Günümüzde birçok insan işitme sorunları yaşamaktadır ve bu felaketin boyutu etkileyicidir. Yaşlıların yanı sıra, kulaklıkların yaygın kullanımı ve gençlerin disko sevgisinin de etkisiyle gelecekte pek çok genç kuşak da işitme kaybıyla karşı karşıya kalacak.
Sonuç olarak, kendi ellerinizle bir işitme cihazının nasıl yapılacağı sorusu her zaman geçerli olacaktır, çünkü bu tür markalı işitme cihazlarının maliyeti çoğu zaman birçok insanın imkânlarını aşmaktadır.
Aslında, kendi ellerinizle işitme cihazı yapmak oldukça basittir Bu amaçla herkesin kolayca bulabileceği mevcut araçlar kullanılır.
Ortaya çıkan işitme cihazının boyutu kompakttır ve sıradan bir Bluetooth kulaklığa kolaylıkla sığabilir.
Başlamak için bir mikrofona ihtiyacınız olacak - bir cep telefonundan gelen normal bir mikrofon yeterli olacaktır. Durum böyle değilse, kayıt cihazının mikrofonunu başarıyla kullanabilirsiniz. Kayıt cihazı oldukça sıradan, Çince - asıl önemli olan mikrofonun daha fazla hassasiyete sahip olmasıdır.
Şimdi işitme cihazının devresini düşünmeye geçelim. Gördüğünüz gibi şema oldukça basit.
Ayrıca cep telefonunuzun kulaklığını hoparlör olarak kullanmalısınız. Kulaklık oldukça iyi olmalı yüksek direnç, yaklaşık yirmi beş ila kırk ohm.
Cihaza güç sağlamak için bir lityum tablet kullanılır (üç volt voltaj). Lityum tablet bulamadıysanız normal bir kol saatinin üç pilini kullanabilirsiniz. Akü bağlantı konfigürasyonu seri halindedir ve toplam voltaj 4,5 volt olmalıdır. Montaj sırasında mikrofona ve polaritesine özellikle dikkat edilmelidir - mikrofon doğru şekilde bağlanmalıdır.
Arzunuz ve fırsatınız varsa, yukarıda tartışılan seçenek yerine Bluetooth kulaklıktan lityum iyon pil kullanabilirsiniz. 80-120 miliamper kapasiteli ve 3,7 volt voltaja sahip lityum iyon pil, işitme cihazının daha uzun süre çalışmasını sağlayacak ve yeniden şarj edilebilecek. Cihaz için aşağıdaki transistör türleri kullanılabilir: S9014 ve S9018'in yanı sıra KT315 ve KT368 transistörleri.
Kendi ellerinizle nasıl işitme cihazı yapılacağı sorusunu incelemeye devam edelim. Cihazınızın boyutunu küçültmek için SMD bileşenlerini kullanmalısınız. İşitme cihazının hassasiyetini arttırmak için 0,01 mikrofaradın kullandığı mikrofona göre polar olmayan kondansatörü değiştirebilirsiniz.
İşitme cihazının montajı.
Bir işitme cihazını monte ederken, mikrofonun hoparlörden yüksek kalitede izole edilmesini sağlamanız gerekir - aksi takdirde kullanım sırasında arka plan oluşacaktır.
Cihazın başka bir versiyonunda mikrofonun çalışmasını artıran iki basamak bulunur. Mikrofon tabletinin kendisi yerleşik bir amplifikatöre (tek aşamalı) sahip olduğundan, sonuç, yaklaşık 9-10 metre hassasiyeti artırılmış bir işitme cihazıdır. Sadece ihtiyacın var basit bir amplifikatör ekleyin, tek bir transistör üzerinde çalışıyor (önceki aşamada kullanılan amplifikatöre benzer).
İlk tip işitme cihazı saatte 5 miliamperlik bir akıma sahiptir, ikincisi ise yaklaşık 10 miliamper/saattir.
Böyle bir işitme cihazı sürekli çalışacak kapatmanıza da gerek kalmayacak, dolayısıyla anahtara gerek kalmayacak.
Fabrikada üretilen benzer cihazlar oldukça pahalıdır Bu makalede tartışılan seçenek ucuz olacak ve kalite açısından fabrika numunelerinden daha düşük olmayacaktır.
Bu durum özellikle emekliler ve markalı bir işitme cihazı almaya gücü yetmeyen düşük gelirli kişiler için önemlidir. Büyükanne ve büyükbabanızı memnun edebilir veya bir meslektaşınızın veya arkadaşınızın işitme sorunlarının üstesinden gelmesine yardımcı olabilirsiniz. Yukarıda listelenen tüm gerekli unsurları almak ve bağımsız olarak, insanların çevrelerindeki dünyayı tam olarak algılamasına ve sevdikleriyle seslerin ve iletişimin keyfini çıkarmasına yardımcı olabilecek bir cihaz oluşturmak yeterlidir.
Gördüğünüz gibi DIY işitme cihazı yapması oldukça kolay, bunda karmaşık bir şey yok, ancak faydaları oldukça somut.
3D baskılı muhafazada otomatik kazanç kontrolüne sahip basit bir işitme cihazı
Kasa minyatür olmadığı için daha kapasiteli (minyatür modellere göre) Li-Ion pil kullanabilirsiniz, bu da cihazın daha uzun süre otonom olarak çalışmasına olanak tanır. Minyatür Çin modellerine göre bir diğer avantaj da kulaklık türünden bağımsız olmasıdır. Buradaki kulaklık harici parça olduğundan, tüm cihazın performansı büyük ölçüde kulaklığın özelliklerine bağlı olduğundan, işitme cihazını değiştirmeden kulaklığı ayrı ayrı seçebilirsiniz. Kullanıcının işitme özelliklerine göre kulaklık seçilmesi tavsiye edilir. Elbette, özel bir mağazadan pahalı bir işitme cihazı satın alırsanız, kalifiye bir çalışan odyogramlar yapacak ve cihazı hastanın işitme özelliklerine göre ayarlayacaktır, ancak Çin çevrimiçi mağazalarından ucuz modeller satın alırsanız bu imkansızdır.
