有3个附件，或称3个附加电路（音调控制、感应线圈、输出限制控制）。
现代电子助听器是一放大器，它的功能是增加声能强度并尽可能不失真地传入耳内。因声音的声能不能直接放大，故有必要将其转换为电信号，放大后再转换为声能。
输入换能器由传声器（麦克风或话筒）、磁感线圈等部分组成。其作用是将输入声能转为电能传至放大器。
放大器将输入电信号放大后，再传至输出换能器。输出换能器由耳机或骨导振动器构成，其作用是把放大的信号由电能再转为声能或动能输出。
电源是供给助听器工作能量不可缺少的部分，另外还设有削峰（PC）或自动增益控制（AGC）装置，以适合各种不同程度耳聋病人的需要。（二）主要技术指标 要了解助听器的声学效果，首先要对助听器的听感特性的技术指标进行分析。
主要的技术指标包括增益、频率响应、最大声输出、失真、等级输入噪声和动态范围等，这些技术指标均可通过助听器分析仪测出。1. 声增益 助听器的放大率用增益来表示，即助听器耳机输出声压级与传声器输入声压级的差值。
例如：输入60dB输出130dB，增益=130-60=70dB。增益会随音量的控制而改变。
2. 频率响应（ferquencyrange） 助听器输出增益的变化随输入信号频率变化的关系曲线称为频响曲线。这上频响曲线不是根据最大增益得出的。
若把（如图耳聋与助听器选配95页）纵坐标改为输出声压级，得出来的曲线就是频响曲线（如图96页）。人耳的听觉范围是20-20000Hz，语言频率范围为500-2000Hz，实验证明低频主要提供语言的能量，而高频的听力补偿对语言的清晰度具有重要意义，所以助听器从250-4000Hz的频响曲线的增益值，对助听器的选配十分重要。
3. 最大声输出（output sateretion sound pressure level） 当外界信号由60dB逐渐增大到90dB输入时，输出信号，但当输入信号≥90dB时，输出信号不再相应增大此时的输出为最大声输出。声输出=输入+增益。
4. 动态范围（dynamic range） 动态范围是助听器的最大输出与增益之间的差值（如图97页）。动态范围可承受音量控制的调整而改变。
5. 失真（total hamonic distortion） 当外界声音经过助听器放大后，除波幅的放大外，其它任何在摨、上的变化比为失真。如谐波失真最为常见（如5-17）。
盒式助听器应≤5%。6. 等级输入噪声（equivalent input noise level） 当输入信号为0时，本机固有的噪声输出称为等效噪声，要求在30dB以下，此值越小越好。
7. 感应线圈灵敏度（induction pick-up coil sensitivity） 当输入10Ma/mfeild场强时，助听器的输出声压级越大，灵敏度越高。8. 声反馈 在一放大回路中，放大的声音被话筒拾音并再次放大而产生的尖叫声就叫声反馈。
声反馈是一种普通音频放大系统中常有的现象。假如某一频率的声反馈量达到一定程度时，电路就变成该频率信号的振荡电路，助听器会产生较强的振荡信号，外加信号就"淹没"在振荡信号中。
助听器往往产生尖叫声的原因也在于此。不同助听器峰的频率不同，所产生反馈的音量也不同。
这一过程是一回路，发生在声漏源与话筒之间。放大的声音逸出有被话筒拾音并再放大。
在低、中等增益助听器，泄漏的声音在到达话筒时已丢失了很大的能量，故不会造成大问题。高功率助听器的高强度信号可到达话筒形成再放大的回路过程。
如此反复不断，一个信号被一再的放大，起到产生音频振荡，即发出啸叫。这时助听器已处于一个无用的状态，尤其是大功率助听器的用户常常受到这种令人讨厌的刺耳反馈的干扰，而不得不将助听器音量调低，以至于无法得到更大的音频增益。
若该系统频率响应相当平，缺乏共振峰，就不太可能产生声反馈。然而助听器都不存在这样的系统，总是有峰值和反馈问题。
助听器发展的基本方向是：1.体积更小（全部向深耳道机发展）；2.智能程度更高（自动适应环境、更好地提升信噪比）；3.耗电更少（电池三个月一换？）；4.失真更小（发烧级音色？）；5.可靠性更高（五年不用修，过后就扔掉？）.要达到以上目标，有几个条件：1.换能器（麦克风和受话器）和电池这两种器件有突破性的发展；2.DSP的制造工艺有很大提高（集成度、内部存贮器容量、工作频率）；3.听力-电子学能跟上前两点的发展充分发挥其作用.。
6.助听器的工作原理和主要的性能指标
助听器工作原理 助听器名目繁多，但所有电子助听器的工作原理是一样的。
任何助听器都包括6个基本结构。 1. 话筒（传声器或麦克风） 接收声音并把它转化为电波形式，即把声能转化为电能。
