СЛУХОВОЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК H04R25/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для электроакустической коррекции слуха с встроенными регуляторами тембра.

Известен слуховой аппарат с широкодиапазонным регулятором тембра [1] В нем узел регулировки тембра имеет меньшее количество радиоэлементов, но небольшую глубину регулировки тембра и малоэффективный спад частотной характеристики в полосе затухания, что во многих случаях не обеспечивает оптимальное приспособление частотно-зависимого сигнала слухового аппарата к остаточному слуху слабослышащего.

Известен слуховой аппарат с широкодиапазонным регулятором тембра, изменяющим частотную характеристику акустического усиления [2] В нем узел регулировки тембра обеспечивает глубокую регулировку тембра в области низких частот при большой крутизне спада частотной характеристики в полосе затухания, но имеет повышенное количество радиоэлементов.

Аппарат содержит микрофон, предусилитель, узел регулировки тембра, оконечный усилитель, телефон. Узел регулировки тембра выполнен в виде объединения фильтра нижних частот и фильтра верхних частот таким образом, что их выводы соединены друг с другом посредством переменного резистора, подвижный контакт которого представляет собой выход всего узла и подключается к оконечному усилителю слухового аппарата. Регулировка частотной характеристики на низких частотах происходит за счет того, что, в зависимости от положения движка переменного резистора, изменяется соотношение между уровнями сигналов, поступающих на вход оконечного усилителя слухового аппарата от фильтров низких и верхних частот. Данная схема обладает тем недостатком, что в ней содержится повышенное количество электрорадиоэлементов. Это, в свою очередь, способствует понижению надежности.

Цель изобретения упрощение схемы слухового аппарата, повышение надежности.

В предлагаемом слуховом аппарате цель достигается тем, что в узел регулировки тембра вместо фильтра нижних частот введен потенциометр, подвижный контакт которого через резистор связан с фильтром верхних частот во входной цепи транзистора эмиттерного повторителя, на котором построен фильтр верхних частот.

Указанное техническое решение узла регулировки тембра позволяет обойтись минимальным количеством электрорадиоэлементов, что упрощает схему слухового аппарата, а также способствует повышению его надежности.

Разработано два варианта узла регулировки тембра слухового аппарата.

На фиг. 1 показана функциональная схема слухового аппарата с первым вариантом узла регулировки тембра; на фиг. 2 частотные характеристики акустического усиления слухового аппарата при различных положениях движка регулятора тембра; на фиг. 3 фрагмент схемы слухового аппарата в части второго варианта узла регулировки тембра.

Слуховой аппарат с узлом регулировки тембра в первом варианте (фиг.1) состоит из последовательно соединенных микрофона 1, предусилителя 2, узла 3 регулировки тембра, оконечного усилителя 4, телефона 5.

Узел 3 регулировки тембра представляет собой совокупность связанных между собой фильтра верхних частот и цепочки, состоящей из последовательно соединенных потенциометра R и разделительного конденсатора С₁.

Фильтр верхних частот построен на основе транзисторного эмиттерного повторителя по схеме Т-образного резистивно-емкостного фильтра с положительной обратной связью и состоит из конденсаторов С₂ и С₃, резистора обратной связи R₂, транзистора VT и нагрузочного резистора R₃. Потенциометр R через резистор R₁ связан с фильтром верхних частот в базовой цепи транзистора VT. Режим по постоянному току в цепи базы транзистора VT осуществляется напряжением с коллектора выходного транзистора предусилителя 2 через потенциометр R и резистор R₁. Положение подвижного контакта потенциометра R, значение резистора R₂ и конденсаторов С₂ и С₃ в совокупности определяют вид частотной характеристики акустического усиления слухового аппарата. Емкость конденсатора С₁ выбирается достаточно большой, чтобы нижний по схеме конец потенциометра R имел по переменному току нулевой потенциал.

Узел регулировки тембра является фильтром верхних частот с регулируемым коэффициентом передачи в полосе затухания, т.е. на низких частотах.

Слуховой аппарат работает следующим образом.

Преобразованный микрофоном 1 сигнал поступает на вход предусилителя 2, в котором подвергается основному усилению, затем проходит через узел 3 регулировки тембра и подается на оконечный усилитель 4, в котором усиливается до напряжения, достаточного для эффективного возбуждения телефона 5. Излучаемый телефоном 5 звук попадает в слуховой проход пользователя слухового аппарата.

При регулировке тембра необходимая величина низкочастотного сигнала устанавливается подвижным контактом потенциометра R. При верхнем по схеме положении подвижного контакта потенциометра R сигнал с выхода предусилителя 2 снимается полностью и проходит на базу транзистора VT почти без затухания через резистор R₁, который шунтирует конденсаторы С₂ и С₃, имеющие на низких частотах большое сопротивление. При нижнем по схеме положении подвижного контакта потенциометра R сигнал, снимаемый с потенциометра R, отсутствует, добротность фильтра верхних частот максимальная ослабление сигналов низких частот значительное.

Частотная характеристика узла регулировки тембра в области верхних частот не зависит от положения подвижного контакта потенциометра R, так как на высоких частотах сопротивление конденсаторов С₂ и С₃ во много раз меньше сопротивления резистора R₁.