Cihazın gövdesinde bir ses kontrolü, bir kulaklık girişi, bir elektret mikrofon kapsülü ve şarj cihazını bağlamak için bir jak bulunur. İşitme cihazı beş voltluk bir cep telefonu şarj cihazı kullanılarak şarj edilir. Kasa 3D yazıcıda basılıyor. Bu projeye ait 3 boyutlu modelleri, baskılı devre kartı ve diğer dosyalar ile birlikte yazının sonundaki bağlantıdan indirebilirsiniz. Li-Ion pili şarj etmek için Aliexpress'den sipariş edilen minyatür, ucuz bir kontrol kartı kullanıldı.
!!! Li-Ion pili kontrol kartı olmadan doğrudan bir voltaj kaynağından şarj etmeye çalışmayın! Bu, pil için tehlikelidir ve alev almasına neden olabilir!
Otomatik kazanç kontrolüne sahip ev yapımı bir işitme cihazının şematik diyagramı. Büyütmek için diyagrama tıklayın
Mikrofona ve GND_mic kontaklarına bir elektret mikrofonu (şemada gösterilmemiştir) bağlanır. Kapsülün pozitif terminali mikrofon kontağına, ikinci negatif terminali ise GND_mic kontağına bağlanmalıdır. Tipik olarak kapsülün gövdesine bağlı bu pim bulunur. Aliexpress'den Çin'den kullanılan elektret kondansatör kapsül tipi WM-61A:
Besleme voltajı, direnç R1 aracılığıyla kapsüle beslenir. Daha sonra, C2 kapasitörü aracılığıyla sinyal, Q1 ve Q2 transistörleri üzerinde yapılan ilk amplifikasyon aşamasına beslenir. Otomatik kazanç kontrol ünitesi, transistör Q3 ve alan etkili transistör Q4 üzerine monte edilmiştir. Alan etkili transistör, alternatif akımla transistör Q2'nin kolektör devresindeki R13 direncini şöntleyerek birinci aşamanın kazancını kontrol eder ve giriş sinyali seviyesi arttıkça aşamanın kazancını azaltır. Böylece, giriş seviyesi geniş bir aralıkta değiştiğinde kademenin çıkışında nispeten sabit bir sinyal seviyesi korunur. Burada D3 diyotu, ses sinyalinin alternatif voltajını düzelterek onu titreşimli bir voltaja dönüştürür; bu, Q3 transistörü tarafından güçlendirilir ve ardından elektrolitik kapasitör C7 tarafından yumuşatılır.
Ön amplifikatör aşamasının çıkışından sinyal, ses potansiyometresine beslenir. Potansiyometre ana şemada gösterilmemiştir. Kart kontaklarına nasıl bağlanacağı aşağıdaki küçük şemada gösterilmiştir. 10 kOhm'luk bir potansiyometre kullanılır.
Ses kontrol potansiyometresinin kart kontaklarına bağlantı şeması
Hacim potansiyometresi kaydırıcısından sinyal, MC34119 () yongası üzerine monte edilen son amplifikatöre beslenir. Çip, 2 volttan başlayan çok düşük bir besleme voltajıyla çalışabilen bir ses güç amplifikatörüdür ve Li-Ion pille çalışan işitme cihazımızda çalışmak için idealdir. Aslında çip, köprü modunu uygulamak için antifazda çalışan iki çıkış gücü yükseltme aşaması içerir. Yük, diğer entegre amplifikatörlerin çoğunda olduğu gibi çıkış ile toprak arasına değil, çipin son amplifikatörünün iki çıkışı arasına bağlanır. Yani kulaklıkları mikro devrenin 5 ve 8 numaralı pinlerine bağlarız. Kulaklık pinlerinden hiçbirinin toprağa bağlanmaması gerekiyor, pinlerden birinin metal kasaya bağlı olduğu kulaklık jakı kullanıyorsanız buna dikkat etmelisiniz. böyle bir soket cihazın ortak telinden izole edilmelidir.
Cihaza güç verilmesi.
Güç kaynağı olarak, boyutuna uygun, 3,7 V voltajlı herhangi bir küçük Li-Ion pili kullanabilirsiniz. "Küçük parmak" Li-Ion pil için bir dava hazırladım, bir tane satın alamayacak kadar tembeldim ve sonunda bir çocuk oyuncağından küçük bir pil olan bir helikopter kullandım.
Pili şarj etmek için Aliexpress'den sipariş ettiğim bu kartı kullandım. Bu tür panoların 10 adeti yaklaşık 150 rubleye mal oluyor, 10 adet çok sipariş verdim, panolar amatör radyoda kullanışlı ve ucuz.
Kontrol kartında standart bir mikro USB konektörü bulunduğundan, işitme cihazını şarj etmek için herhangi bir cep telefonunun normal şarj cihazını kullanabilirsiniz.
Pillerin işitme cihazı kartına bağlanma şeması
Baskılı devre kartı DipTrace programında oluşturulmuştur. PCB çizimlerini proje dosyalarının bulunduğu arşivde bulacaksınız.
Babam yıllar içinde işitme sorunları yaşadı ve... reçeteye göre Medtekhnika mağazasında bir yıl bekledikten sonra kendisine “21. yüzyılın teknoloji mucizesi” olan bir işitme cihazı verildi. Yerli radyo endüstrimizin işitme engelliler için ürettiği sıradan bir işitme cihazıydı.
Çok zayıf bir şekilde yapıldı: devre tasarımı ve eleman tabanı uzun süredir modası geçmişti, montaj ve parçaların kalitesi arzulanan çok şey bıraktı ve parametreler basitçe mevcut değildi! "Teknoloji mucizesi" zayıf çalıştı (neredeyse işitme kaybını telafi etmedi) ve uzun sürmedi (minyatür piller çok çabuk "öldü"). Ve "şarj etme" işlemi uzun sürmedi.
Yakın zamanda açılan İşitme Protez Merkezi, kulak kanalı parametrelerinin programlandığı yeni nesil bir cihazı hizmete sundu. İyi görünüyor, ancak fiyatları "ısırıyor" ve daha sonra ortaya çıktığı gibi, derin işitme kaybını da telafi edemiyorlar.
Bu yüzden bu sorunu kendim çözmek zorunda kaldım. Nereden başlamalı? Piezoseramik mikrofonu hemen bırakmaya karar verdim (hayal edebiliyor musunuz, hala işitme cihazlarında kullanılıyor!) frekans tepkisi tam bir sefalettir. Artık cep telefonlarından veya modern telefonlardan elektret mikrofonlar (dahili alan etkili transistör amplifikatörlü) satışta. Bu tür mikrofonlar düzgün bir frekans tepkisine ve yüksek hassasiyete sahiptir.
