Схема слухового аппарата своими руками

Как работает слуховой аппарат и его принцип действия

Слуховой аппарат – портативное устройство, которое позволяет человеку с врожденной или приобретенной тугоухостью общаться, учиться, работать. На территории России проживает более 13 миллионов людей с различными нарушениями слуха; каждый шестой из них – ребенок. При выявлении тугоухости сурдолог консультирует пациента и разъясняет ему, как работает слуховой аппарат для глухих, рассказывает о достоинствах и недостатках различных моделей, а также объясняет, какие способы коррекции слуха будут наиболее эффективны.

Принцип работы слухового аппарата

Пациенты с тугоухостью могут предъявлять жалобы как на снижение слуха, так и на плохую разборчивость речи, звуков определенной частоты. Орган слуха состоит из наружного, внутреннего и среднего уха. Он обеспечивает улавливание звука, передачу его с помощью барабанной перепонки, цепочки из миниатюрных слуховых косточек и распознавание импульсов различной частоты группами клеток улитки. Затем проводящие пути доставляют информацию в височные доли головного мозга – корковый отдел слухового анализатора.

Выбор модели зависит от возраста пациента, вида и степени тугоухости.

Рассказывая, как работает слуховой аппарат, специалисты традиционно описывают его как прибор для усиления и модификации звукового сигнала. По принципу обработки данных различают 2 вида устройств:

Аналоговые слуховые аппараты – первые устройства, помогающие людям с тугоухостью слышать. Они состоят из 3 частей: микрофон, электронный усилитель сигнала, ресивер. Как это работает? Прибор улавливает звуковые колебания с помощью микрофона, затем передает импульс на усилитель и далее – в ухо. Питание устройства обеспечивается за счет компактной батареи.

Первые слуховые аппараты могли только усиливать все звуки, что окружают человека. Громче становилось все: и голоса, и шелест листьев, и звук телевизора. Если пациент с тугоухостью какое-то время жил в изоляции, не обращая внимания на это шумное «соседство», то после первой примерки все менялось. Возникало ощущение, что на него обрушивался целый мир.

Более новые аналоговые модели «обзавелись» регулировкой громкости. Так пациент с тугоухостью получил возможность самостоятельно, с помощью врача снижать или увеличивать ее уровень.

Аналоговый аппарат был удобен для лиц, редко выходящих из квартиры и не нуждающихся в адаптации к различным акустическим ситуациям.

Современный слуховой аппарат «приспосабливается» к деловой беседе, футбольному матчу или просмотру сериала. У пациентов с поражениями улитки принцип действия слухового аппарата заключается еще и в избирательном повышении высоких или низких частот.

Цифровой аппарат – более сложное устройство для лечения тугоухости. Внутри этого компактного прибора скрыт компьютер, который корректирует сигнал в зависимости от акустических условий, и дает возможность слышать звуки максимально естественно.

Описывая, из чего состоит такой слуховой аппарат и как он устроен, сурдологи перечисляют:

• микрофон (или микрофоны);
• процессор;
• динамик;
• батарея.

Микрофон улавливает звуки из окружающей среды. Затем сигналы оцифровываются. Информация приходит в микропроцессор. Компьютер просчитывает, какие из сигналов следует усилить. Так устройство «приспосабливается» к деловой беседе, футбольному матчу или просмотру сериала. У пациентов с поражениями улитки принцип действия слухового аппарата заключается еще и в избирательном повышении высоких или низких частот. Модифицированный сигнал подается на динамик. Длительную и бесперебойную работу обеспечивает батарея.

Особенности современных слуховых аппаратов

Первые слуховые аппараты имели ограниченный набор функций и стандартный внешний вид. Их отличали:

• крупные размеры, непривлекательный на вид корпус;
• эффект «обратной связи», который пациент воспринимал как свист;
• неудобство или отсутствие настройки.

Современные модели научились «подстраиваться» под нужды пациентов. Они стали практически незаметны для окружающих. В ряде случаев человеку достаточно установить слуховой аппарат на целую неделю и не вынимать его перед сном, чтобы зарядить или почистить.