2. 放大器 放大电信号（晶体管放大线路） 3. 耳机（受话器） 把电信号转化为声信号（即把电能转化为声能）。 4. 耳模（耳塞） 置入外耳道。
5. 音量控制开关 6. 电源 供放大器用的干电池。 助听器除有上述6部件外，大多数型号的助听器还有3个附件，或称3个附加电路（音调控制、感应线圈、输出限制控制）。
现代电子助听器是一放大器，它的功能是增加声能强度并尽可能不失真地传入耳内。因声音的声能不能直接放大，故有必要将其转换为电信号，放大后再转换为声能。
输入换能器由传声器（麦克风或话筒）、磁感线圈等部分组成。其作用是将输入声能转为电能传至放大器。
放大器将输入电信号放大后，再传至输出换能器。输出换能器由耳机或骨导振动器构成，其作用是把放大的信号由电能再转为声能或动能输出。
电源是供给助听器工作能量不可缺少的部分，另外还设有削峰（PC）或自动增益控制（AGC）装置，以适合各种不同程度耳聋病人的需要。 耳内、耳道型助听器的工作原理 2006-4-6 11:06:51 编辑：中国残疾人网 来源：中国特教信息网 耳内型助听器依其外形特征可以具体分为：耳内型（英文缩写ITE）、耳道型（英文缩写ITC或CC）、迷你耳道型（英文缩写MITC）、隐形深耳道型（英文缩写CIC或TYM）。
但由于它们都是戴于耳内的，所以也简称耳内型助听器。 耳内型助听器的特点：适合个人的耳朵；容易戴入或取下助听器；充分利用外耳的声音收集功能；配戴舒适；比较不引人注目；可以正常方式来使用电话：在你睡觉时也可以配戴；可依你的听力需要来定制耳内型助听器。
耳内型助听器可能是助听器中最令人感觉方便与舒适的一种型式。更重要的是：它在音响上所能达到的效果，确实可以增进使用者听的能力。
我们与人沟通时，最大的问题，并不是听不见，而是虽然听见了声音，却不能了解其中所含的意义。我们常以为一个字只包含一个音，事实上，每个字都是由几个不同的音所组成的。
现在，拿“三”这个字来做例子：SAN音中的“s”且桓龈咂德实囊？若你听出“S”这个音，就知道，所听到的字是“三”，而不是“安”因此可知，字音中所含的高频率声音，才是我们了解意思的关键所在。语音里面所含的能量，有60%是集中在500赫以下（低频率），也就是在韵母上（如AN,EN,IA•••）；35%能量集中在500赫-1000赫之间（中频率）；所剩下极微少的能量才存在于语音了解息息相关的高频率声音上。
通常，语音的这种特性，对听力正常的人来说，不至于构成问题，但对于有听力障碍的人而言，则不然。当听力损失主要发生在高频率带时，因为高频率语音中所含的声能量十分微弱，因此，所造成的问题也就更加复杂。
任何一种助听器都不能使已受损的听觉系统恢复正常。助听器只是把声音扩大，使你易于听取。
耳内型助听器与一般助听器不同之处，即在于：耳内型助听器是在一个较有利的焦点上--耳道口，接受声音，因此能达到更有效的扩音效果。我们外耳，能把能量微弱的高频率语音，集中在耳道附近，以加强这些极其重要的声音。
当助听器戴在耳朵外部时，需有一条较长的管子与耳部相连，这条管子会产生共振作用。共振的结果，往往使中频率的声音不自然地增强，增强后的中频率声音，会很容易遮蔽住音量微弱的高频率声音。
相形之下耳内型助听器，只需用极短的管子，所以可有效的减少这种遮蔽的作用。与其他型助听器比较，耳内型助听器的另一项优点是麦克风的位置。
通常麦克风把语音与环境噪音一起传送到扩大器。而环境中多数的噪音是以低频率音为主的。
如果麦克风同时接收了低频率的噪音与重要的高频率的语音，那么音量强的噪音就会遮盖住音量弱的语音。耳内型助听器，其麦克风的位置设计在高频率声音最强的焦点--耳道口上，即可去除高频率语音被遮蔽的缺点。
耳内型助听器还有许多显著的优点。它在外观上较不惹人注目，同时，使用者可从事于各种活动，不受到行动上限制。
耳内型助听器的上述优点与其外型极为密切。外形越小，上述的优点越明显。
因此隐形深耳道助听器是最好的，其次是耳道型助听器，再次是耳内型助听器。 助听器的基本结构包括传音器、放大器、耳机、电源四个主要部分。
助听器把声音信号 转变为电信号（电能）送入放大器，放大器则将输入很弱的电信号放大后，再传至输出换能 器，输出换能器由耳机或骨振动器构成，其作用是把放大的强信号由电能再转换为声信号（ 声能）或动能输出。因此，耳机或骨振动器传出信号比之传声器原来接收的信号强多了，这 就可以在不同程度上弥补听觉障碍者的听力损失。
转载请注明出处众文网 » 电子助听器毕业论文(哪有助听器的设计论文啊?谢谢了)