Ayrıca, açıkça TM-4M'yi (geçen yüzyılın kalıntısı olmayı inatla reddeden bir tür anakronizm) örnek alarak modellenen elektromanyetik telefon kapsülünü de reddettim. Frekans tepkisi piezoseramik mikrofonla karşılaştırılabilir ve geri dönüşü (yüksek sargı direncinden dolayı) düşüktür. Böyle bir dönüşle gerçekten herhangi bir işitme düzeltmesi olmayacak. Bu amaçla taşınabilir oynatıcıların sıradan kulak içi stereo kulaklıklarını uygun buldum.
Devrenin temeli olarak gizlice dinlemek için bir amplifikatör (“casus ekipmanı”) seçtim. Biraz basitleştirdikten sonra, 128x66x28 mm boyutlarında standart bir kasaya uyan tamamen çalışan bir işitme cihazı şemasını (Şekil 1) elde ettim.
Direnç R1, işitme cihazının VM1 mikrofonunun hassasiyetini ayarlar. Kondansatörler SZ ve C4, yüksek frekans bölgesinde frekans yanıtını oluşturur (ultrasonda kendi kendine uyarılmayı önler ve amplifikatörün daha yüksek ses frekanslarında aşırı yüklenmesini önler). Kondansatör C5, düşük frekanslarda frekans tepkisini oluşturur (mikrofonun "mırıldanmasını" ortadan kaldırır). Direnç R8, çıkış aşamasının çalışma noktasını belirler: VT4 ve VT5 vericilerindeki voltaj, besleme voltajının yarısı kadar olmalıdır.
GB1 pil durum göstergesi, transistör VT6'ya monte edilmiştir. Direnç R12, LED VD2'nin ateşleme voltajını izin verilen minimum akü voltajına karşılık gelen 4 V olarak ayarlar. VD2 olarak “Piranha” serisinden 2 mm çapında artırılmış ışık çıkışına sahip yeşil LED kullanılmıştır. Pil, 500... 1000 mAh kapasiteli dört hücreden oluşur. LED VD3 şarjı gösterir (tamamlandıktan sonra söner). Kırmızı AL307, VD3 olarak kullanılır. Zener diyotları VD4 ve VD5, voltajı (şarj ünitesi bağlıyken) 7,3'te sınırlamak için seçilmiştir. ..7.4 V. Kart üzerine kurulum için çıkış konektörü X1 olarak basit bir plastik stereo jak kullanılır.İçindeki sağ ve sol kanallar, kulaklık çıkışını iyileştirdiğinden baskılı devre kartı üzerinde paraleldir. Bu tür prizler uzun ömürlü olmadığından ikisini paralel kurmanızı öneririm. Bu, bir soketi onarmak (değiştirmek) için zaman kaybetmemenizi sağlayacaktır; yalnızca kulaklığı başka bir sokete takmanız yeterlidir.
Baskılı devre kartının şekli, kart üzerindeki parçaların düzeni ve çizimi Şekil 2-4'te gösterilmektedir. VM1 mikrofonu yumuşak bir kauçuk klipsin içine monte edilmiştir ve kasanın içine silikon yapışkan-sızdırmazlık maddesi ile sabitlenmiştir.
Pil şarj ünitesi, elektronik ekipman için evrensel bir güç kaynağından ("Çince") yapılmıştır (Şek. 5). Çalıştırma için transformatörün sekonder sargısının üçüncü (alt) musluğunu kullanır. Çıkıştaki açık devre voltajı yaklaşık 9,7 V'tur, belirtilen R1 değerindeki şarj akımı ise yaklaşık 50 mA'dır. Bir pil şarjı, işitme cihazının 3...5 günlük çalışması için yeterlidir. Cihaz aynı anda çalışmaya ve şarj etmeye olanak sağlar.
Bu işitme cihazının yarattığı ses basıncı (uygun ölçüm aletlerine sahip değildim) o kadar yüksektir ki normal işiten bir kişide ağrıya ve ardından geçici (birkaç dakika) sağırlığa neden olur. İleri derecede işitme kaybı olan babam, bu işitme cihazıyla neredeyse tamamı iyi anlaşılırlıkta işitme telafisi aldı.
Tasarımı tekrarlarken kulaklıklara özel dikkat gösterilmelidir. Bazıları, yüksek omik direnç veya düşük verimlilik (okuma kalitesi) nedeniyle yeterince yüksek bir ses basıncı oluşturma yeteneğine sahip değildir. Hi-Fi ekipmanları için kafa bantlı ve yumuşak kulak yastıklı kulak üstü kulaklıklar iyi bir etki yaratabilir. Ancak bu tür kulaklıkların kullanımı ancak kulak yastıklarının iyi oturması durumunda mümkündür.
Göğüs cebi kapağına takmak için işitme cihazı muhafazasının ön duvarına bir mandal takılması faydalıdır. Deneyimli radyo amatörlerinin mikro devrelere ve minyatür pillere geçerek işitme cihazının boyutunu küçültmeye çalışması mantıklıdır.
V.ZAKHARENKO. UA4HRV, Samara.
V.Muravin
İşitme engelli kişiler için işitme cihazı (HA), dış dünyayla iletişim kurmalarına ve iş ve sosyal faaliyetlerde aktif rol almalarına yardımcı olur. Bazıları için bu, insan konuşmasını yeniden üretmenin tek yoludur; diğerleri için ise konuşma anlaşılırlığını artırmanın bir yoludur ve hatta müzik dinlemenin kalitesini iyileştirmeyi mümkün kılar.
Ülkemizde sektör, farklı teknik özelliklere sahip ve farklı tasarımlarda birçok çeşit işitme cihazı üretmektedir.
Şu anda, teknik özelliklerini ve operasyonel kolaylıklarını iyileştirmek için işitme cihazlarını yeni bir eleman tabanına aktarma çalışmaları devam etmektedir. Böylece K538UN2 SA için özel bir mikro devre geliştirildi. Bu mikro devrenin amplifikatörü düşük gürültüye, düşük güç tüketimine sahiptir ve 1 kOhm dirençli bir telefonu bağlamak için tasarlanmıştır.