По способу ношения различают следующие виды современных слуховых аппаратов:

1. Заушные с вкладышем. Корпус устройства располагается за ушной раковиной, вкладыш с динамиком – в слуховом проходе. Препараты выглядят достаточно массивно, но подбор корпуса в цвет кожи или волос и мощный усилитель делают их незаменимыми для пожилых людей, опасающихся устройств с мелкими деталями.
2. Внутриушные. Состоят из одной детали, которая вкладывается в слуховой проход, занимая его полностью. Корпус изготавливается индивидуально. Подходят для взрослых с выраженной тугоухостью.
3. Внутриканальные. Эти слуховые аппараты имеют самый маленький размер и практически невидимы окружающим. Они располагаются в слуховом проходе, срок непрерывного ношения составляет до 10 дней. Именно столько времени держится заряд батареи. В зависимости от глубины расположения и размеров различают CIC и ITC-модели. CIC-аппараты имеют самый маленький размер, внешне они практически незаметны. ITC-устройства чуть крупнее: с ними легче манипулировать. Рекомендованы людям, ведущим активный образ жизни.
4. С выносным ресивером. По своему устройству они напоминают заушные модели. Разница заключается в том, что ресивер располагается очень близко к барабанной перепонке. Этот принцип работы слухового аппарата позволяет улучшить качество звука, снизить мощность динамика и значит – эксплуатировать устройство без смены батареи в течение более длительного времени. Кроме того, ресивер можно использовать как с индивидуальными, так и со стандартными вкладышами.

Более подробно о слуховых аппаратов читайте в этой статье — виды слуховых аппаратов.

Кохлеарная имплантация

К сожалению, слуховые аппараты могут помочь только пациентам с сохранным слухом. Врожденная или возникшая в раннем возрасте глухота становится причиной задержки психического развития и дезадаптации ребенка. Установка кохлеарного импланта – единственная возможность подарить слух таким детям. Устройство состоит из наружной и внутренней частей.

Структура кохлеарного импланта и принцип работы

Наружная часть представлена микрофоном и речевым процессором. Процессор может располагаться в кармане или за ухом пациента. Его подключают после того, как заживет послеоперационная рана. Микрофон улавливает звуки, процессор переводит их электрические импульсы и передает во внутреннюю часть импланта. Она состоит из приемника и электродов. Электроды подходят непосредственно к слуховому нерву и стимулируют его. Информация транспортируется в корковую часть анализатора.

Кохлеарный имплант — дорогостоящее техническое средство. После установки пациент не сразу начинает слышать звуки. Требуется длительная реабилитация. Операцию проводят детям и взрослым при наличии показаний.

Слуховой аппарат – устройство, которое усиливает звуки и передает их к барабанной перепонке. Кохлеарный имплант стимулирует непосредственно слуховой нерв. Выбор приспособления для коррекции тугоухости зависит от клинических показаний.

Источник

Схема слухового аппарата своими руками

Недавно близкому для меня человеку понадобился слуховой аппарат. Во многих странах людям со слабым слухом такие аппараты предоставляются бесплатно, но бесплатный сыр.

Перед вами один из бесплатных аппаратов, такие можно в китае купить за 2-3 доллара.

Есть хорошие аппараты, но цена на них явно больше 2-х трех долларов.

Заводской аппарат не устраивал тем, что обладал малой чувствительностью и нестабильным усилением, а так же имел батарейное питание, а это лишние затраты на покупку батареек.

Вскрыв китайский аппарат стало ясно почему у него малая чувствительность. Как видим схема примитивная, построена на паре транзисторов, хотя и качество звука неплохое.

В итоге мною было изготовлено несколько схожих аппарата. Один из этих аппаратов довольно громоздкий, но обладает очень хорошей чувствительностью и функцией авто регулировки усиления. Оконечный каскад построен на микросхеме MC34119, которая может отдавать в нагрузку мощность до 250 милливатт, поэтому к такому аппарату можно подключать буквально любые наушники. Данный аппарат был снабжен довольно емким литий ионным аккумулятором, одной зарядки хватит на несколько дней работы. К сожалению не сохранил ни схемы, ни фотографии.

Второй аппарат не менее хорош, он построен полностью на транзисторах.

Пара каскадов предварительного усиления, далее каскад автоматической корректировки громкости и оконечный каскад в коллекторную цепь которого подключается высокоомный наушник.

Как работает автоматическая регулировка громкости. В начальном этапе напряжение с конденсатора С5 , который заряжается резистором R8 подается на базу транзистора первого каскада для того , чтобы обеспечить максимальное усиление.

По мере нарастания входного сигнала , например при громком разговоре в вблизи аппарата, сигнал на выходе второго предварительного каскада также нарастает, и как только напряжение дойдет до величины отпирания кремниевых транзисторов, а это 0,6 — 0,7Вольта, транзистор срабатывает, через его открытый переход и резистор R6 емкость C5 будет разряжаться, этим понижается напряжение на базе первого транзистора и снижается чувствительность аппарата, усиление плавно нарастает через несколько секунд, по мере заряда конденсатора C5.

Такая функция должна иметься в любом нормальном слуховом аппарате, она обеспечивает стабильный звук в наушнике не зависимо от громкости разговора.

Недостатком данного аппарата является критичность к наушниками, тут он нужен с высоким сопротивлением. Наушники от гарнитуры смартфонов имеют сопротивление от 20 до 35 ом, мне же пришлось изрядно попотеть, чтобы найти наушник с сопротивлением катушки в 50 Ом, но с таким наушником звук просто идеальный, хотя прибор может работать и с более низкоомными наушниками.