Примерные виды частотных характеристик акустического усиления слухового аппарата, соответствующие двум случаям крайних положений подвижного контакта потенциометра R, показаны на фиг.2 кривыми а и д. Частотные характеристики, соответствующие нескольким промежуточным положениям подвижного контакта потенциометра R, показаны на фиг. 2 кривыми б,в,г.

Таким образом, нижняя рабочая частота данного слухового аппарата при общепринятой в технике слуховых аппаратов неравномерности частотной характеристики 20дБ может регулироваться в очень широких пределах, примерно 250-800 Гц. Это позволяет осуществлять достаточно точную настройку слухового аппарата в соответствии с частотными особенностями остаточного слуха больного тугоухостью. Простота предложенной схемы слухового аппарата и связанное с этим минимальное количество требуемых электрорадиоэлементов в сочетании с обеспечиваемой глубокой регулировкой тембра позволяют ее использовать при разработке слуховых аппаратов миниатюрных конструктивных исполнений, а именно заушных и внутриушных, которые могут применяться во многих случаях коррекции слуха и являются самыми массовыми.

Схема, приведенная на фиг. 1, особенно удобна в тех случаях, когда предусилитель 2 выполнен в виде классической транзисторной "тройки", обладающей свойствами высокой стабильности постоянного напряжения на коллекторе транзистора последнего каскада предусилителя. Это позволяет задавать неизменный режим питания цепи базы транзистора VT, способствуя постоянству коэффициента передачи узла регулировки тембра, а следовательно, и акустического усиления слухового аппарата в целом. Этим свойством также достигается возможность упрощения и усовершенствования схемы оконечного каскада 4 слухового аппарата путем его совмещения с узлом 3 регулировки тембра. В этом случае совмещенный каскад выполняется в виде структуры по типу составного транзистора, для чего используется дополнительный транзистор с проводимостью, противоположной проводимости транзистора VT узла регулировки тембра.

В тех случаях, когда нет необходимости в дополнительной стабилизации усиления слухового аппарата, а также в тех случаях, когда предусилитель имеет интегральное исполнение, схема узла регулировки тембра может быть выполнена по второму варианту (фиг.3).

Во втором варианте вход фильтра высокой частоты и один из противоположных выводов потенциометра R к выходу предусилителя 2 подключены через разделительный конденсатор С₁, второй противоположный вывод потенциометра R подключен к шине питания слухового аппарата. Режим по постоянному току в цепи базы транзистоpа VT осуществляется напряжением с шины питания слухового аппарата через потенциометр R и резистор R₁. Схема фильтра верхних частот и его сопряжение с потенциометром R, а также принцип работы узла регулировки тембра аналогичны первому варианту.

Использование: для электроакустической коррекции слуха с встроенными регуляторами тембра. Сущность изобретения: слуховой аппарат состоит из последовательно соединенных микрофона, предусилителя, узла регулировки тембра, оконечного усилителя, телефона. Узел регулировки тембра представляет собой совокупность связанных между собой потенциометра и фильтра верхних частот на основе эмиттерного повторителя, в двух вариантах, отличающихся между собой тем, что в первом варианте противоположные выводы потенциометра включены между выходом предусилителя и вторым конденсатором, соединенным с общей шиной слухового аппарата, вход фильтра верхних частот подключен к выходу предусилителя. Во втором варианте к выходу предусилителя подключен второй конденсатор, а противоположные выводы потенциометра включены между шиной питания слухового аппарата и конденсатором, к которому также подключен вход фильтра верхних частот. Для первого и второго вариантов узла регулировки тембра подвижный контакт потенциометра через первый резистор связан с фильтром верхних частот в базовой цепи транзистора. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

1. СЛУХОВОЙ АППАРАТ, содержащий последовательно соединенные микрофон, предусилитель, узел регулировки тембра, выходной усилитель и телефон, причем узел регулировки тембра выполнен в виде трех резисторов, транзистора, потенциометра, первого и второго конденсаторов, третьего конденсатора, один вывод которого связан с базой транзистора и первым выводом первого резистора, а другой соединен с первыми выводами второго конденсатора и второго резистора, отличающийся тем, что второй вывод первого резистора связан с подвижным контактом потенциометра, один вывод которого подключен через первый конденсатор к общей шине, а другой к выходу предусилителя и второму выводу второго конденсатора, эмиттер транзистора соединен с общей шиной через третий резистор, с вторым выводом второго резистора и выходным усилителем, а коллектор транзистора связан с шиной питания. 2. Слуховой аппарат, содержащий последовательно соединенные микрофон, предусилитель, узел регулировки тембра, выходной усилитель и телефон, причем узел регулировки тембра выполнен в виде трех резисторов, транзистора, потенциометра, первого и второго конденсаторов, третьего конденсатора, один из выводов которого связан с базой транзистора и первым выводом первого резистора, а другой соединен с первыми выводами второго конденсатора и второго резистора, отличающийся тем, что второй вывод первого резистора связан с подвижным контактом потенциометра один вывод которого подключен к шине питания, а другой к второму выводу второго резистора и через первый конденсатор к выходу предусилителя, эмиттер транзистора соединен с общей шиной через третий резистор, с вторым выводом второго резистора и входом выходного усилителя, а коллектор транзистора подключен к шине питания.