Ancak endüstriyel olarak üretilen CA'larda aşağıdaki dezavantajlara dikkat çekilebilir:
yetersiz akustik amplifikasyon. Ses üreten aparatta hasar olan kişilerde işitme kaybı, tatmin edici (%92) konuşma anlaşılırlığının sağlanması açısından kabul edilebilir minimum üst geçiş bandı frekansı olarak kabul edilen 4 kHz frekansında 80...90 dB'ye ulaşabilir;
GOST 10893-69'a göre 400...3000 Hz frekans bandında 30 dB'den fazla olmayan bir düzensizliğe sahip olması gereken cihazın düz frekans tepkisi (farklı tipte işitme kaybı olan kişilerin farklı odyogramları vardır);
SA'nın düşük verimliliği. Tüketim akımları yaklaşık 5...12 mA'dır ve bu, 0,05...0,15 mA/saat kapasiteli güç kaynakları kullanıldığında cihazın 10... 12 saat çalışmasını sağlar.Çıkış aşamaları şu şekilde çalışır: doğrusal modda bir kuraldır ve bu, sessiz moddaki akım tüketiminin maksimum ses seviyesindeki ile aynı olmasına yol açar;
maksimum seviye sınırlayıcı yok. Yalnızca bir SA modelinin AGC'si vardır ve o da etkisizdir. Endüstriyel işitme cihazlarında tepe sınırlayıcılar ve kompresörler kullanılmaz;
nispeten yüksek akım tüketimi için özellikle önemli olan, gözle görülür (son derece görünür) açma göstergelerinin yokluğu. Kural olarak, CA'nın güç düğmesiyle birlikte ses seviyesi kontrolünde bir işareti vardır.
İşitme cihazının parametreleri arasında, ses üretiminin kalitesi ve konuşma anlaşılırlığı ve dolayısıyla işitme protezlerinin gerçek etkisi üzerindeki en büyük etki, işitme cihazının genlik-frekans tepkisi (AFC) ve gürültü seviyesi tarafından uygulanır. .
Buna daha detaylı bakalım. Daha önce belirtildiği gibi, ticari olarak üretilen işitme cihazları zayıf bir frekans tepkisine sahiptir ve işitme kaybı, çeşitli odyogramlarla karakterize edilebilir. Ses üreten aparatın hasar görmesi durumunda, odyogram düzse ve yaklaşık 20 dB'lik bir düzensizliğe sahipse, o zaman ses alma aparatının hasar görmesi ve birleşik hasarla birlikte, odyogramın frekans aralığında 500 dB'lik bir düşüş vardır. 30 dB/oct'a ulaşan eğimle 0,4000 Hz. .
Ayrıca CA'da kullanılan mikrofon ve telefonların da 2000...4000 Hz frekans aralığında 30 dB/oct'a ulaşan eğimle frekans tepkisinde düşüş olduğunu dikkate almak gerekir. Bazı CA'lar frekans tepkisi düzenleyicilerle donatılmıştır ancak bunlar en basit devrelerdir ve gerekli düzeltmeyi sağlamazlar.
SA'nın çalışma kalitesini etkileyen ikinci önemli faktör gürültü seviyesidir. Anlaşılır konuşma algısı için 20 dB'den daha yüksek bir sinyal-gürültü oranının korunmasının gerekli olduğu bilinmektedir. Minimum ses şiddeti düzeyinin 40 dB olduğunu kabul edersek girişe verilen gürültü voltajının 3 μV'tan fazla olmaması gerekir.
CA'nın iç gürültüsü, giriş aşamalarında düşük gürültülü transistörler kullanılarak azaltılabilir.
Yararlı sinyali çevredeki gürültüden ayırmak daha zordur. Sağlıklı bir kulak çevredeki gürültüleri belirli bir yönde seçici olarak algılarsa, yani belirli bir yönden gelen yararlı bilgileri seçerse, SA her yönden gelen sesleri güçlendirir; Sonuç olarak kulak kanalı girişindeki sinyal-gürültü oranı yetersizdir.
SA'yı iyileştirirken ve yeni modeller oluştururken, ses üretiminin kalitesini ve konuşma anlaşılırlığını etkileyen listelenen tüm faktörlerin dikkate alınması gerekir.
Bir işitme cihazının yapısal diyagramını ele alalım.
İşitme cihazı, kural olarak bir mikrofon, bir giriş amplifikatörü, bir düzeltme cihazı, bir terminal amplifikatörü ve bir telefondan oluşan bir cihazdır (Şekil 1).
Pirinç. 1 Bir işitme cihazının blok diyagramı
Düzeltme cihazı amplifikatörlerden biriyle birleştirilebilir, ancak işlevsel ve yapısal olarak tam olmayacak ve SA'nın frekans tepkisinin düzeltilmesine yönelik oldukça yüksek gereksinimleri tam olarak karşılamayacaktır.
Ek olarak SA, ek olarak bir maksimum çıkış sinyali seviyesi sınırlayıcısı, bir CA güç açık göstergesi, bir düşük pil göstergesi vb. içerebilir.
Hem işitme cihazının tamamı hem de bileşen cihazları için teknik gereksinimler, hastanın işitme özelliklerine göre belirlenir.
İşitme özelliklerinin en detaylı ve doğru ölçümü, elektrodinamik telefonlar aracılığıyla test kulağına değişen frekans ve şiddetteki tonların gönderildiği odyometrik ölçüm yöntemi ile sağlanmaktadır. Elektrodinamik telefonlar bu durumda uygundur çünkü en düşük akustik dirence sahiptirler ve bu nedenle ses basıncının dış kulağın boyutundaki bireysel farklılıklara daha az bağımlı olmasını sağlarlar. Ayrıca bu, sonuçların karşılaştırılabildiği ve yer, zaman ve koşullara bağlı olmadığı ölçümlerde tekdüzelik gerekliliğini de karşılar.
Farklı bir yol kullanabilirsiniz: işitme cihazıyla birlikte kullanılacak telefonla odyogram çekin. Daha sonra odyogram, hem verilen telefonun frekans özelliklerini hem de kulak kanalının bireysel özelliklerini dikkate alacak ve bu, işitme cihazının frekans yanıtını düzeltmek için daha etkili bir şema oluşturmayı mümkün kılacaktır. Belirli bir hasta için SA oluştururken ikinci yol kabul edilebilir. SA'ların modüler olarak oluşturulması durumunda, bir tanesi odyogram alındıktan sonra cihaza entegre edilen çok sayıda düzeltme cihazı modülü geliştirilebilir.