Достоинств много, высокая чувствительность, функция подавления громких шумов, низковольтное питание и малый ток потребления.

Такой прибор можно запитать всего от одной батарейки, а если вам удастся найти малогабаритный никель металл гидридныый аккумулятор, то ваш аппарат вполне может конкурировать с китайском собратом с точки зрения эргономики.

Я же использовал малогабаритный литий ионный аккумулятор от блютуз гарнитуры. Еще одной фишкой схемы является широкий диапазон входных напряжений. В диапазоне от 0,8 до 4-х вольт устройство работает отлично.

Печатную плату этого варианта развел для DIP компонентов, получилась плата довольно компактной.

Позже решил попробовать с SMD монтажом

Плата получилась почти в два раза компактней, но паять смд — очень трудная задача. Микрофоне электретный, он в своем составе уже содержат один усилительный каскад. В последней версии слухового аппарата использовал довольно высококачественный микрофон от хорошей гарнитуры.

Электретные микрофоны имеют полярность, если смотреть на микрофон со стороны контактов, то вы увидите дорожку, которая идет от корпуса микрофона к одному из контактов, именно этот контакт и является массой. Но на всякий случай советую прозвонить микрофон, один из щупов мультимера стыкуется с корпусом микрофона, вторым поочередно касаемся контактов, так намного легче определить где масса.

Важно расположить наушник и микрофон на некотором расстоянии друг от друга, притом желательно , чтобы это расстояние было не менее 3-х см, в противном случае возможно возникновение акустической связи и характерного свиста.

Корпус можно сделать из старой флешки или нерабочей блютуз гарнитуры.

Источник

Схема слухового аппарата

Слуховой аппарат функционально состоит из высокочувствительного электретного микрофона и малошумящего усилителя низкой частоты (УНЧ), нагруженного на головные телефоны (см. рисунок).

Усилитель слухового аппарата должен иметь усиление более 10000 раз по напряжению, подъем частотной характеристики в диапазоне 300-300 Гц и обеспечивать на выходе достаточную мощность. Низковольтное питание (2-3 В) заставляет внимательно отнестись к подбору режимов питания по постоянному току транзисторов, качеству самих транзисторов и других деталей. Несмотря на пониженное питание, проблема борьбы с возбуждениями усилителя как по звуковой, так и высокой частоте остается.

Детали и конструкция. В корпусе из-под китайского микроприемника УКВ диапазона размещают головные телефоны, гнездо для их подключения, регулятор громкости с выключателем, светодиод-индикатор включения.

При разработке печатной платы необходимо так разместить эти детали, чтобы они совпадали с отверстиями, имеющимися в корпусе бывшего приемника. Естественно, что такой вариант конструкции слухового аппарата не единственный.

Детали. Микрофон малогабаритный электретный

МКЭ-ЗЗ2; транзисторы КТ3102Д, Е с коэффициентом усиления 500-800, КТ31 5б, Г, Е с коэффициентами усиления 100-150; резисторы типа МЛТ-0,125; конденсаторы различных типов, основное требование к ним — возможно меньшие размеры. Наушники — малогабаритные головные телефоны китайского производства. Питание — от гальванических элементов. Потребляемый слуховым аппаратом ток почти в 2 раза меньше, чем у микроприемников УКВ диапазона.

Налаживание заключается в подборе резистора R1 в указанных пределах по максимальной чувствительности аппарата. Максимальный потребляемый ток при свежих элементах питания 9-10 мА. Свидетельством правильно отлаженного УНЧ является сохранение его работоспособности при напряжении питания 1,5 В, хотя усиление значительно снижается по сравнению с питанием от двух элементов.

Данный слуховой аппарат имеет меньший уровень шума, чем аппараты, выпускавшиеся в Советском Союзе в 80-х годах; чувствительность и уровень звукового давления на выходе у него выше, чем у слуховых аппаратов заушного типа или размещающихся в дужке очков.

Схему слухового аппарата можно рассматривать как базовую. Несмотря на то что в схеме приняты некоторые меры для сужения полосы частот, его звучание намного более естественнее и приятнее, чем у промышленных слуховых ап

паратов. Однако дальнейшее сужение полосы частот УНЧ может понадобиться при конструировании аппаратов для лиц с большим уровнем потери слуха.

Для уменьшения потребляемого тока в оконечный каскад УНЧ можно ввести режим «плавающей точки» и др.

Автор: Ю. А. Штань, В. Ю. Штань, г. Бердянск

Литература: 1. Справочник радиолюбителя/Под ред. Г.М. Терещука, К.М. Терещука, С.А. Седо-ва.-К.: Вища шк., 1981.

Источник