CA giriş amplifikatörü son aşamayı geçmeye yetecek bir kazanca sahip olmalıdır. Giriş amplifikatörünün sinyal kaynağı nispeten düşük hassasiyete (yaklaşık 4 mV/Pa) sahip bir mikrofon olduğundan, düşük gürültü de önemli bir gerekliliktir. SA giriş amplifikatörlerinin çalışmasının bir özelliği, düşük çalışma akımları ve voltajlarıdır.
Tipik olarak, CA giriş amplifikatörleri, transistörlerin ortak bir yayıcı devresine göre bağlandığı iki veya üç aşamalı bir devre kullanılarak oluşturulur. DC modunun stabilizasyonu, yerel negatif geri besleme kullanılarak gerçekleştirilir.
Devresi Şekil 2'de gösterilen amplifikatör, endüstriyel CA'lardan daha fazla stabiliteye sahiptir. 2.
Pirinç. 2. Giriş amplifikatörü 1'in şematik diyagramı
Bu amplifikatör, aşamalar arasında doğrudan bağlantılara sahip bir devreye göre üretilmiştir ve doğru akım için ortak bir negatif geri besleme (NFE) ile kaplanmıştır. DC modu, R3 ve R6 dirençleri kullanılarak ayarlanır. Amplifikatörün ilk aşamasında düşük gürültülü bir transistör P28 kullanılır. Ayrıca bu transistörün çalışma modu da (Ik = 0,4 mA, Uke = 1,2 V) gürültünün minimum düzeyde olmasını sağlar. -3 dB seviyesinde amplifikatör frekans bandı 300...7000 Hz'dir, Ku kazancı 1700'dür.
Düşük gürültülü giriş aşamalarında, germanyum transistörleri P28, MP39B, GT310B, GT322A, silikon KT104B, KT203B, KT326B iyi çalışır, ancak KT342, KT3102 ve KT3107 serisinin düşük gürültülü transistörleri özellikle iyi sonuçlar verir. Onlarca mikroampere varan kolektör akımlarında ve 1 V'un altındaki kolektör-emetör gerilimlerinde yüksek yükseltici özelliklerini kaybetmeden çalışabilirler.
KT3102E transistörlerini kullanan giriş amplifikatörünün devresi Şekil 1'de gösterilmektedir. 3 ve yapı olarak önceki diyagrama benzer.
Pirinç. 3. Giriş amplifikatörü 2'nin şematik diyagramı
İlk aşamanın transistörü mikro akım modunda çalışır (Ik = 0,04 mA, Uke = 1 V). Böyle bir amplifikatörün kazancı 3000'dir.
Şekil 2'de gösterildiği gibi birinci ve ikinci aşamalar arasına bir emitör takipçisi yerleştirilirse daha büyük kazanç elde edilebilir. 4.
Pirinç. 4. Giriş amplifikatörü 3'ün şematik diyagramı
Burada, her aşamadaki yerel negatif geri beslemeye ve genel DC geri beslemesine ek olarak, amplifikatörün kazancını ayarlayabileceğiniz AC geri beslemesi (Roc) de tanıtılmıştır. Geri beslemesiz amplifikatörün kazancı (Roc devre dışı) 11.000, geri beslemeli - 1700; Kısa devre yapıldığında girişe uygulanan gürültü voltajı 2 µV'den fazla değildir.
SA'nın uçtan uca frekans tepkisindeki ana bozulmaların mikrofon ve telefon tarafından belirlendiği daha önce söylenmişti. İşitme cihazlarında en yaygın kullanılan mikrofon M1'dir. Frekans tepkisi Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.
Pirinç. 5. Mikrofonun genlik-frekans tepkisi
Bu özelliğin ortalaması alınır ve serbest bir ses alanında alınır. Bu tür ölçümler zorlu bir teknik zorluk teşkil etmektedir. Gerçek koşullarda, mikrofonun frekans tepkisi türü odanın ses seviyesinden, çevredeki nesnelerden vs. büyük ölçüde etkilenir. Bu nedenle gelecekte mikrofonun ortalama tepkisini dikkate alacağız.
Çeşitli hasar türleri için mikrofon, telefon ve işitme kaybının ortalama özelliklerinin analizi, frekans aralığını üç bölüme ayırmamıza olanak tanır: 1000 Hz'e kadar, 1000 ila 2000 Hz ve 2000 Hz'nin üstü.
1000 Hz'e kadar olan bölgede mikrofon, telefon ve işitme kaybının frekans tepkisinin toplamını temsil eden sonuçta ortaya çıkan frekans tepkisinde, mikrofon ve telefonun frekans tepkisindeki artışa bağlı olarak hafif bir artış görülmektedir.
1000 ila 2000 Hz arasındaki bölgede ortaya çıkan frekans tepkisi sabit, yükselebilir veya düşebilir; bu da bu bölgedeki işitme kaybı karakteristiğinin şekliyle ilişkilidir. Ayrıca küçük inişler ve çıkışlar da olabilir.
2000 Hz'in üzerindeki frekanslarda ortaya çıkan frekans tepkisindeki düşüş, telefonun frekans tepkisindeki azalma ve işitme kaybının özelliklerinden kaynaklanmaktadır.
Düzeltme cihazları geliştirilirken, bu cihazların frekans cevabının, "mikrofon-telefon-kulak" yolunun ortaya çıkan frekans cevabının tersinin oluşturulmasının gerekli olduğu anlaşılmaktadır.
Bu düzeltme özelliği, alçak geçişli filtrelerin (LPF), yüksek geçişli filtrelerin (HPF) veya durdurma filtrelerinin çeşitli kombinasyonlarda paralel bağlanmasıyla elde edilebilir. Filtre bölümlerinin sayısı, frekans yanıtının gerekli eğimine bağlıdır.
Düzeltme cihazları, işlemsel yükselteçlerin değil, evirici olmayan yükselteçler olarak daha ekonomik yayıcı takipçilerin kullanılmasının daha iyi olduğu, burada açıklanan aktif filtreler temelinde oluşturulabilir.
Pirinç. 6. İkinci dereceden filtrelerin şematik diyagramları: a - düşük frekanslar; b - yüksek frekanslar
Aktif yüksek geçişli filtrelerin ve ikinci dereceden alçak geçişli filtrelerin şemaları Şekil 1'de gösterilmektedir. Şekil 6'da yüksek geçiş filtresi ve üçüncü dereceden alçak geçiş filtresi Şekil 1'de gösterilmektedir. 7. Frekans tepkisi eğimleri 12 ve 18 dB/oct'tur. sırasıyla.
Pirinç. 7. Üçüncü dereceden filtrelerin şematik diyagramları: a - alçak geçiş; b - yüksek frekanslar
Düzeltme karakteristiğinin daha büyük bir eğime sahip olması gerekiyorsa, birkaç filtrenin seri olarak açılması gerekir.
Bariyer filtrenin şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. Şekil 8, a ve frekans tepkisi Şekil 2'de gösterilmektedir. 8, b.
Pirinç. 8. Bariyer filtresi:
a - şematik diyagram; b - frekans yanıtı
Bir filtrenin durdurma bandı kazancına bağlıdır.
Durdurma bandının ortalama frekansı formülle belirlenir
fo=0,28/RC,
burada R=R1=R2, C=C1=C2.
Son amplifikatörler Kural olarak düz bir frekans tepkisine sahip olmalı, yükte gerekli maksimum sinyal seviyesini sağlamalı ve ekonomik olmalıdır.
Endüstriyel CA'larda, son aşama, kural olarak, bir odo-döngüsü devresine göre inşa edilir ve doğrusal modda çalışır, bu nedenle bu tür amplifikatörlerin ve dolayısıyla CA'nın çıkış seviyesi ve verimliliği düşüktür.
SA'nın verimliliği, son amplifikatör Şekil 2'de gösterildiği gibi değişken çalışma noktalı bir devreye göre inşa edilirse artırılabilir. 9, a, b).
Pirinç. 9. Kayan çalışma noktasına sahip son amplifikatörlerin şematik diyagramları
Şekil 2'deki şemaya göre cihaz. Şekil 9,b'nin özelliği, girişe bir sinyal uygulandığında kademeli çalışma noktasının daha verimli bir şekilde kaydırılması ve buna bağlı olarak doğrusal olmayan bozulmaların daha düşük olmasıdır. Direnç R1, başlangıç akımını (sinyalsiz) 2...3 mA'ya eşitler ve R2 direnci, yükteki minimum sinyal bozulmasını ayarlar. Bu durumda, transistör VT1'in maksimum kolektör akımı 20 mA'ya ulaşır. Şekil 2'deki devreye göre oluşturulan son amplifikatör. Şekil 9, 3 V besleme voltajında 60 Ohm yükte maksimum 500 mV ve 9 V voltajda 1,5 mV maksimum sinyal sağlar; bu, 120 ve 130 dB maksimum çıkış seviyelerine karşılık gelir (telefon duyarlılığının olduğu varsayılır) 0,04 Pa/mV). Bu tür devrelerin dezavantajları düşük (%10...15'ten fazla değil) verimlilik ve büyük doğrusal olmayan bozulmalardır. Şekil 2'de gösterildiği gibi bir itme-çekme devresi kullanılarak oluşturulan son amplifikatörler tarafından daha fazla verimlilik (%50'ye kadar) sağlanır. 10, a, b. Bu amplifikatörlerde, Şekil 2'deki devre için başlangıç akımı 1,2 mA'dir. Şekil 1'deki devre için 10, a ve 2 mA. 10, b, sırasıyla R4 ve R2 dirençleri tarafından ayarlanır. Şekil 2'ye göre devreler için dirençler R2 ve R4. Sırasıyla 10, a ve 10, b'de A noktasındaki voltaj, besleme voltajının yarısına eşit olarak ayarlanır.
Şekil 10. İtme-çekme son amplifikatörlerinin şematik diyagramları
Şekil 2'deki devrelere göre oluşturulan son amplifikatörler. Şekil 10, Şekil 10 için maksimum 122 ve 133 dB çıkış seviyelerini sağlar. Sırasıyla 10, a ve 10, b'de verimlilik yaklaşık %50'dir.
Şekil 2'deki devreye göre oluşturulan amplifikatörle hemen hemen aynı özellikler. Şekil 10, b, ancak daha az parçayla, K140UD5A işlemsel yükselticiyi temel alan bir yükselticiye sahiptir (Şekil 11). Burada direnç R1, A noktasındaki voltajı besleme voltajının yarısına eşit olarak ayarlar ve direnç R4, kademeli kazancı ayarlar. Başlangıç akımı yaklaşık 2,8 mA'dır. Şekil 2'de gösterilen devreye göre oluşturulmuş bir amplifikatör. 11, maksimum 131 dB çıkış seviyesi sağlar. Bu amplifikatörün verimliliği öncekilerden biraz daha düşük -% 37.
Çalışma sırasında amaç her çiftteki transistörleri h21e parametresine göre seçmek değildi. Her çift için transistörleri seçerken referans verileri dikkate alındı: yapı (p-n-p, n-p-n), malzeme (germanyum, silikon), ters kolektör akımı, kazanç, doyma voltajı. Transistörler, Şekil 2'de gösterilen devreye göre yapılmış bir amplifikatöre yerleştirildi. on bir.
Pirinç. 11. Mikro devreli son amplifikatörün şematik diyagramı
Her çiftte, her türden 3 transistör incelendi (rastgele seçimi hariç tutmak için). Maksimum çıkış voltajı, 60 Ohm dirençli bir direnç olan bir yük boyunca ölçüldü. Ölçüm sonuçları tabloda verilmiştir. 1.
Tablo, en iyi sonuçların germanyum transistörlerle elde edildiğini göstermektedir. Yüksek frekanslı transistörler GT329B ve GT310B'nin kullanımı haklı değildir, ayrıca bu transistörlerin izin verilen maksimum parametrelerinin değerleri bu amplifikatördeki çalışma moduna yakındır.
Köprü devresi kullanılarak yapılan son amplifikatörler sayesinde daha da yüksek verimlilik (%75'e kadar) elde edilir. Neredeyse 2 kat daha fazla parçaya sahip olmalarına rağmen aynı güç kaynağı voltajından iki kat daha fazla güç almanızı sağlarlar, bu da özellikle taşınabilir cihazlar için önemlidir.
En basit durumda, bir köprü devresi kullanılarak monte edilen son amplifikatör, girişleri parafaz çıkışlı (A1) bir kademeye bağlanan ve çıkışları yük (Şek. 12).
Pirinç. 12. Köprü terminal amplifikatörünün blok şeması
Son aşamalarda entegre işlemsel yükselteçler (op-amp'ler) kullanıldığında, bir op-amp'i ters çevirme girişli bir devreye, diğerini ters çevirme girişli bir devreye bağlayarak parafaz çıkışlı kademeyi ortadan kaldırabilirsiniz. Böyle bir amplifikatörün devresi Şekil 2'de gösterilmektedir. 13.
Pirinç. 13. Köprü son amplifikatörünün şematik diyagramı
Son amplifikatörler de verilen devrelere göre yapılabilir. Hepsi bir köprü devresi kullanılarak monte edilir ve çıkış transistörlerini açma ve çalıştırma şekilleri bakımından birbirlerinden farklılık gösterir. Bu amplifikatörlerin verimliliği% 40 ila 75 arasındadır.
Masada Şekil 2, Şekil 2'deki devrelere göre yapılan son amplifikatörlerin karşılaştırmalı özelliklerini göstermektedir. 9, 10, 11, 13.
Tablo 2
Endüstriyel CA'larda açık durum, güç anahtarıyla birlikte ses seviyesi kontrolü üzerindeki bir işaret kullanılarak gösterilir.
Bununla birlikte, böyle bir gösterge neredeyse hiç fark edilmez ve boşta açılma, güç kaynaklarının hızlı bir şekilde boşalmasına neden olur.
LED'ler SA'nın etkinleştirildiğine dair iyi bir gösterge sağlar. Uygulama, AL102A LED'in 2,5...3 mA akımda bile iyi parladığını ve AL310A LED'in 1,5 mA akımda bile iyi parladığını göstermiştir.
AS'nin etkinleştirildiğini belirtmek için diyagramı Şekil 2'de gösterilen bir nabız göstergesi kullanabilirsiniz. 14. VT1, VT2 transistörlerine dayanan asimetrik bir multivibratöre dayanmaktadır. Multivibratörün yükü LED VD3 AL310A'dır. Parıltısının süresi R2C1 devresinin parametreleri tarafından belirlenir ve flaş frekansı R3C2 devresinin parametreleri tarafından belirlenir. Direnç R4, LED üzerinden darbe akımını sınırlar. Yukarıdaki şemada LED flaş frekansı yaklaşık 0,5 Hz, LED kapalı-açık oranı ise yaklaşık 7'dir.
Pirinç. 14. Nabız göstergesinin şematik diyagramı
Birkaç olası SA tasarımını ele alalım.
En basit SA'nın diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 15. Bu cihaz, iki aşamalı bir giriş amplifikatörü ve değişken çalışma noktalı tek aşamalı bir son amplifikatör içerir. Güç göstergesi AL102A LED'idir.
Pirinç. 15. İşitme cihazının şematik diyagramı 1
Cihaz, endüstriyel işitme cihazlarından bir Ml mikrofonu ve bir TM2A telefonu kullanıyor. Anahtar direnci SP3-3 ile ses kontrolü. Cihaz Kron pil ile çalışmaktadır.
SA teknik özellikleri: akustik kazanç 58 dB, maksimum çıkış seviyesi 128 dB. Başlangıçtaki akım tüketimi (sinyalsiz) 4 mA'den fazla değil. Amplifikatörün frekans tepkisi 300...7000 Hz aralığında düzdür. SA, 85X59X24 mm ölçülerinde plastik bir kasa içerisinde muhafaza edilmektedir.
Diyagramı Şekil 2'de gösterilen işitme cihazı. 16, oldukça ekonomiktir: iki adet 1,5 V pil ile çalıştırıldığında, (sinyal olmadığında) 1,7 mA akım tüketir. Aynı zamanda SA'nın parametreleri önceki tasarımın parametrelerinden daha kötü değildir. Böylece akustik kazanç 64 dB, maksimum çıkış seviyesi ise 120 dB olur. Bu SA ayrıca 300...6000 Hz aralığında düz bir frekans tepkisine sahiptir ve 85x59x18 mm ölçülerinde plastik bir kasaya yerleştirilmiştir.
Pirinç. 16. İşitme cihazının şematik diyagramı 2
Bir sonraki tasarım geliştirilirken TM-2A telefonun işitme kaybı özellikleri dikkate alındı. İşitme engelli bir kişinin odyogramı sağlıklı bir kişinin odyogramı ile karşılaştırıldı. Bu iki odyogram arasındaki fark, Şekil 2'de gösterilen işitme kaybının karakteristiğidir. 17.
Pirinç. 17. İşitme kaybının özellikleri
Odyogram aşağıdaki gibi alınmıştır. Öncelikle jeneratör çıkışından gelen sinyalin frekansı ve minimum seviyesi ayarlandı. Daha sonra geliştirilmekte olan cihazın tasarlandığı telefon kulak kanalına yerleştirildi. Sinyal seviyesi duyulabilir hale gelinceye kadar kademeli olarak artırıldı. Jeneratör çıkışından gelen sinyal ölçüldü. Normalde duyulabilen sinyal daha sonra kademeli olarak azaltıldı. Telefondaki ses kaybolunca jeneratör çıkışından gelen sinyali milivoltmetre ile ölçtük. Jeneratör sinyalinin birinci ve ikinci ölçümlerinin aritmetik ortalaması eşik seviyesi olacaktır. 200...7000 Hz frekans aralığında eşik seviyelerinin ölçülmesi gereklidir. Ölçümlerin doğruluğunu artırmak ve rastgele hataları ortadan kaldırmak için odyogramın alınması 3...5 kez tekrarlanabilir.
Kayıp özelliklerinden, 1000 Hz'e kadar olan alanda yaklaşık 12 dB/okt. eğimle bir artış olduğu ve 1000 Hz'den sonra keskin bir düşüş olduğu açıktır: 26 dB eğimle 2500 Hz'e kadar. /ekim., sonra daha da fazlası. Mikrofonun ortalama frekans tepkisini işitme kaybı karakteristiği üzerine bindirerek düzeltme cihazının karakteristiğini elde edebiliriz. Şekil 2'de gösterildiği gibi görünüyor. 18.
Pirinç. 18. Düzeltme cihazının özellikleri
Böyle bir karakteristik, devresi ve deneysel frekans tepkisi Şekil 2'de gösterilen bir bariyer filtresi kullanılarak elde edilebilir. 19.
Pirinç. 19. Bir bariyer filtrenin şematik diyagramı ve genlik-frekans karakteristiği
İşitme cihazının düzeltmeli şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 20.
Pirinç. 20. İşitme cihazının şematik diyagramı 3
Bu cihaz, iki aşamalı bir giriş amplifikatörü, bir bariyer filtresi olan bir düzeltme cihazı, bir itme-çekme transformatörsüz devre kullanılarak monte edilmiş iki aşamalı bir son amplifikatör ve SA'yı açmak için bir darbe göstergesi içerir. Cihazın akustik kazancı 87 dB, maksimum çıkış seviyesi ise 124 dB'dir. Başlangıçtaki akım tüketimi (sinyalsiz) 1,8 mA'den fazla değil. LED göstergesinin flaş frekansı yaklaşık 0,5 Hz olarak seçilmiş olup, LED'in kapalı ve açık durumlarının oranı yaklaşık 7 olduğundan güç kaynağından tüketimi düşüktür.
İşitme cihazı iki adet 1,5 V pil ile çalışır ve 59x85x16 mm ölçülerinde plastik bir kutu içerisinde bulunur. Sübjektif değerlendirmeye göre, bu hoparlörler iyi bir konuşma anlaşılırlığı sağlıyor ve müzik dinleme kalitesini artırıyor. 1...3 kHz bölgesinde özellikle büyük bir kazanç elde edilirken, geleneksel işitme cihazları kullanıldığında bu frekanslardaki sesler pratikte duyulamaz.
Edebiyat
1. Ephrussi M. M. İşitme cihazları ve odyometreler - M.: Energia, 1975.
2. M u r a v i V. D. İşitme cihazları - Radyo amatörlerine yardım etmek. Cilt 58, 1977.
3. Alekseev G.V. Köprü güç amplifikatörlerini bir ön yükselticiye bağlamak için bazı yöntemler - İletişim teknolojisinde yarı iletken elektronik. Cilt 21, 1981.
4. Maklyukov M. Düz frekans özelliklerine sahip RC filtreleri - Radyo, 1968, No. 7.
5. Kareev V., Terekhov S. Aktif RC filtrelerinde işlemsel yükselteçler.-Radyo, 1977, No. 8.
[e-posta korumalı]
İşitme cihazı, bir mikrofon, bir giriş amplifikatörü, bir son amplifikatör ve bir telefondan oluşan basit bir ses yükseltme cihazıdır. Giriş amplifikatörü, aşamalar arasında doğrudan bağlantılara sahip bir devreye göre iki transistör T1 ve T2 üzerine monte edilir ve kazancı stabilize etmek ve genlik-frekans özelliklerini iyileştirmek için ortak bir negatif DC geri beslemesi ile kaplanır. T1 ve T2 transistörlerinin modlarının ayarlanması, R3 ve R6 dirençleri kullanılarak gerçekleştirilir. Amplifikatörün ilk aşamasında düşük gürültülü transistör P28'in kullanılması önemlidir. Ayrıca bu transistörün çalışma modu da (Ik = 0,4 mA, Uke = 1,2 V) gürültünün minimum düzeyde olmasını sağlar. Amplifikatör, 300...7000 Hz konuşma spektrumunun frekans bandında düzgün sinyal amplifikasyonu sağlar. Transistör T2'nin toplayıcısından sinyal, kazanç regülatörü görevi gören R7 potansiyometresine gider. P28 transistörü yerine şunları kullanabilirsiniz: MP39B, GT310B, GT322A, silikon KT104B, KT203B, KT326B, ancak KT342, KT3102 ve KT3107 serisinin düşük gürültülü transistörleri özellikle iyi sonuçlar verir. Son aşama, kayan çalışma noktasına sahip bir amplifikatör devresine göre transistör T3 üzerine monte edilir, bu, sessiz modda aşama tarafından tüketilen akımın keskin bir şekilde azaltılmasını mümkün kılar.
Bu işitme cihazı amplifikatör devresi, kademeli çalışma noktasında etkili bir kayma ve buna bağlı olarak küçük doğrusal olmayan bozulmalarla karakterize edilir. Direnç R7'den kapasitör C6'ya kadar girişe bir sinyal uygulandığında, sinyal transistör T3'ün tabanına gönderilir.Transistör tarafından toplayıcı T3'ten kapasitör C8 aracılığıyla güçlendirilen sinyal, D1 ve D2 diyotları üzerindeki çiftleyici doğrultucuya gönderilir. . Düzeltilen voltaj C7 kapasitörü üzerinde birikir ve çalışma noktasını açılmaya doğru kaydırarak T3 transistörünün tabanına uygulanır.
Direnç R8, başlangıç kademe akımını ayarlar. İşitme cihazı, Krona elemanından gelen 9 voltluk bir voltajla çalıştırılır. LED D3 gücün açık olduğunu göstermeye yarar. Herhangi bir minyatür dinamik veya yoğunlaştırıcı mikrofon, mikrofon olarak kullanılabilir. Yoğunlaştırıcı mikrofon kullanıyorsanız, ona 3–5 kOhm'luk bir direnç aracılığıyla güç sağlamanız gerekir. TM-3, TM-4'ü telefon olarak kullanabilirsiniz. Baskılı devre kartı ve güç kaynağının bulunduğu işitme cihazı için uygun bir plastik kasa seçildi. Kurulum sırasında öncelikle tüm transistörlerin akımlarını ayarlamanız gerekir. dirençler R4 ve R6, akım T1 ve T2, ardından direnç R8, mikrofon kapalıyken, Transistör T3'ün hareketsiz akımını 2-2,5 mA'ya ayarlayın. Jeneratörden T3 transistörünün tabanına 1000 Hz frekanslı ve T3 transistörünün toplayıcısındaki maksimum sinyal genliğine karşılık gelen bir genliğe sahip bir sinyal sağlanır. Bozulmamış sinyal amplifikasyonu elde etmek için R9 direncini kullanın. Bu durumda transistörün kolektör akımının 15-17 mA değerinde olması gerekir. En iyi sese, sert seslerin olmamasına göre C3 kapasitörünün kapasitansını seçin. Yazar: Shimko Sergey.
